本發(fā)明涉及光伏逆變器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種光伏逆變器的電網(wǎng)側(cè)限功率方法。

背景技術(shù)：

從消費(fèi)總量來看，我國是一個(gè)能源大國，但由于環(huán)保問題日益嚴(yán)峻，和傳統(tǒng)能源的枯竭，光伏發(fā)電憑借其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到了很多關(guān)注。目前的光伏逆變器正向著大功率、低諧波的方向發(fā)展。

但是光伏逆變器在并網(wǎng)正常工作的過程中，只要電網(wǎng)電壓在工作范圍內(nèi)，就會(huì)以最大功率點(diǎn)跟蹤的模式控制前級(jí)dc/dc電路。如果多臺(tái)大功率單相光伏逆變器同時(shí)并網(wǎng)，并且日照充足，很容易導(dǎo)致電網(wǎng)電量過于充足而使電網(wǎng)電流的諧波率增加、電網(wǎng)電壓升高，最終會(huì)導(dǎo)致用電器的損壞或三相不平衡。

一般光伏逆變器控制策略如圖1所示，正常工作時(shí)，逆變器的dc/dc部分會(huì)對(duì)光伏板的輸出電壓v和輸出電流i進(jìn)行采集，并且根據(jù)擾動(dòng)法或電導(dǎo)增量法，對(duì)光伏板進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤。而dc/ac部分則是通過母線電壓外環(huán)和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制，做到吸收輸入功率同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓和并網(wǎng)電流同相位從而并網(wǎng)。

當(dāng)電網(wǎng)電壓升高到大于網(wǎng)側(cè)電壓容忍值，此時(shí)應(yīng)該停止前面以mppt方式控制dc/dc，由于pv電壓-功率曲線如圖2所示，可以選擇使用反向擾動(dòng)法，以縮小輸入功率為目標(biāo)，改變輸入電壓參考值，直到電網(wǎng)電壓恢復(fù)到容忍值以下，但是目前的控制程序復(fù)雜性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種光伏逆變器的電網(wǎng)側(cè)限功率方法，可以在電網(wǎng)側(cè)電量過于充足、網(wǎng)側(cè)電壓較高時(shí)，降低光伏逆變器的輸出功率，從而避免在電網(wǎng)過壓保護(hù)時(shí)，逆變器反復(fù)啟動(dòng)導(dǎo)致功率損耗和對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種光伏逆變器的電網(wǎng)側(cè)限功率方法，該方法基于狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)，狀態(tài)機(jī)具有電網(wǎng)過壓標(biāo)志位和恒功率輸出標(biāo)志位，電網(wǎng)過壓標(biāo)志位是當(dāng)電網(wǎng)電壓超過容忍值時(shí)標(biāo)記為1，當(dāng)電網(wǎng)電壓回到220vac時(shí)清零；恒功率輸出標(biāo)志位是當(dāng)電網(wǎng)過壓情況下，當(dāng)電網(wǎng)電壓降到容忍值時(shí)，恒功率標(biāo)志位標(biāo)記為1，而當(dāng)電網(wǎng)電壓小于或等于220vac時(shí)，恒功率標(biāo)志位清零；

dc/dc部分的控制方式采用如下控制策略：

當(dāng)電網(wǎng)過壓標(biāo)志和恒功率標(biāo)志都為0時(shí)，運(yùn)行正常的mppt程序；

當(dāng)電網(wǎng)過壓標(biāo)志位為1，恒功率標(biāo)志位為0時(shí)，執(zhí)行限功率程序，以擾動(dòng)輸入電壓法來降低輸入功率；

當(dāng)電網(wǎng)過壓標(biāo)志位為1，恒功率標(biāo)志位為1時(shí)，反向電壓擾動(dòng)值vref不變，采用恒輸入電壓控制dc/dc以保證輸入功率一定。

進(jìn)一步地，所述電網(wǎng)過壓標(biāo)志位和輸出恒功率標(biāo)志位的狀態(tài)通過狀態(tài)機(jī)判斷程序執(zhí)行，即：

s1、判斷電網(wǎng)過壓標(biāo)志位是否標(biāo)記為1，如是則執(zhí)行s2，否則執(zhí)行s3；

s2、繼續(xù)判斷電網(wǎng)電壓是否小于等于容忍值，如是則恒功率輸出標(biāo)志位標(biāo)記為1，否則恒功率輸出標(biāo)志位標(biāo)記為0；在恒功率輸出標(biāo)志位標(biāo)記為1的情況下，繼續(xù)判斷電網(wǎng)電壓是否小于等于220v，如是則電網(wǎng)過壓標(biāo)志位和恒功率輸出標(biāo)志位均標(biāo)記為0，否則電網(wǎng)過壓標(biāo)志位和輸出恒功率標(biāo)志位不變；

s3、繼續(xù)判斷電網(wǎng)電壓是否大于243v，如是則電網(wǎng)過壓標(biāo)志位標(biāo)記為1，恒功率輸出標(biāo)志位標(biāo)記為0，否則電網(wǎng)過壓標(biāo)志位不變。

進(jìn)一步地，所述限功率程序的流程具體為：

s11、采集光伏板的輸入電壓u和電流i；

s12、計(jì)算此時(shí)輸入功率：p＝u*i；

s13、計(jì)算此次和上次輸入功率的功率差δp＝p-ppre；

s14、計(jì)算此次和上次電壓的電壓差δv＝v-vpre；

s15、判斷步驟s13中的功率差δp是否大于0，如是則執(zhí)行步驟s16，否則執(zhí)行步驟s17；

s16、判斷步驟s14中的電壓差δv是否大于0，如是則計(jì)算反向電壓擾動(dòng)值vref＝v-dv，否則計(jì)算反向電壓擾動(dòng)值vref＝v+dv；

s17、判斷步驟s14中的電壓差δv是否大于0，如是則計(jì)算反向電壓擾動(dòng)值vref＝v+dv，否則計(jì)算反向電壓擾動(dòng)值vref＝v-dv；

其中ppre是上次輸入功率值，vpre是上次電壓，dv是電壓v的積分。

進(jìn)一步地，狀態(tài)機(jī)判斷程序在定時(shí)器中斷程序內(nèi)，每隔100us執(zhí)行一次。

進(jìn)一步地，電壓的容忍值為235v。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓超過最大容忍值245vac時(shí)，主動(dòng)降低光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率來降低電網(wǎng)電量，來降低電網(wǎng)側(cè)電壓。避免了當(dāng)電網(wǎng)側(cè)電壓高于容忍值時(shí)，網(wǎng)側(cè)過壓保護(hù)使光伏并網(wǎng)逆變器反復(fù)工作-保護(hù)切換，而導(dǎo)致功率損失和電網(wǎng)側(cè)沖擊。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有的光伏逆變器控制策略圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的pv電壓-功率曲線。

圖3是本發(fā)明所述光伏逆變器的電網(wǎng)側(cè)限功率方法的策略圖。

圖4是本發(fā)明所述光伏逆變器的電網(wǎng)側(cè)限功率方法中狀態(tài)機(jī)判斷程序流程圖。

圖5是本發(fā)明所述光伏逆變器的電網(wǎng)側(cè)限功率方法中降功率程序流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖3所示，本發(fā)明的構(gòu)思是，正常中國電網(wǎng)電壓為220vac+7％-10％，而我們?nèi)萑讨悼梢栽O(shè)為235vac(220+7％)。并且設(shè)定3％的閾值，即當(dāng)電網(wǎng)電壓有效值大于246vac，限額程序啟動(dòng)，直到電網(wǎng)電壓的有效值維持在235vac左右，此時(shí)可選擇恒壓(功率)輸入控制。如果當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓小于220vac(可以探討)以下，則退出限額程序，重新以mppt方式控制dc/dc。

為此，本發(fā)明提供一種光伏逆變器的電網(wǎng)側(cè)限功率方法，該方法基于狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)，狀態(tài)機(jī)具有電網(wǎng)過壓標(biāo)志位和恒功率輸出標(biāo)志位，電網(wǎng)過壓標(biāo)志位是當(dāng)電網(wǎng)電壓超過容忍值時(shí)標(biāo)記為1，當(dāng)電網(wǎng)電壓回到220vac時(shí)清零；恒功率輸出標(biāo)志位是當(dāng)電網(wǎng)過壓情況下，當(dāng)電網(wǎng)電壓降到容忍值時(shí)，恒功率標(biāo)志位標(biāo)記為1，而當(dāng)電網(wǎng)電壓小于或等于220vac時(shí)，恒功率標(biāo)志位清零；

dc/dc部分的控制方式采用如下控制策略：

當(dāng)電網(wǎng)過壓標(biāo)志和恒功率標(biāo)志都為0時(shí)，運(yùn)行正常的mppt程序；

當(dāng)電網(wǎng)過壓標(biāo)志位為1，恒功率標(biāo)志位為0時(shí)，執(zhí)行限功率程序，以擾動(dòng)輸入電壓法來降低輸入功率；

當(dāng)電網(wǎng)過壓標(biāo)志位為1，恒功率標(biāo)志位為1時(shí)，反向電壓擾動(dòng)值vref不變，采用恒輸入電壓控制dc/dc以保證輸入功率一定。

狀態(tài)機(jī)判斷程序在定時(shí)器中斷程序內(nèi)，每隔100us執(zhí)行一次。

參閱圖4所示，所述電網(wǎng)過壓標(biāo)志位和輸出恒功率標(biāo)志位的狀態(tài)通過狀態(tài)機(jī)判斷程序執(zhí)行，即：

s1、判斷電網(wǎng)過壓標(biāo)志位是否標(biāo)記為1，如是則執(zhí)行s2，否則執(zhí)行s3；

s2、繼續(xù)判斷電網(wǎng)電壓是否小于等于容忍值，如是則恒功率輸出標(biāo)志位標(biāo)記為1，否則恒功率輸出標(biāo)志位標(biāo)記為0；在恒功率輸出標(biāo)志位標(biāo)記為1的情況下，繼續(xù)判斷電網(wǎng)電壓是否小于等于220v，如是則電網(wǎng)過壓標(biāo)志位和恒功率輸出標(biāo)志位均標(biāo)記為0，否則電網(wǎng)過壓標(biāo)志位和輸出恒功率標(biāo)志位不變；

s3、繼續(xù)判斷電網(wǎng)電壓是否大于243v，如是則電網(wǎng)過壓標(biāo)志位標(biāo)記為1，恒功率輸出標(biāo)志位標(biāo)記為0，否則電網(wǎng)過壓標(biāo)志位不變。

參閱圖5所示，所述限功率程序的流程具體為：

s11、采集光伏板的輸入電壓u和電流i；

s12、計(jì)算此時(shí)輸入功率：p＝u*i；

s13、計(jì)算此次和上次輸入功率的功率差δp＝p-ppre；

s14、計(jì)算此次和上次電壓的電壓差δv＝v-vpre；

s15、判斷步驟s13中的功率差δp是否大于0，如是則執(zhí)行步驟s16，否則執(zhí)行步驟s17；

s16、判斷步驟s14中的電壓差δv是否大于0，如是則計(jì)算反向電壓擾動(dòng)值vref＝v-dv，否則計(jì)算反向電壓擾動(dòng)值vref＝v+dv；

s17、判斷步驟s14中的電壓差δv是否大于0，如是則計(jì)算反向電壓擾動(dòng)值vref＝v+dv，否則計(jì)算反向電壓擾動(dòng)值vref＝v-dv；

其中，ppre是上次輸入功率值，vpre是上次電壓，dv是電壓v的積分。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓超過最大容忍值245vac時(shí)，主動(dòng)降低光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率來降低電網(wǎng)電量，來降低電網(wǎng)側(cè)電壓。避免了當(dāng)電網(wǎng)側(cè)電壓高于容忍值時(shí)，網(wǎng)側(cè)過壓保護(hù)使光伏并網(wǎng)逆變器反復(fù)工作-保護(hù)切換，而導(dǎo)致功率損失和電網(wǎng)側(cè)沖擊。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是專利所有者可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)做出各種變形或修改，只要不超過本發(fā)明的權(quán)利要求所描述的保護(hù)范圍，都應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。