ES2948294T3

ES2948294T3 - Método de control de un inversor de cadena, controlador, inversor y sistema inversor

Info

Publication number: ES2948294T3
Application number: ES19819626T
Authority: ES
Inventors: Xinyu Yu; Kai Xin; Fangcheng Liu
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-02-03
Publication date: 2023-09-07
Anticipated expiration: 2039-02-03
Also published as: EP3764504A4; US11171489B2; WO2019237755A1; EP3764504B1; EP3764504A1; CN108879756A; CN108879756B; US20210036520A1

Abstract

La presente solicitud proporciona un método para controlar un inversor de cadena, un controlador, un inversor y un sistema inversor. El método comprende: en un proceso de escaneo de curva IV, controlar la potencia de salida de un circuito inversor 0 para que sea un valor de referencia de potencia establecido, y controlar el voltaje de salida de cada circuito CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea una referencia de voltaje establecido. valor; siendo el valor de referencia de potencia establecido 0 menor o igual a la suma de la potencia de entrada de los circuitos DC-DC de escaneo de curva no IV antes del escaneo de curva IV, y siendo el valor de referencia de voltaje establecido 0 mayor o igual a un porcentaje preestablecido del valor máximo de un voltaje de circuito abierto de una cadena fotovoltaica conectada a los circuitos CC-CC de escaneo de curva IV antes del escaneo de curva IV; controlar el circuito inversor para mantener una potencia de salida y un voltaje de bus constantes sin fluctuaciones de potencia; y los circuitos CC-CC de escaneo de curvas no IV continúan generando energía. La presente invención utiliza eficazmente la energía eléctrica de la generación de energía fotovoltaica, evitando el desperdicio de la energía generada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método de control de un inversor de cadena, controlador, inversor y sistema inversor

Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente China No. 201810621957.6, presentada con la Administración Nacional de Propiedad Intelectual de China el 15 de junio de 2018 y titulado "CONTROL METHOD AND CONTROLLER FOR STRING INVERTER, INVERTER, AND INVERTER SYSTEM ".

Campo técnico

La presente invención se relaciona con el campo de las tecnologías electrónicas de potencia y, en particular, con un método de control y un controlador para un inversor de cadena, un inversor y un sistema inversor.

Antecedentes

Con la escasez de fuentes de energía convencionales y la intensificación de la contaminación global, las fuentes de energía limpia sin contaminación, tal como la energía eólica y la energía solar, se usan cada vez más en la actualidad. La energía solar también se conoce como energía fotovoltaica.

A continuación, se describen primero los términos técnicos relacionados con la energía fotovoltaica.

Módulo fotovoltaico: El módulo fotovoltaico es un suministro de corriente continua formado al empaquetar celdas solares que se conectan en serie o en paralelo. Las celdas solares pueden convertir la energía solar en energía eléctrica.

Cadena fotovoltaica: La cadena fotovoltaica es un suministro de corriente continua formado al conectar electrodos positivos y electrodos negativos de una pluralidad de módulos fotovoltaicos de cabeza a cola en serie.

Inversor de cadena: el inversor de cadena incluye un circuito inversor y al menos dos circuitos convertidores de CC-CC de corriente continua a corriente continua, y los extremos de salida de todos los circuitos de CC-CC se conectan en paralelo a un extremo de entrada del circuito inversor. El circuito de CC-CC se configura para convertir una corriente continua en una corriente continua, por ejemplo, aumento de tensión. El circuito inversor se configura para convertir una corriente continua en una corriente alterna, para realizar la generación de energía conectada a la red o suministrar energía a una carga. Un extremo de entrada de cada circuito de CC-CC corresponde a al menos dos cadenas fotovoltaicas, y los extremos de salida de las cadenas fotovoltaicas se conectan en paralelo al extremo de entrada del circuito de CC-CC.

Un estado de salud de una cadena fotovoltaica determina directamente la energía eléctrica que puede generarse por un sistema inversor fotovoltaico. Cuando se especifican la temperatura y la intensidad de la luz, la corriente de salida de una cadena fotovoltaica varía con la tensión de salida, y puede dibujarse una curva de corriente-tensión (que se denomina como curva IV para abreviar más abajo). Una curva IV de una cadena fotovoltaica saludable es una curva parabólica. Puede dibujarse una curva IV de una cadena fotovoltaica cuando se escanea una tensión de salida de la cadena fotovoltaica desde una tensión de circuito abierto a una tensión de cortocircuito. Este proceso se denomina como escaneo de curva IV de la cadena fotovoltaica. Si se daña una cadena fotovoltaica o se cubre una cadena fotovoltaica, se distorsiona una curva IV de la cadena fotovoltaica. Por lo tanto, el estado de salud de una cadena fotovoltaica puede diagnosticarse a través del escaneo de curva IV, para proporcionar una base para la operación y el mantenimiento de la cadena fotovoltaica.

Específicamente, debido a que un extremo de salida de la cadena fotovoltaica se conecta a un extremo de entrada de un circuito de CC-CC, puede controlarse una tensión de entrada del circuito de CC-CC para escanear desde la tensión de circuito abierto a la tensión de cortocircuito para implementar el proceso de escaneo de curva IV.

En la técnica anterior, en un proceso de escaneo de curvas IV para una cadena fotovoltaica, una cadena fotovoltaica para la que actualmente se realiza un escaneo de curvas IV se encuentra en un modo de escaneo de curvas IV, en concreto, un circuito de CC-CC que se conecta a la cadena fotovoltaica controla una tensión de salida de la cadena fotovoltaica que se escaneará desde una tensión de circuito abierto hasta una tensión de cortocircuito. En este proceso, la cadena fotovoltaica para la que se realiza el escaneo de curva IV emite una potencia fluctuante; y una cadena fotovoltaica en la que no se realiza el escaneo no emite potencia, y emite una corriente que se controla para que sea 0 mediante un circuito de CC-CC que se conecta a la cadena fotovoltaica. En consecuencia, la potencia de salida del sistema inversor fotovoltaico se reduce considerablemente y la pérdida de rendimiento energético es relativamente alta. Además, la potencia de salida de un circuito inversor fluctúa. Esto afecta la estabilidad de una red eléctrica e incluso puede provocar una falla en la red eléctrica. El documento CN107196604A describe un método de escaneo de curva IV para componentes de un sistema de generación fotovoltaica. Después de que cada dispositivo de optimización de energía reciba las instrucciones del componente de escaneo de curva IV que se envía al ordenador host, de acuerdo con las reglas de agrupación preestablecidas y las instrucciones del componente de escaneo curvo IV, el componente de escaneo curvo IV se realiza en grupos en diferentes momentos y los datos de escaneo se cargan.

Resumen

Para resolver los problemas técnicos anteriores en la técnica anterior, la presente invención proporciona un método de control y un controlador para un inversor de cadena, un inversor y un sistema inversor, para reducir la pérdida de rendimiento de energía en un proceso de escaneo de curva IV y reducir el impacto en la estabilidad de una red eléctrica porque la potencia de salida de un circuito inversor es estable y no fluctúa.

La invención se establece mediante el conjunto de reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

Para describir con mayor claridad las soluciones técnicas en las realizaciones de esta solicitud o la técnica anterior, a continuación, se describen brevemente los dibujos acompañantes para describir las realizaciones o la técnica anterior. Es evidente que, los dibujos acompañantes descritos más abajo muestran algunas realizaciones de esta solicitud, y un experto en la técnica todavía puede derivar otros dibujos desde estos dibujos acompañantes sin esfuerzos creativos.

La Figura 1 es un diagrama esquemático de un inversor de cadena de acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 2 es un diagrama esquemático de una curva IV de una cadena fotovoltaica acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 3 es un diagrama de flujo de un método de control de acuerdo con una realización de esta solicitud; La Figura 4 es un diagrama esquemático de un efecto logrado en un método de control de acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 5 es un diagrama esquemático de un efecto correspondiente a un caso en el que una potencia de salida de un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV es 0 en un proceso de escaneo de curva IV de acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método para controlar una potencia de salida de un circuito inversor de acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 7 es un diagrama de flujo de un método para controlar una tensión de salida de un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV de acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 8 es un diagrama de flujo de otro método para controlar una potencia de salida de un circuito inversor de acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 9 es un diagrama de flujo de otro método para controlar una tensión de salida de un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV de acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 10 es un diagrama esquemático de un aparato de control para un inversor de cadena de acuerdo con una realización de esta solicitud;

La Figura 11 es un diagrama esquemático de un sistema inversor fotovoltaico de acuerdo con una realización de esta solicitud; y

La Figura 12 es un diagrama esquemático de otro sistema inversor fotovoltaico de acuerdo con una realización de esta solicitud.

Descripción de las realizaciones

Para hacer que un experto en la técnica entienda mejor las soluciones técnicas en la presente invención, a continuación, se describen de forma clara y completa las soluciones técnicas en las realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos acompañantes en las modalidades de la presente invención. Es evidente que, las realizaciones que se describen no son todas, sino simplemente algunas de las realizaciones de la presente invención. Todas las demás realizaciones obtenidas por un experto en la técnica con base en las realizaciones de la presente invención sin esfuerzos creativos se incluirán dentro del alcance de protección de la presente invención. Los escenarios técnicos a los que se aplican las soluciones técnicas proporcionadas en las realizaciones de esta solicitud se describen primero con referencia a los dibujos acompañantes. La Figura 1 es un diagrama esquemático de un inversor de cadena de acuerdo con una realización de esta solicitud.

El inversor de cadena incluye un circuito inversor 200 y N circuitos convertidores de CC-CC de corriente continua a corriente continua, donde N es un número entero mayor o igual a 2. En la figura, los N circuitos de CC-CC son respectivamente un circuito de CC-CC 1 a un circuito de CC-CC N. Cabe señalar que el circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC N se usan simplemente para distinguir entre los circuitos de CC-CC, pero no representan una secuencia.

Un extremo de entrada de cada circuito de CC-CC se conecta a una cadena fotovoltaica correspondiente. En la Figura 1, que el extremo de entrada de cada circuito de CC-CC se conecta a dos cadenas fotovoltaicas se usa como ejemplo para la descripción. Por ejemplo, un extremo de entrada del circuito de CC-CC 1 se conecta a una primera cadena fotovoltaica 101 y una segunda cadena fotovoltaica 102. Para ser específicos, un extremo de salida de la primera cadena fotovoltaica 101 y un extremo de salida de la segunda cadena fotovoltaica 102 se conectan en paralelo al extremo de entrada del circuito de CC-CC 1.

Un extremo de salida de cada circuito de CC-CC se conecta a un extremo de entrada del circuito inversor 200. Como se muestra en la Figura 1, los extremos de salida del circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC N se conectan todos al extremo de entrada del circuito inversor 200. Para ser específicos, los extremos de salida del circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC N se conectan entre sí en paralelo. Una potencia de entrada del circuito inversor 200 es igual a la suma de las potencias de salida del circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC N.

En las realizaciones de esta solicitud, la cantidad de cadenas fotovoltaicas conectadas a cada circuito de CC-CC no se limitan específicamente y puede establecerse en base a una tensión de salida de una cadena fotovoltaica y un nivel de tensión requerido por una planta de energía.

En una condición ideal, la curva IV de una cadena fotovoltaica se muestra en la Figura 2: Un eje horizontal representa una tensión (unidad: voltio) y un eje vertical representa una corriente (unidad: amperio). Puede aprenderse de la Figura 2 que la corriente de salida de una cadena fotovoltaica disminuye con un aumento de la corriente de salida.

En un proceso de escaneo de curva IV en una cadena fotovoltaica, un circuito de CC-CC conectado a la cadena fotovoltaica controla una tensión de salida de la cadena fotovoltaica que se escaneará desde una tensión de circuito abierto a una tensión de cortocircuito. Debido a que la tensión de salida de la cadena fotovoltaica es una tensión de entrada del circuito de CC-CC conectado, la tensión de entrada del circuito de CC-CC se controla para escanear desde la tensión de circuito abierto hasta la tensión de cortocircuito. Un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV no emite una potencia. En otras palabras, una corriente de salida del circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV se controla para que sea 0.

Como se muestra en la Figura 1, por ejemplo, el escaneo de curva IV se realiza en cadenas fotovoltaicas correspondientes al circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC K, y el escaneo de curva IV no se realiza en cadenas fotovoltaicas correspondientes al circuito de CC-CC (K+1) al circuito de CC-CC N.

El inventor descubre a través de la investigación que, en el proceso de escaneo de curva IV, está cambiando una tensión de entrada de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV. Por lo tanto, la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV fluctúa, y la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV es 0. En este caso, la potencia de salida del circuito inversor fluctúa, la energía eléctrica generada por una cadena fotovoltaica en la que no se realiza el escaneo de curva IV se desperdicia y la pérdida de rendimiento energético es relativamente alta. Si el escaneo de curva IV se realiza simultáneamente en miles de inversores de cadena en la planta de energía, la pérdida de rendimiento de energía es enorme y la red eléctrica es inestable. Si el escaneo de curva IV se realiza en lotes de inversores de cadena en un sistema inversor fotovoltaico completo, la fluctuación de potencia de salida del sistema inversor fotovoltaico se reduce, pero se prolonga un proceso completo de escaneo de curva IV del sistema inversor PV, y se reduce la eficiencia de operación y mantenimiento.

Por lo tanto, las realizaciones de esta solicitud proporcionan un método de control para un inversor de cadena, para controlar, en un proceso de escaneo de curva IV, un circuito inversor para mantener una potencia de salida constante y una tensión de bus constante, donde la potencia de salida constante se correlaciona con un la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas no IV antes del escaneo de curvas IV, y la tensión de bus constante se correlaciona con un valor máximo en las tensiones de circuito abierto de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas IV.

La tensión del bus es una tensión de entrada del circuito inversor y también es una tensión de salida de un circuito de CC-CC.

En el método proporcionado en las realizaciones de esta solicitud, en el proceso de escaneo de curva IV, el circuito inversor se controla para mantener la potencia de salida constante y la tensión del bus constante. De esta manera, no se produce ninguna fluctuación de potencia en el inversor de cadena y se mantiene la estabilidad de la red eléctrica. Además, debido a que la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV fluctúa, la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV necesita controlarse para que no sea 0, para implementar que el circuito inversor mantenga la constante potencia de salida. En el método proporcionado en las realizaciones de esta solicitud, cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV continúa emitiendo una potencia. De esta manera, la salida de energía eléctrica de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV puede utilizar sede manera efectiva y puede evitarse una enorme pérdida de rendimiento de energía.

Los escenarios en los que se aplican las realizaciones de esta aplicación incluyen un escenario de aplicación de planta de energía fotovoltaica a gran escala, un escenario de aplicación de planta de energía distribuida a pequeña y mediana escala, un sistema doméstico de generación de energía fotovoltaica y similares. Un extremo de salida del inversor de cadena se conecta a un transformador a través de un cable, o se conecta directamente a una red eléctrica de corriente alterna monofásica, o se conecta directamente a una red eléctrica de corriente alterna trifásica. Realización del método 1

La Figura 3 es un diagrama de flujo de un método de control de acuerdo con una realización de esta solicitud.

El método de control para un inversor de cadena proporcionado en esta realización se aplica al inversor de cadena. El inversor de cadena incluye un circuito inversor y N circuitos convertidores de CC-Cc de corriente continua a corriente continua, donde N es un número entero mayor o igual a 2, un extremo de entrada de cada circuito de CC-CC se conecta a una cadena fotovoltaica correspondiente, un extremo de salida de cada circuito de CC-CC se conecta a un extremo de entrada del circuito inversor, y los N circuitos de CC-CC incluyen un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV y un circuito de CC-CC de escaneo de curva IV.

El método incluye las siguientes etapas.

S301: Antes del escaneo de curva IV, obtener una suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV y obtener un valor máximo en las tensiones de circuito abierto de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV.

Un proceso de obtención de tensión en circuito abierto incluye: obtener un valor máximo en las tensiones de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV cuando las corrientes de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV son 0, donde el valor máximo en las tensiones de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV es un valor máximo en tensiones de circuito abierto de cadenas fotovoltaicas conectadas a todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV. Debido a que una tensión de salida de una cadena fotovoltaica es una tensión de entrada de un circuito de CC-CC conectado a la cadena fotovoltaica, una tensión de circuito abierto de la cadena fotovoltaica es esencialmente la tensión de entrada del circuito de CC-CC correspondiente cuando una corriente de entrada del circuito de CC-CC es 0.

A continuación, se proporcionan descripciones mediante el uso de un ejemplo en el que un circuito de CC-CC 1 a un circuito de CC-CC K en los N circuitos de CC-CC son circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV y un circuito de CC-CC (K+1) a un circuito de CC-CC N en los N circuitos de CC-CC son circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV.

En un proceso real de escaneo de curvas IV, antes del escaneo de curvas IV, un controlador del inversor de cadena recibe una instrucción que se usa para realizar el escaneo de curvas IV en cadenas fotovoltaicas conectadas al circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC K y que es enviado por un dispositivo de gestión superior. Ciertamente, el controlador del inversor de cadena puede determinar directamente realizar el escaneo de curva IV.

En el momento t0, las potencias de entrada del circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC N se registran como Pj(t0), donde j = 1,2, 3, ..., N; y las tensiones de entrada del circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC N se registran como Uj(tü), donde j = 1, 2, 3, ..., N. La suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV son potencias de entrada del circuito de CC-CC (K+1) al circuito de CC-CC N, es decir, Pj(t0).

Luego, las corrientes de entrada del circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC K se controlan para que sean 0, y las potencias de entrada del circuito de CC-CC (K+1) al circuito de CC-CC N se controlan para que permanezcan sin cambios durante un período de tiempo At. En un momento t¹= to At, las potencias de entrada del circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC K se registran como Pi(ti), donde i = 1,2, 3, ..., K; y las tensiones de entrada del circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC K se registran como Ui(t1), donde i = 1, 2, 3, ..., K. Un valor máximo en Ui(t1) es Umáx(t1), donde 1= 1,2, 3, ..., K. En otras palabras, Umáx(t1) es el valor máximo en las tensiones de circuito abierto de las cadenas fotovoltaicas conectadas a todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas IV.

El momento t0 y el momento t1 están ambos antes del escaneo de curva IV.

S302: En un proceso de escaneo de curva IV, controlar una potencia de salida del circuito inversor para que sea un valor de referencia de potencia especificado Pref1, y controlar una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea un valor de referencia de tensión especificado Ubus_ref, donde el valor de referencia de potencia especificado Pref¹es menor que o igual a la suma de las potencias de entrada, y el valor de referencia de tensión especificado es mayor que o igual a un porcentaje preestablecido del valor máximo en las tensiones de circuito abierto:

donde 0 <a ≤1, y Pref¹es menor que o igual a la suma de las potencias de entrada; y

fi puede establecerse en base a un requisito real. Sin embargo, para lograr un mejor efecto de escaneo de curva IV, un rango de valores de fi suele ser mayor que o igual al 80 % y menor que o igual al 100 %. Por ejemplo, fi se establece en 90 %, en otras palabras, Ubus_ref es mayor que o igual al 90 % del valor máximo en las tensiones de circuito abierto. Es mejor establecer el porcentaje preestablecido en 100 %, en otras palabras, Ubus_ref es mayor que o igual a Umáx(U), para lograr un mejor efecto de escaneo de curva IV. De esta manera, puede realizarse el escaneo de curva IV, desde una tensión de circuito abierto hasta una tensión de cortocircuito de la cadena fotovoltaica, en la cadena fotovoltaica conectada a cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV, y si la cadena fotovoltaica está defectuosa puede determinarse completamente.

Cuando Ubus_ref es igual a Umáx(ti), el escaneo de curva IV puede realizarse en la cadena fotovoltaica conectada a cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV. Ciertamente, Ubus_ref puede ser alternativamente un valor de tensión mayor que Umáx(t¹).

Un circuito de CC-CC suele ser un circuito elevador, en otras palabras, una tensión de salida del circuito de CC-CC es mayor que o igual a una tensión de entrada del circuito de CC-CC. La tensión de entrada del circuito de CC-CC es una tensión de salida de una cadena fotovoltaica correspondiente. En un proceso de realización de escaneo de curva IV en la cadena fotovoltaica, la tensión de salida de la cadena fotovoltaica debe escanearse desde una tensión de circuito abierto hasta una tensión de cortocircuito. En otras palabras, una tensión de salida máxima de la cadena fotovoltaica es la tensión de circuito abierto. En este caso, una tensión de entrada máxima del circuito de CC-CC es la tensión de circuito abierto de la cadena fotovoltaica correspondiente. Por lo tanto, la tensión de salida del circuito de CC-CC es mayor que o igual a la tensión de circuito abierto de la cadena fotovoltaica correspondiente. Además, los extremos de salida de todos los circuitos de CC-CC se conectan en paralelo. En el proceso de escaneo de curva IV, la tensión de salida del circuito de CC-CC necesita cumplir una condición de que las tensiones de circuito abierto de todas las cadenas fotovoltaicas en las que se realiza el escaneo de curva IV puedan escanearse durante el escaneo de curva IV. Por lo tanto, Ubus_ref necesita ser mayor que o igual al valor máximo en las tensiones de circuito abierto. Si Ubus_ref es menor que el valor máximo en las tensiones de circuito abierto, no puede garantizarse que las tensiones de circuito abierto de todas las cadenas fotovoltaicas en las que se realiza el escaneo de curva IV puedan escanearse durante el escaneo de curva IV. En consecuencia, no puede completarse el escaneo de curva IV.

El circuito de CC-CC es un circuito elevador y puede implementarse específicamente mediante el uso de un circuito elevador.

Puede entenderse que, antes de controlar una potencia de salida del circuito inversor para que sea un valor de referencia de potencia especificado, significa antes del escaneo de curva IV.

En el método proporcionado en esta realización de esta solicitud, en el proceso de escaneo de curva IV, el circuito inversor se controla para mantener una potencia de salida constante y una tensión de bus constante. De esta manera, no se produce ninguna fluctuación de potencia en el inversor de cadena y se mantiene la estabilidad de la red eléctrica. Además, debido a que la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV fluctúa, la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV necesita controlarse para que no sea 0, para implementar que el circuito inversor mantenga la constante potencia de salida. En el método proporcionado en esta realización de esta solicitud, cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV se controla para continuar emitiendo una potencia. De esta manera, la salida de energía eléctrica de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV puede utilizar sede manera efectiva y puede evitarse una enorme pérdida de rendimiento de energía.

A continuación, se describen, con referencia a los diagramas de simulación, los efectos beneficiosos logrados en el método de control proporcionado en esta realización de esta solicitud.

La Figura 4 es un diagrama esquemático de un efecto logrado en un método de control de acuerdo con una realización de esta solicitud.

La Figura 5 es un diagrama esquemático de un efecto correspondiente a un caso en el que la potencia de salida de un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV es 0 en un proceso de escaneo de curva IV.

Potencias de salida en la Figura 4 y la Figura 5 es la potencia de salida del inversor de cadena, es decir, la potencia de salida del circuito inversor.

Puede aprenderse al analizar la Figura 4 que, de acuerdo con el método proporcionado en esta realización de esta solicitud, el circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV (una rama sin escaneo) continúa suministrando energía durante el escaneo de curva IV. Por lo tanto, la potencia de salida del circuito inversor se reduce ligeramente y el circuito inversor se controla para emitir una potencia constante, para evitar la fluctuación de la potencia de salida. Para obtener detalles, consulte el diagrama de forma de onda para una potencia de salida mostrada en la Figura 4.

Puede aprenderse al analizar la Figura 5 que la potencia de entrada del circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV (la rama sin escaneo) es 0 durante el escaneo de curva IV. En este caso, la potencia de salida del circuito inversor es igual solamente a la potencia de salida del circuito de CC-CC de escaneo de curva IV. Por lo tanto, la potencia de salida de todo el circuito inversor en un período de exploración se reduce considerablemente en comparación con la potencia de salida de todo el circuito inversor en un período sin escaneo. Además, durante el escaneo de curva IV, la potencia de salida del circuito inversor fluctúa.

Puede aprenderse al analizar la Figura 4 que una potencia de salida correspondiente a un período de escaneo es ligeramente inferior a una potencia de salida correspondiente a un período sin escaneo. Puede aprenderse, al comparar la potencia de salida en el período de escaneo en la Figura 4 con la potencia de salida en el período de escaneo en la Figura 5, que la potencia de salida en la Figura 4 se mejora mucho en comparación con la potencia de salida en la Figura 5. En el método de control proporcionado en esta realización de esta solicitud, la potencia de salida es relativamente alta durante el escaneo de curva IV. De esta forma, se evita una enorme pérdida de rendimiento energético y no se produce ninguna fluctuación de potencia porque la potencia de salida es constante. Las realizaciones de esta solicitud proporcionan dos métodos para controlar un circuito inversor para mantener una potencia de salida constante y una tensión de bus constante. A continuación, se describen por separado los métodos en detalle con referencia a la Realización 2 y la Realización 3.

Realización del método 2

En el método de control proporcionado en esta realización, la potencia de salida de un circuito inversor se controla para que sea un valor de referencia de potencia específico, y la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV se controla para que sea un valor de referencia de tensión específico. Debido a que los extremos de salida de todos los circuitos de CC-CC se conectan en paralelo a un extremo de entrada del circuito inversor, una tensión de bus es una tensión de salida de cada circuito de CC-CC y también es una tensión de entrada del circuito inversor. De esta manera, controlar la tensión del bus para mantenerlo constante puede implementarse al controlar la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea el valor de referencia de tensión especificado. Esta realización, que no forma parte de la invención, se proporciona con un método general al que puede adaptarse la presente invención.

Lo siguiente describe primero el control de una potencia de salida de un circuito inversor para que sea un valor de referencia de potencia especificado.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método para controlar una potencia de salida de un circuito inversor de acuerdo con una realización de esta solicitud.

El control de una potencia de salida del circuito inversor para que sea un valor de referencia de potencia especificado incluye específicamente las siguientes etapas:

S601: Obtener la potencia de salida del circuito inversor.

S602: Comparar la potencia de salida del circuito inversor con el valor de referencia de potencia especificado Pref¹para obtener un resultado de comparación de potencia.

S603: Obtener un primer valor de referencia de corriente de un eje d del circuito inversor a través de un primer regulador proporcional-integral en base al resultado de la comparación de potencia.

S604: Controlar una corriente del eje d del circuito inversor en base al primer valor de referencia de corriente del eje d del circuito inversor, de modo que la potencia de salida del circuito inversor sea el valor de referencia de potencia especificado.

La potencia de salida del circuito inversor puede controlarse al controlar la corriente del eje d del circuito inversor, y puede usarse un método de control conocido como un método específico para controlar la corriente del eje d.

A continuación, se describe el control de una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea un valor de referencia de tensión especificado.

La Figura 7 es un diagrama de flujo de un método para controlar una tensión de salida de un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV de acuerdo con una realización de esta solicitud.

S701: Detectar una tensión de salida de un circuito de CC-CC m, donde en el proceso de escaneo de curva IV, el circuito de CC-CC 1 al circuito de CC-CC K son los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV, el circuito de CC-CC (K+1) al circuito de CC-CC N son los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV, y m = K+1, K+2, ..., N.

S702: Comparar la tensión de salida del circuito de CC-CC m con el valor de referencia de tensión especificado para obtener un resultado de comparación de tensión.

S703: Obtener un valor de regulación de corriente de retroalimentación del circuito de CC-CC m a través de un segundo regulador integral proporcional en base al resultado de la comparación de tensión.

S704: Usar una suma del valor de regulación de corriente de retroalimentación y un valor de regulación de corriente de alimentación directa como un valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, donde el valor de regulación de corriente de alimentación directa se correlaciona positivamente con el valor de referencia de potencia especificado y se correlaciona negativamente con una suma de potencias de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas IV en el proceso de escaneo de curvas IV.

El valor de regulación de la corriente de alimentación directa se obtiene de acuerdo con la siguiente fórmula:

donde K^m representa un coeficiente de proporción de alimentación directa preestablecido, 0 ≤ K^m ≤ 1,

to representa un momento antes del escaneo de curva IV, Pj(to) representa una potencia de entrada de un circuito de CC-CC antes del escaneo de curva IV, Ui(t³) e /i(ts) respectivamente representan una tensión de entrada y una corriente de entrada del circuito de CC-CC en el proceso de escaneo de curva IV, y

Umín(t³) representa una tensión de entrada del circuito de CC-CC m en el proceso de escaneo de curva IV.

S705: Controlar una corriente del circuito de CC-CC m en base al valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, de modo que la tensión de salida del circuito de CC-CC m sea el valor de referencia de tensión especificado. S701 a S705 son etapas para controlar la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea el valor de referencia de tensión especificado, y se implementan específicamente mediante el uso de una tensión en el control de bucle externo y el uso de una corriente en el control de bucle interno. Para ser específicos, un resultado de comparación obtenido durante el control de bucle externo basado en tensión se usa como un valor de referencia durante el control de bucle interno basado en corriente, y la corriente se controla para alcanzar el valor de referencia, para implementar el control de tensión. Puede usarse un método de control conocido como un método específico para controlar la corriente.

En esta realización, el control de la tensión del bus para mantenerlo constante se implementa al controlar la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea el valor de referencia de tensión especificado.

En esta realización, el diagrama de flujo de control de potencia 6 y el diagrama de flujo de control de tensión 7 necesitan realizarse simultáneamente, porque los efectos pueden lograrse solamente cuando el control de potencia y el control de tensión se realizan simultáneamente.

En las realizaciones anteriores, un efecto de control es mejor cuando a es igual a 1.

Realización del método 3

En esta realización, el control de un circuito inversor para mantener una potencia de salida constante se implementa al controlar una suma de la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV y la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para ser un valor de referencia de potencia especificado. Esta forma de control también se denomina como modo de control de potencia complementario. En esta realización, el control de una tensión de bus para mantenerlo constante se implementa al controlar una tensión de entrada del circuito inversor para que sea un valor de referencia de tensión especificado. La tensión de entrada del circuito inversor es igual a la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV conectado al circuito inversor.

Lo siguiente describe primero un método para controlar una potencia de salida del circuito inversor.

Figura 8 es un diagrama de flujo de otro método para controlar una potencia de salida de un circuito inversor de acuerdo con una realización de esta solicitud.

S801: Obtener la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas IV en un proceso de escaneo de curvas IV.

S802: Restar la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV del valor de referencia de potencia especificado para obtener una diferencia de potencia de entrada.

S803: Controlar la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea la diferencia de potencia de entrada.

El control de la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea la diferencia de potencia de entrada incluye específicamente:

controlar una potencia de entrada de un circuito de CC-CC m en los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea P^m_ref (t3) de acuerdo con la siguiente fórmula, donde m = K+1, K+2,..., N:

donde K^m_pwr representa un factor de asignación de potencia de entrada preestablecido del circuito de CC-CC m,

P^{j (}t0) representa una potencia de entrada de un circuito de CC-CC antes del escaneo de curva IV, y

U^t (t³) e //(t3) representan respectivamente una tensión de entrada y una corriente de entrada del circuito de CC-c C en el proceso de escaneo de curva IV.

El control de una potencia de entrada de un circuito de CC-CC m para que sea P^m_re ( t³) incluye específicamente: obtener una tensión de entrada del circuito de CC-CC m en el proceso de escaneo de curva IV;

obtener un valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m en base a la tensión de entrada del circuito de CC-CC m y la potencia de entrada P^m_ref (t³) del circuito de CC-CC m; y

controlar una corriente del circuito de CC-CC m en base al valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, de modo que la potencia de entrada del circuito de CC-CC m sea P^{m_ _re} ( t³).

En el método de control proporcionado en esta realización, las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV necesitan obtenerse en tiempo real, y las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV se controlan en base al valor de referencia de potencia especificado.

A continuación, se describe un método para controlar una tensión de salida de un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV.

La Figura 9 es un diagrama de flujo de otro método para controlar una tensión de salida de un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV de acuerdo con una realización de esta solicitud.

El control de una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea un valor de referencia de tensión especificado incluye específicamente las siguientes etapas:

S901: Obtener una tensión de entrada del circuito inversor, donde la tensión de entrada del circuito inversor es igual a la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV.

S902: Comparar la tensión de entrada del circuito inversor con el valor de referencia de tensión especificado para obtener un resultado de comparación para la tensión de entrada del circuito inversor.

S903: Obtener un segundo valor de referencia de corriente de un eje d del circuito inversor a través de un tercer regulador proporcional-integral en base al resultado de la comparación para la tensión de entrada del circuito inversor.

S904: Controlar una corriente del eje d del circuito inversor en base al segundo valor de referencia de corriente del eje d del circuito inversor, de modo que la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV sea la referencia de tensión especificada valor.

S901 a S904 son etapas para controlar la tensión de entrada del circuito inversor para que sea el valor de referencia de tensión especificado, y se implementan específicamente mediante el uso de una tensión en el control de bucle externo y el uso de una corriente en el control de bucle interno. Para ser específicos, un resultado de comparación obtenido durante el control de bucle externo basado en tensión se usa como un valor de referencia durante el control de bucle interno basado en corriente, y la corriente se controla para alcanzar el valor de referencia, para implementar el control de tensión. Puede usarse un método de control conocido como un método específico para controlar la corriente.

En esta realización, el diagrama de flujo de control de potencia 8 y el diagrama de flujo de control de tensión 9 necesita realizarse simultáneamente, porque los efectos pueden lograrse solamente cuando el control de potencia y el control de tensión se realizan simultáneamente.

En conclusión, tanto los métodos de control proporcionados en la realización del Método 2 como en la realización del Método 3 pueden implementar que el circuito inversor mantenga la potencia de salida constante y la tensión del bus constante. Puede entenderse que tanto los métodos de control proporcionados en la Realización 2 como en la Realización 3 son aplicables al proceso de escaneo de curva IV, es decir, aplicable durante el escaneo de curva IV. El control de un circuito de CC-CC para realizar el escaneo de curvas IV es una tecnología relativamente madura. A continuación, se describe brevemente el escaneo de curva IV, que incluye específicamente:

controlar una tensión de entrada de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV para cambiar gradualmente de una tensión de circuito abierto a una tensión de cortocircuito; registrar la tensión de entrada y una corriente de entrada correspondiente de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV en un proceso en el que cambia la tensión de entrada de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV; y obtener, en base a la tensión de entrada registrada y la corriente de entrada correspondiente, una curva IV correspondiente a cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV.

Puede entenderse que el escaneo de curva IV es esencialmente escanear una cadena fotovoltaica. Sin embargo, debido a que un extremo de salida de la cadena fotovoltaica se conecta a un extremo de entrada de un circuito de CC-CC, una tensión de salida y una corriente de salida de la cadena fotovoltaica corresponden respectivamente a una tensión de entrada y una corriente de entrada del circuito de CC-CC. Por ejemplo, en la Figura 1, se realiza el escaneo de curva IV sobre la primera cadena fotovoltaica 101 y la segunda cadena fotovoltaica 102 que corresponden al primer circuito de CC-CC 1, para obtener una tensión de entrada del primer circuito de CC-CC 1 y una corriente de salida de la primera cadena fotovoltaica 101, y luego puede dibujarse una curva IV de la primera cadena fotovoltaica 101. Puede dibujarse una curva IV de la segunda cadena fotovoltaica 102 de manera similar. En los métodos de control proporcionados en las realizaciones de esta solicitud, el circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV se controla para operar en un modo de control de tensión de bus o un modo de potencia de entrada complementaria. Puede extraerse una potencia adecuada de una cadena fotovoltaica en la que no se realiza el escaneo de curva IV, para reducir la pérdida de rendimiento energético durante el escaneo de curva IV. El circuito inversor se controla para operar en un modo de potencia de salida constante o en un modo de control de tensión del bus, para garantizar que la potencia de salida del inversor de cadena se mantenga estable y no fluctúe durante el escaneo de curva IV. De esta forma, se reduce el impacto sobre la estabilidad de una red eléctrica de corriente alterna y se evita un fallo de la red eléctrica.

En base a los métodos de control para un inversor de cadena proporcionados en las realizaciones anteriores, las realizaciones de esta solicitud proporcionan además un aparato de control para un inversor de cadena. A continuación, se proporcionan descripciones detalladas con referencia a los dibujos acompañantes.

Realización del aparato

La Figura 10 es un diagrama esquemático de un aparato de control para un inversor de cadena de acuerdo con una realización de esta solicitud.

El aparato de control para un inversor de cadena proporcionado en esta realización se aplica al inversor de cadena. El inversor de cadena incluye un circuito inversor y N circuitos convertidores de CC-CC de corriente continua a corriente continua, donde N es un número entero mayor o igual a 2, un extremo de entrada de cada circuito de CC-CC se conecta a una cadena fotovoltaica correspondiente, un extremo de salida de cada circuito de CC-CC se conecta a un extremo de entrada del circuito inversor, y los N circuitos de CC-CC incluyen un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV y un circuito de CC-CC de escaneo de curva IV.

El aparato de control incluye una unidad de obtención de energía de entrada 1001, una unidad de obtención de tensión de circuito abierto 1002 y una unidad de control 1003.

La unidad de obtención de potencia de entrada 1001 se configura para obtener una suma de potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV antes del escaneo de curva IV.

La unidad de obtención de tensión de circuito abierto 1002 se configura para obtener un valor máximo en las tensiones de circuito abierto de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV.

Una tensión de circuito abierto de un circuito de CC-CC es una tensión de circuito abierto de una cadena fotovoltaica correspondiente, y la tensión de circuito abierto de la cadena fotovoltaica es una tensión de entrada del circuito de CC-CC correspondiente.

La unidad de control 1003 se configura para: en el proceso de escaneo de curva IV, controlar una potencia de salida del circuito inversor para que sea un valor de referencia de potencia especificado, y controlar una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea un valor de referencia de tensión especificado, donde el valor de referencia de potencia especificado es menor que o igual a la suma de las potencias de entrada, y el valor de referencia de tensión especificado es mayor que o igual al valor máximo en las tensiones de circuito abierto.

El aparato de control proporcionado en esta realización de esta solicitud controla el circuito inversor para mantener una potencia de salida constante y una tensión de bus constante en el proceso de escaneo de curva IV. De esta manera, no se produce ninguna fluctuación de potencia en el inversor de cadena y se mantiene la estabilidad de la red eléctrica. Además, debido a que la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV fluctúa, la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV necesita controlarse para que no sea 0, para implementar que el circuito inversor mantenga la constante potencia de salida. El aparato de control proporcionado en esta realización de esta solicitud puede controlar cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para continuar emitiendo una potencia. De esta manera, la salida de energía eléctrica de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV puede utilizar sede manera efectiva y puede evitarse una enorme pérdida de rendimiento de energía.

Lo siguiente proporciona descripciones de que el aparato de control controla la potencia de salida del circuito inversor para que sea el valor de referencia de potencia especificado y controla la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea el valor de referencia de tensión especificado. Debido a que los extremos de salida de todos los circuitos de CC-CC se conectan en paralelo al extremo de entrada del circuito inversor, la tensión del bus es una tensión de salida de cada circuito de CC-CC y también es una tensión de entrada del circuito inversor. De esta manera, controlar la tensión del bus para mantenerlo constante puede implementarse al controlar la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea el valor de referencia de tensión especificado.

Específicamente, la unidad de control incluye:

una subunidad de obtención de potencia de salida del circuito inversor, configurada para obtener la potencia de salida del circuito inversor;

una primera subunidad de comparación, configurada para comparar la potencia de salida del circuito inversor con el valor de referencia de potencia especificado para obtener un resultado de comparación de potencia;

una primera subunidad de regulación proporcional-integral, configurada para obtener un primer valor de referencia de corriente de un eje d del circuito inversor a través de un primer regulador proporcional-integral en base al resultado de la comparación de potencia; y

una primera subunidad de control, configurada para controlar una corriente del eje d del circuito inversor en base al primer valor de referencia de corriente del eje d del circuito inversor.

La unidad de control incluye:

una subunidad de detección de tensión de salida del circuito de CC-CC, configurada para detectar una tensión de salida de un circuito de CC-CC m, donde en el proceso de escaneo de curva IV, un circuito de CC-CC 1 a un circuito de CC-CC K son circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV, un circuito de CC-CC (K+1) a un circuito de CC-CC N son circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV, y m = K+1, K+2, ..., N;

una segunda subunidad de comparación, configurada para comparar la tensión de salida del circuito de CC-CC m con el valor de referencia de tensión especificado para obtener un resultado de comparación de tensión; una segunda subunidad de regulación proporcional-integral, configurada para obtener un valor de regulación de la corriente de retroalimentación del circuito de CC-CC m a través de un segundo regulador proporcional-integral en base al resultado de la comparación de tensión;

una primera subunidad de obtención de valor de referencia de corriente, configurada para usar una suma del valor de regulación de corriente de retroalimentación y un valor de regulación de corriente de alimentación directa como un valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, donde el valor de regulación de corriente de alimentación directa se correlaciona positivamente con el valor de referencia de potencia especificado, y se correlaciona negativamente con una suma de potencias de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV en el proceso de escaneo de curva IV; y

una primera subunidad de control de corriente, configurada para controlar una corriente del circuito de CC-CC m en base al valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, de modo que la tensión de salida del circuito de CC-CC m sea el valor de referencia de tensión especificado.

A continuación, se proporcionan descripciones de que el aparato de control controla una suma de la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV y la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para ser el valor de referencia de potencia especificado. Esta forma de control también se denomina como modo de control de potencia complementario. En esta realización, el control de la tensión del bus para mantenerlo constante se implementa al controlar la tensión de entrada del circuito inversor para que sea el valor de referencia de tensión especificado. La tensión de entrada del circuito inversor es igual a la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV conectado al circuito inversor.

La unidad de control incluye:

una subunidad de obtención de potencia de entrada de circuito de CC-CC, configurada para obtener una suma de potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV en el proceso de escaneo de curva IV;

una subunidad de obtención de diferencia de potencia de entrada, configurada para restar la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV del valor de referencia de potencia especificado para obtener una diferencia de potencia de entrada; y

una subunidad de control de potencia, configurada para controlar la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea la diferencia de potencia de entrada.

La unidad de control incluye:

una subunidad de obtención de tensión de entrada del circuito inversor, configurada para obtener una tensión de entrada del circuito inversor, donde la tensión de entrada del circuito inversor es igual a la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV;

una subunidad de comparación de tensión, configurada para comparar la tensión de entrada del circuito inversor con el valor de referencia de tensión especificado para obtener un resultado de comparación para la tensión de entrada del circuito inversor;

una segunda subunidad de obtención de valor de referencia de corriente, configurada para obtener un segundo valor de referencia de corriente de un eje d del circuito inversor a través de un tercer regulador proporcionalintegral en base al resultado de la comparación para la tensión de entrada del circuito inversor; y

una segunda subunidad de control, configurada para controlar una corriente del eje d del circuito inversor en base al segundo valor de referencia de corriente del eje d del circuito inversor, de modo que la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV es el valor de referencia de tensión especificado.

Para una implementación específica del aparato de control, consulte las descripciones detalladas en las realizaciones del método.

Además, el control de un circuito de CC-CC para realizar el escaneo de curva IV es una tecnología relativamente madura. A continuación, se describe brevemente el escaneo de curva IV.

La unidad de control se configura además para: controlar una tensión de entrada de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV para cambiar gradualmente de una tensión de circuito abierto a una tensión de cortocircuito; registrar la tensión de entrada y una corriente de entrada correspondiente de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV en un proceso en el que cambia la tensión de entrada de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV; y obtener, en base a la tensión de entrada registrada y la corriente de entrada correspondiente, una curva IV correspondiente a cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV.

El aparato de control proporcionado en esta realización de esta solicitud controla el circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para operar en un modo de control de tensión de bus o un modo de potencia de entrada complementario. Puede extraerse una potencia adecuada de una cadena fotovoltaica en la que no se realiza el escaneo de curva IV, para reducir la pérdida de rendimiento energético durante el escaneo de curva IV. El circuito inversor se controla para operar en un modo de potencia de salida constante o en un modo de control de tensión del bus, para garantizar que la potencia de salida del inversor de cadena se mantenga estable y no fluctúe durante el escaneo de curva IV. De esta forma, se reduce el impacto sobre la estabilidad de una red eléctrica de corriente alterna y se evita un fallo de la red eléctrica.

Realización del controlador

En base a los métodos de control para un inversor de cadena proporcionados en las realizaciones anteriores, esta realización de esta solicitud proporciona además un controlador para un inversor de cadena. A continuación, se proporciona una descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos.

El controlador para un inversor de cadena proporcionado en esta realización de esta solicitud se aplica al inversor de cadena. El inversor de cadena incluye un circuito inversor y N circuitos convertidores de CC-CC de corriente continua a corriente continua, donde N es un número entero mayor o igual a 2, un extremo de entrada de cada circuito de CC-CC se conecta a una cadena fotovoltaica correspondiente, un extremo de salida de cada circuito de CC-CC se conecta a un extremo de entrada del circuito inversor, y los N circuitos de CC-CC incluyen un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV y un circuito de CC-CC de escaneo de curva IV.

El controlador se configura para realizar los métodos de control descritos en la realización del Método 1 a la realización del Método 3.

Específicamente, el controlador se configura para: en un proceso de escaneo de curvas IV, controlar una potencia de salida del circuito inversor para que sea un valor de referencia de potencia especificado, y controlar una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curvas no IV para que sea un valor de referencia de tensión especificado, donde el valor de referencia de potencia especificado es menor que o igual a la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV antes del escaneo de curva IV, y el valor de referencia de tensión especificado es mayor que o igual a un porcentaje preestablecido de un valor máximo en voltajes de circuito abierto, antes del escaneo de curva IV, de cadenas fotovoltaicas conectadas a todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV.

El controlador se configura además para obtener la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV antes del escaneo de curva IV.

Un proceso de obtención de tensión en circuito abierto incluye: obtener, antes del escaneo de curva IV, un valor máximo en las tensiones de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV cuando las corrientes de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV son 0, donde el valor máximo en las tensiones de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV es el valor máximo en las tensiones de circuito abierto de las cadenas fotovoltaicas conectadas a todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV.

Que el controlador controle una potencia de salida del circuito inversor para que sea un valor de referencia de potencia especificado incluye específicamente:

obtener la potencia de salida del circuito inversor; comparar la potencia de salida del circuito inversor con el valor de referencia de potencia especificado para obtener un resultado de comparación de potencia; obtener un primer valor de referencia de corriente de un eje d del circuito inversor a través de un primer regulador integral proporcional en base al resultado de la comparación de potencia; y controlar una corriente del eje d del circuito inversor en base al primer valor de referencia de corriente del eje d del circuito inversor.

Que el controlador controle una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea un valor de referencia de tensión específico incluye específicamente:

detectar una tensión de salida de un circuito de CC-CC m, donde en el proceso de escaneo de curva IV, un circuito de CC-CC 1 a un circuito de CC-CC K son circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV, un circuito de CC-CC (K+ 1) a un circuito de CC-CC N son circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV, y m = K+1, K+2, ..., N; comparar la tensión de salida del circuito de CC-CC m con el valor de referencia de tensión especificado para obtener un resultado de comparación de tensión; obtener un valor de regulación de la corriente de retroalimentación del circuito de CC-CC m a través de un segundo regulador integral proporcional en base al resultado de la comparación de tensión; mediante el uso de una suma del valor de regulación de corriente de retroalimentación y un valor de regulación de corriente de alimentación directa como valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, donde el valor de regulación de corriente de alimentación directa se correlaciona positivamente con el valor de referencia de potencia especificado, y se correlaciona negativamente con un suma de potencias de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas IV en el proceso de escaneo de curvas IV; y controlar una corriente del circuito de CC-CC m en base al valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, de modo que la tensión de salida del circuito de CC-CC m sea el valor de referencia de tensión especificado.

obtener una suma de potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas IV en el proceso de escaneo de curvas IV; restar la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV del valor de referencia de potencia especificado para obtener una diferencia de potencia de entrada; y controlar la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea la diferencia de potencia de entrada.

Que el controlador controle la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea la diferencia de potencia de entrada incluye específicamente:

controlar una potencia de entrada de un circuito de CC-CC m en los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea Pm_re(t3) de acuerdo con la siguiente fórmula, donde m = K+1, K+2, ..., N:

donde Km_pwr representa un factor de asignación de potencia de entrada preestablecido del circuito de CC-CC m,

Uⁱ ( ^h) e /i(t³> representan respectivamente una tensión de entrada y una corriente de entrada del circuito de CC-^cC en el proceso de escaneo de curva IV.

Que el controlador controle una potencia de entrada de un circuito de CC-CC m para que sea P^m_ref (t³) incluye específicamente:

obtener una tensión de entrada del circuito de CC-CC m en el proceso de escaneo de curva IV; obtener un valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m en base a la tensión de entrada del circuito de CC-CC m y la potencia de entrada P^m_re ( t³) del circuito de CC-CC m; y controlar una corriente del circuito de CC-CC m en base al valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, de modo que la potencia de entrada del circuito de CC-CC m sea P^{m _ f}t³).

obtener una tensión de entrada del circuito inversor, donde la tensión de entrada del circuito inversor es igual a la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV; comparar la tensión de entrada del circuito inversor con el valor de referencia de tensión especificado para obtener un resultado de comparación para la tensión de entrada del circuito inversor; obtener un segundo valor de referencia de corriente de un eje d del circuito inversor a través de un tercer regulador integral proporcional en base al resultado de la comparación para la tensión de entrada del circuito inversor; y controlar una corriente del eje d del circuito inversor en base al segundo valor de referencia de corriente del eje d del circuito inversor, de modo que la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV sea el valor de referencia de tensión especificado.

Además, el controlador puede interactuar con un dispositivo de gestión superior, responder a una instrucción que se usa para realizar el escaneo de curva IV y que es enviada por el dispositivo de gestión superior, y enviar una curva IV obtenida al dispositivo de gestión superior.

El controlador controla el inversor de cadena, incluido el control de los circuitos de CC-CC y el circuito del inversor. Por ejemplo, señales tal como una señal de corriente y una señal de tensión que se miden a través de varios sensores se usan para controlar la conexión y desconexión de un componente conmutador en el circuito inversor, de modo que el circuito inversor emite la energía eléctrica requerida.

El controlador proporcionado en esta realización de esta aplicación controla el circuito inversor para mantener una potencia de salida constante y una tensión de bus constante en el proceso de escaneo de curva IV. De esta manera, no se produce ninguna fluctuación de potencia en el inversor de cadena y se mantiene la estabilidad de la red eléctrica. Además, debido a que la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva IV fluctúa, la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV necesita controlarse para que no sea 0, para implementar que el circuito inversor mantenga la constante potencia de salida. El controlador proporcionado en esta realización de esta aplicación puede controlar cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para continuar emitiendo una potencia. De esta manera, la salida de energía eléctrica de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV puede utilizar sede manera efectiva y puede evitarse una enorme pérdida de rendimiento de energía.

Realización 1 del sistema inversor fotovoltaico

En base a los métodos de control para un inversor de cadena y el controlador para un inversor de cadena que se proporcionan en las realizaciones anteriores, esta realización de esta solicitud proporciona además un sistema inversor fotovoltaico. A continuación, se proporcionan descripciones detalladas con referencia a los dibujos acompañantes.

La Figura 11 es un diagrama esquemático de un sistema inversor fotovoltaico de acuerdo con una realización de esta solicitud. Esta realización, que no forma parte de la invención, se proporciona con un sistema inversor fotovoltaico general al que puede adaptarse la presente invención.

El sistema inversor fotovoltaico proporcionado en esta realización incluye una cadena fotovoltaica y el inversor de cadena proporcionado en las realizaciones anteriores.

El inversor de cadenas se configura para convertir una salida de corriente continua de un circuito de CC-CC en una corriente alterna.

El sistema inversor fotovoltaico proporcionado en esta realización de esta solicitud controla el circuito inversor para mantener una potencia de salida constante y una tensión de bus constante en un proceso de escaneo de curva IV. De esta manera, no se produce ninguna fluctuación de potencia en el inversor de cadena y se mantiene la estabilidad de la red eléctrica. Además, debido a que la potencia de salida de cada circuito de CC-C^cde escaneo de curva IV fluctúa, la potencia de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV necesita controlarse para que no sea 0, para implementar que el circuito inversor mantenga la constante potencia de salida. El sistema inversor fotovoltaico proporcionado en esta realización de esta solicitud puede controlar cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para continuar emitiendo una potencia. De esta manera, la salida de energía eléctrica de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV puede utilizar sede manera efectiva y puede evitarse una enorme pérdida de rendimiento de energía.

Realización 2 del sistema inversor fotovoltaico

El sistema inversor fotovoltaico proporcionado en esta realización incluye además un dispositivo de gestión superior 400.

El controlador 300 se configura para: responder a una instrucción que se usa para realizar el escaneo de curva IV y que es enviada por el dispositivo de gestión superior 400, y enviar una curva IV obtenida al dispositivo de gestión superior.

El sistema inversor fotovoltaico proporcionado en esta realización puede ser un sistema inversor de corriente alterna monofásico, o puede ser un sistema inversor de corriente alterna trifásico.

El sistema inversor fotovoltaico proporcionado en esta realización de esta solicitud controla un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para operar en un modo de control de tensión de bus o un modo de potencia de entrada complementario. Puede extraerse una potencia adecuada de una cadena fotovoltaica en la que no se realiza el escaneo de curva IV, para reducir la pérdida de rendimiento energético durante el escaneo de curva IV. El circuito inversor se controla para operar en un modo de potencia de salida constante o en un modo de control de tensión del bus, para garantizar que la potencia de salida del inversor de cadena se mantenga estable y no fluctúe durante el escaneo de curva IV. De esta forma, se reduce el impacto sobre la estabilidad de una red eléctrica de corriente alterna y se evita un fallo de la red eléctrica.

Además, una realización de esta solicitud proporciona además un medio de almacenamiento legible por ordenador. El medio de almacenamiento legible por computadora se configura para almacenar código de programa, y el código de programa se usa para realizar el método de control para un inversor de cadena en las realizaciones de método anteriores.

Debe entenderse que, en esta solicitud, "al menos uno" significa uno o más, y "una pluralidad de" significa dos o más. El término "y/o" se usa para describir una relación de asociación entre objetos asociados e indica que pueden existir tres relaciones. Por ejemplo, “A y/o B” pueden representar los siguientes tres casos: Solamente existe A, solamente existe B, y tanto A como B existen, donde Ay B pueden ser singular o plural. Además, el carácter "/" generalmente indica una relación "o" entre los objetos asociados. "Al menos uno de los siguientes elementos (piezas)" o una expresión similar significa cualquier combinación de estos elementos, incluida cualquier combinación de elementos singulares (piezas) o elementos plurales (piezas). Por ejemplo, al menos uno de a, b o c puede indicar a, b, c, "a y b", "a y c", "b y c" o "a, b y c", donde a, b y c pueden ser singulares o plurales.

La invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de control para un inversor de cadena, en el que el método se aplica al inversor de cadena; el inversor de cadena comprende un circuito inversor (200) y N circuitos convertidores de CC-CC de corriente continua a corriente continua, en el que N es un número entero mayor que o igual a 2, un extremo de entrada de cada circuito de CC-CC se conecta a una cadena fotovoltaica correspondiente, un extremo de salida de cada circuito de CC-CC se conecta a un extremo de entrada del circuito inversor (200), y los N circuitos de CC-CC comprenden un circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV y un circuito de CC-CC de escaneo de curva IV; y el método caracterizado porque comprende:

en un proceso de escaneo de curva IV, controlar una potencia de salida del circuito inversor (200) para que sea un valor de referencia de potencia especificado, y controlar una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea un valor de referencia de tensión especificado, en el que el valor de referencia de potencia especificado es menor que o igual a la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV antes del escaneo de curva IV, y el valor de referencia de tensión especificado es mayor que o igual a un porcentaje preestablecido de un valor máximo en tensiones de circuito abierto, antes del escaneo de curva IV, de cadenas fotovoltaicas conectadas a todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV.

2. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 1, en el que antes del escaneo de curva IV, el método comprende, además:

obtener la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV.

3. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 1, en el que antes del escaneo de curva IV, el método comprende, además:

obtener un valor máximo en las tensiones de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV cuando las corrientes de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV son 0, en el que el valor máximo en las tensiones de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV es el valor máximo en las tensiones de circuito abierto de las cadenas fotovoltaicas conectadas a todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV.

4. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el control de una potencia de salida del circuito inversor (200) para que sea un valor de referencia de potencia especificado comprende específicamente:

obtener la potencia de salida del circuito inversor (200);

comparar la potencia de salida del circuito inversor (200) con el valor de referencia de potencia especificado para obtener un resultado de comparación de potencia;

obtener un primer valor de referencia de corriente de un eje d del circuito inversor (200) a través de un primer regulador integral proporcional en base al resultado de la comparación de potencia; y

controlar una corriente del eje d del circuito inversor (200) en base al primer valor de referencia de corriente del eje d del circuito inversor (200).

5. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el control de una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea un valor de referencia de tensión específico comprende específicamente:

detectar una tensión de salida de un circuito de CC-CC m, en el que un circuito de CC-CC 1 a un circuito de CC-CC K son circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV, y un circuito de CC-CC (K+1) a un circuito DC-DC N son circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV, y m = K+1, K+2, ..., N;

comparar la tensión de salida del circuito de CC-CC m con el valor de referencia de tensión especificado para obtener un resultado de comparación de tensión;

obtener un valor de regulación de la corriente de retroalimentación del circuito de CC-CC m a través de un segundo regulador integral proporcional en base al resultado de la comparación de tensión;

usar una suma del valor de regulación de la corriente de retroalimentación y un valor de regulación de la corriente de alimentación directa como un valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, en el que el valor de regulación de la corriente de alimentación directa se correlaciona positivamente con el valor de referencia de potencia especificado, y se correlaciona negativamente con un suma de potencias de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas IV en el proceso de escaneo de curvas IV; y

controlar una corriente del circuito de CC-CC m en base al valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, de modo que la tensión de salida del circuito de CC-CC m sea el valor de referencia de tensión especificado.

6. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el valor de regulación de corriente de alimentación directa se obtiene de acuerdo con la siguiente fórmula:

t0 representa un momento antes del escaneo de curva IV, Pj(t0) representa una potencia de entrada de un circuito de CC-CC antes del escaneo de curva IV, Ui(t3) e /i(t3) respectivamente representan una tensión de entrada y una corriente de entrada del circuito de CC-CC en el proceso de escaneo de curva IV, y Um/n(t3) representa una tensión de entrada del circuito de CC-CC m en el proceso de escaneo de curva IV.

7. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el control de una potencia de salida del circuito inversor (200) para que sea un valor de referencia de potencia especificado comprende específicamente:

obtener una suma de potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curvas IV en el proceso de escaneo de curvas IV;

restar la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva IV del valor de referencia de potencia especificado para obtener una diferencia de potencia de entrada; y

controlar la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea la diferencia de potencia de entrada.

8. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el control de la suma de las potencias de entrada de todos los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea la diferencia de potencia de entrada comprende específicamente:

controlar una potencia de entrada de un circuito de CC-CC m en los circuitos de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea P^m_ref (t³) de acuerdo con la siguiente fórmula, en la que m = K+1, K+2, ..., N:

donde ^{K m_Pwr} representa un factor de asignación de potencia de entrada preestablecido del circuito de CC-CC ^ jm =K P m _pw r — 1^

P^j(t0) representa una potencia de entrada de un circuito de CC-CC antes del escaneo de curva IV, y U^l (t³) e /^l (t³) representan respectivamente una tensión de entrada y una corriente de entrada del circuito de CC-CC en el proceso de escaneo de curva IV.

9. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el control de una potencia de entrada de un circuito de CC-CC m para que sea P^{m _ f}t³) comprende específicamente: obtener una tensión de entrada del circuito de CC-CC m en el proceso de escaneo de curva IV; obtener un valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m basado en la tensión de entrada del circuito de CC-CC m y la potencia de entrada P^m_ref (t³) del circuito de CC-CC m; y

controlar una corriente del circuito de CC-CC m en base al valor de referencia de corriente del circuito de CC-CC m, de modo que la potencia de entrada del circuito de CC-CC m sea P^{m_ _re} f(t3).

10. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el control de una tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV para que sea un valor de referencia de tensión específico comprende específicamente:

obtener una tensión de entrada del circuito inversor (200), en el que la tensión de entrada del circuito inversor (200) es igual a la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV;

comparar la tensión de entrada del circuito inversor (200) con el valor de referencia de tensión especificado para obtener un resultado de comparación para la tensión de entrada del circuito inversor (200); obtener un segundo valor de referencia de corriente de un eje d del circuito inversor (200) a través de un tercer regulador integral proporcional en base al resultado de la comparación para la tensión de entrada del circuito inversor (200); y

controlar una corriente del eje d del circuito inversor (200) en base al segundo valor de referencia de corriente del eje d del circuito inversor (200), de modo que la tensión de salida de cada circuito de CC-CC de escaneo de curva no IV sea el valor de referencia de tensión especificado.

11. El método de control para un inversor de cadena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el escaneo de curva IV comprende específicamente:

12. Un inversor de cadena, que comprende un circuito inversor (200) y N circuitos convertidores de CC-CC de corriente continua a corriente continua, en el que N es un número entero mayor que o igual a 2, un extremo de entrada de cada circuito de CC-CC se conecta a una correspondiente cadena fotovoltaica, y un extremo de salida de cada circuito de CC-CC se conecta a un extremo de entrada del circuito inversor (200); y

que comprende además un controlador;

el controlador se configura para realizar el método de control para un inversor de cadenas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Un medio de almacenamiento legible por ordenador, en el que el medio de almacenamiento legible por ordenador se configura para almacenar código de programa, y el código de programa se usa para realizar el método de control para un inversor de cadena de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.