本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其直流母線電壓控制方法和裝置。

背景技術(shù)：

圖1給出了一種典型的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括逆變器以及接在所述逆變器直流側(cè)的一個或多個優(yōu)化器組，所述多個優(yōu)化器組輸出并聯(lián)，每一優(yōu)化器組由多個配置有優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)而成，所述優(yōu)化器用于優(yōu)化其所配置的光伏組件的輸出功率。

所述逆變器正常發(fā)電時采用雙閉環(huán)控制，此時直流母線電壓恒定；所述逆變器進(jìn)入限功率運行后由雙閉環(huán)控制切換為電流環(huán)控制，此時直流母線電壓會迅速上升至同一優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值之和(同一光伏發(fā)電系統(tǒng)中各優(yōu)化器輸出電壓限幅值相等)。舉例說明，假設(shè)所述逆變器正常發(fā)電時，直流母線電壓恒定為1200v，每一優(yōu)化器組中有20個優(yōu)化器，每個優(yōu)化器輸出電壓限幅值為70v，當(dāng)要求逆變器輸出功率限制到50％的額定功率時，直流母線電壓將迅速上升至1400v(20個×70v)的較高電壓。

但是，逆變器和優(yōu)化器長期運行在較高的直流母線電壓下容易發(fā)生損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其直流母線電壓控制方法和裝置，以避免逆變器和優(yōu)化器長期運行在較高的直流母線電壓下而發(fā)生損壞。

一種直流母線電壓控制方法，應(yīng)用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括逆變器以及接在所述逆變器直流側(cè)的一個或多個優(yōu)化器組，所述多個優(yōu)化器組輸出并聯(lián)，每一優(yōu)化器組由多個配置有優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)而成；所述直流母線電壓控制方法包括：

獲取直流母線電壓值；

判斷所述直流母線電壓值是否超出第一預(yù)設(shè)值；

若所述直流母線電壓值超出第一預(yù)設(shè)值，判斷所述直流母線電壓值超出第一預(yù)設(shè)值的持續(xù)時間是否達(dá)到第二預(yù)設(shè)值；

若所述持續(xù)時間達(dá)到第二預(yù)設(shè)值，減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值，使得直流母線電壓減小至第三預(yù)設(shè)值。

可選的，所述減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值，使得直流母線電壓減小至第三預(yù)設(shè)值之后，還包括：

判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電；

若是，恢復(fù)各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值。

其中，所述判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電，包括：判斷所述逆變器是否接收到退出限功率運行的指令，若是，判定所述逆變器已恢復(fù)正常發(fā)電。

其中，所述判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電，包括：判斷所述逆變器的輸入功率是否低于所述逆變器的限功率值，若是，判定所述逆變器已恢復(fù)正常發(fā)電。

一種直流母線電壓控制裝置，應(yīng)用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括逆變器以及接在所述逆變器直流側(cè)的一個或多個優(yōu)化器組，所述多個優(yōu)化器組輸出并聯(lián)，每一優(yōu)化器組由多個配置有優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)而成；所述直流母線電壓控制裝置包括：

輸入接口，用于獲取直流母線電壓值；

處理器，用于判斷所述直流母線電壓值是否超出第一預(yù)設(shè)值；若所述直流母線電壓值超出第一預(yù)設(shè)值，判斷所述直流母線電壓值超出第一預(yù)設(shè)值的持續(xù)時間是否達(dá)到第二預(yù)設(shè)值；若所述持續(xù)時間達(dá)到第二預(yù)設(shè)值，生成并輸出用于減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值的控制指令，使得直流母線電壓減小至第三預(yù)設(shè)值。

可選的，所述處理器還用于在所述逆變器恢復(fù)正常發(fā)電時，恢復(fù)各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值。

其中，所述處理器是通過判斷所述逆變器是否接收到退出限功率運行的指令，來判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電。

其中，所述處理器是通過判斷所述逆變器的輸入功率是否低于所述逆變器的限功率值，來判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電。

一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包括逆變器以及接在所述逆變器直流側(cè)的一個或多個優(yōu)化器組，所述多個優(yōu)化器組輸出并聯(lián)，每一優(yōu)化器組由多個配置有優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)而成，所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還包括如上述公開的任一種直流母線電壓控制裝置。

其中，所述直流母線電壓控制裝置集成在所述逆變器中。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明在檢測到逆變器長期工作在限功率模式時，減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值，那么同一優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值之和，即直流母線電壓也將隨之較低，從而避免了逆變器和優(yōu)化器長期運行在較高的直流母線電壓下而發(fā)生損壞。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(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)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)公開的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例公開的一種直流母線電壓控制方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例公開的又一種直流母線電壓控制方法流程圖；

圖4本本發(fā)明實施例公開的一種直流母線電壓控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖2，本發(fā)明實施例公開了一種直流母線電壓控制方法，該方法應(yīng)用于如圖1所示光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，以避免逆變器和優(yōu)化器長期運行在較高的直流母線電壓下而發(fā)生損壞，該方法包括：

步驟s01：獲取直流母線電壓值vdc_bus。

步驟s02：判斷vdc_bus是否超出第一預(yù)設(shè)值vth1；若vdc_bus>vth1，說明逆變器由正常發(fā)電改為了限功率運行，此時進(jìn)入步驟s03；否則，返回步驟s01。

具體的，假設(shè)圖1所示光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器正常發(fā)電時，直流母線電壓恒定為v0、同一優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值之和為v1，則vth1可以設(shè)定為區(qū)間[v0，v1)中的任一值。也就是說，由于逆變器由正常發(fā)電改為限功率運行后，vdc_bus會迅速上升至v1，所以只要檢測到vdc_bus超出了區(qū)間[v0，v1)中的任一值，即可判定逆變器由正常發(fā)電改為了限功率運行。

仍以“圖1所示光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器正常發(fā)電時，直流母線電壓恒定為1200v，每一優(yōu)化器組中有20個優(yōu)化器，每個優(yōu)化器輸出電壓限幅值為70v”為例，則vth1可以設(shè)定為區(qū)間[1200v，1400v)中的任一值。

步驟s03：判斷vdc_bus>vth1的持續(xù)時間是否達(dá)到第二預(yù)設(shè)值vth2；若所述持續(xù)時間達(dá)到vth2，說明逆變器長期工作在限功率模式，逆變器和優(yōu)化器容易發(fā)生損壞，此時進(jìn)入步驟s04；否則，返回步驟s03。

步驟s04：減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值，使得直流母線電壓減小至第三預(yù)設(shè)值vth3。

由于逆變器由正常發(fā)電改為限功率運行后，vdc_bus會迅速上升至同一優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值之和v1，所以只要減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值，就可以減小v1，而減小v1也就是減小了直流母線電壓(同一優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓之和始終等于直流母線電壓)。最終保證直流母線電壓減小至安全范圍即可，該安全范圍的最優(yōu)值為v0。

仍以“圖1所示光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器正常發(fā)電時，直流母線電壓恒定為1200v，每一優(yōu)化器組中有20個優(yōu)化器，每個優(yōu)化器輸出電壓限幅值為70v”為例，若直流母線電壓最高安全值為1350v，則vth3可以設(shè)定為區(qū)間[1200v，1350v]中的任一值。假設(shè)vth3設(shè)定為1350v，則每個優(yōu)化器輸出電壓限幅值減小為65v(1350v/20個)。

由以上描述可以看出，本實施例在檢測到逆變器長期工作在限功率模式時，減小了各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值，那么同一優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值之和，也就是直流母線電壓也將隨之較低，從而避免了逆變器和優(yōu)化器長期運行在較高的直流母線電壓下而發(fā)生損壞。

此外，考慮到優(yōu)化器輸出電壓限幅值減小會使得本優(yōu)化器輸出電壓可調(diào)節(jié)范圍減小，從而使得每一優(yōu)化器組利用內(nèi)部優(yōu)化器輸出電壓變動來使得內(nèi)部優(yōu)化器輸出不同功率的范圍減小，那么在逆變器恢復(fù)正常發(fā)電后，如果繼續(xù)維持優(yōu)化器較小的輸出電壓限幅值，就可能會影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量?；诖?，本發(fā)明實施例公開了又一種直流母線電壓控制方法，其與圖2所示技術(shù)方案的區(qū)別之處在于，在逆變器恢復(fù)正常發(fā)電時，還需恢復(fù)各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值。

如圖3所示，所述又一種直流母線電壓控制方法，包括：

步驟s01：獲取直流母線電壓值vdc_bus。

步驟s02：判斷vdc_bus是否超出第一預(yù)設(shè)值vth1；若vdc_bus>vth1，進(jìn)入步驟s03；否則，返回步驟s02。

步驟s03：判斷vdc_bus>vth1的持續(xù)時間是否達(dá)到第二預(yù)設(shè)值vth2；若所述持續(xù)時間達(dá)到vth2，進(jìn)入步驟s04；否則，返回步驟s03。

步驟s04：減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值，使得直流母線電壓減小至第三預(yù)設(shè)值vth3；

步驟s05：判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電，若是，進(jìn)入步驟s06；否則，返回步驟s05。

具體的，所述判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電，包括：判斷所述逆變器是否接收到退出限功率運行的指令，若是，判定所述逆變器已恢復(fù)正常發(fā)電?；蛘?，所述判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電，包括：判斷所述逆變器的輸入功率是否低于所述逆變器的限功率值，若是，判定所述逆變器已恢復(fù)正常發(fā)電。

步驟s06：恢復(fù)各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值。

此處需要說明的是，圖1僅給出了圖2、圖3所示技術(shù)方案所應(yīng)用的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的最基本結(jié)構(gòu)，當(dāng)在圖1所示光伏發(fā)電系統(tǒng)中額外添加了匯流箱、防雷器等用于提高系統(tǒng)可靠性和可維護(hù)性的設(shè)備后，圖2、圖3所示技術(shù)方案同樣適用。

參見圖4，本發(fā)明實施例還公開了一種直流母線電壓控制裝置，該裝置應(yīng)用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括逆變器以及接在所述逆變器直流側(cè)的一個或多個優(yōu)化器組，所述多個優(yōu)化器組輸出并聯(lián)，每一優(yōu)化器組由多個配置有優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)而成，該裝置包括：

輸入接口100，用于獲取直流母線電壓值；

處理器200，用于判斷所述直流母線電壓值是否超出第一預(yù)設(shè)值；若所述直流母線電壓值超出第一預(yù)設(shè)值，判斷所述直流母線電壓值超出第一預(yù)設(shè)值的持續(xù)時間是否達(dá)到第二預(yù)設(shè)值；若所述持續(xù)時間達(dá)到第二預(yù)設(shè)值，生成并輸出用于減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值的控制指令，使得直流母線電壓減小至第三預(yù)設(shè)值。

可選的，處理器200還用于在所述逆變器恢復(fù)正常發(fā)電時，恢復(fù)各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值。

其中，處理器200具體是通過判斷所述逆變器是否接收到退出限功率運行的指令，來判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電?；蛘?，處理器200具體是通過判斷所述逆變器的輸入功率是否低于所述逆變器的限功率值，來判斷所述逆變器是否恢復(fù)正常發(fā)電。

本發(fā)明實施例還公開了一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包括逆變器以及接在所述逆變器直流側(cè)的一個或多個優(yōu)化器組，所述多個優(yōu)化器組輸出并聯(lián)，每一優(yōu)化器組由多個配置有優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)而成，此外，所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還包括：如上述公開的任一種直流母線電壓控制裝置。

其中，所述直流母線電壓控制裝置可以獨立存在，也可以集成在所述逆變器中?；蛘?，在所述光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)配置了匯流箱的情況下，也可以將所述直流母線電壓控制裝置集成在所述匯流箱中。

綜上所述，本發(fā)明在檢測到逆變器長期工作在限功率模式時，減小各優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值，那么同一優(yōu)化器組中所有優(yōu)化器輸出電壓限幅值之和，也就是直流母線電壓也將隨之較低，從而避免了逆變器和優(yōu)化器長期運行在較高的直流母線電壓下而發(fā)生損壞。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明實施例的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明實施例將不會被限制于本文所

示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。