[发明专利]一种光伏并网逆变器热保护方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器热保护方法及系统，尤其涉及一种光伏并网逆变器热保护方法及系统。

背景技术

在光伏并网发电过程中，特别是在大型光伏电站，光伏逆变器应具备很高的可靠性及耐用性。目前大型光伏电站主要分布在我国的西北及北方地区，而且市场上主流的逆变器都采用风冷技术，北方地区的风沙粉尘会对逆变器的冷却风机运行产生不良影响，同时长时间运行后，风机发生故障的概率也会增加，一旦三相逆变器的某一相风机发生故障，如果逆变器仍然工作在大功率输出状态，会对逆变器的功率模块造成损害，因此目前的逆变器都需要做停机保护或三相输出都做降额输出，造成功率损失，影响电站收益，对电网运行也有不利影响。

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)集输入阻抗高、驱动容易、高压大电流等优点，是目前大功率光伏逆变器广泛应用的功率器件。IGBT的可靠性是光伏逆变器可靠工作的基础，IGBT的保护中，热保护是重要的保护内容，尤其在炎热的夏天，逆变器能长时间可靠工作，很大程度上取决于IGBT的散热及过热检测及保护设计。

 

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术的不足而提供一种在IGBT散热器的某一相冷却风机发生故障时，非故障相仍可输出较大功率，只有故障相降额输出，这样既保护了IGBT，又能兼顾功率输出，减少功率损失，同时报警给监控中心，待逆变器停机时进行检修。 

本发明的技术方案是：提供一种光伏并网逆变器热保护方法，所述光伏并网逆变器包括三相IGBT功率单元，所述三相IGBT功率单元中含有热敏电阻，所述光伏并网逆变器热保护方法包括如下步骤：

采用热敏电阻的阻值：采集所述三相IGBT功率单元中热敏电阻的阻值；

正常工作状态：若所述三相IGBT功率单元中热敏电阻的阻值高于预定阻值，或者低于预定阻值的时间小于预定时间，则所述光伏并网逆变器以正序电流工作在最大功率点；

过热调整：若所述三相IGBT功率单元中热敏电阻的阻值低于预定阻值并且低于预定阻值的时间超过预定时间，判断故障相别并输出正序电流和负序电流，通过控制负序电流输出大小或者正序电流输出大小和负序电流输出大小来实现所述三相IGBT功率单元故障相的输出电流变小以实现过热保护。

本发明的进一步技术方案是：在过热调整步骤中，若所述三相IGBT功率单元中热敏电阻的阻值低于预定阻值并且低于预定阻值的时间超过预定时间，进行报警。

本发明的进一步技术方案是：在过热调整步骤中，根据此时光伏阵列的输出功率来调整非故障相的正序电流和负序电流大小。

本发明的进一步技术方案是：在过热调整步骤中，根据所述三相IGBT功率单元的功率损失及最大电流限定值控制所述正序电流和负序电流。

本发明的技术方案是：构建一种光伏并网逆变器热保护系统，所述光伏并网逆变器包括三相IGBT功率单元，所述三相IGBT功率单元中含有热敏电阻，所述光伏并网逆变器热保护系统包括对所述三相IGBT功率单元的三相交流电压电流进行采样、分解和判断故障相别的采样分解模块、检测所述三相IGBT功率单元中热敏电阻温度的温度检测模块、产生驱动所述三相IGBT功率单元工作的驱动信号产生模块、控制电流大小的控制模块，所述温度检测模块采集所述三相IGBT功率单元中热敏电阻的阻值，若所述三相IGBT功率单元中热敏电阻的阻值高于预定阻值，或者低于预定阻值的时间小于预定时间，所述采样分解模块控制所述光伏并网逆变器为正序电流，所述控制模块控制所述光伏并网逆变器以正序电流工作在最大功率点；若所述三相IGBT功率单元中热敏电阻的阻值低于预定阻值并且低于预定阻值的时间超过预定时间，所述采样分解模块判断故障相别并分解所述光伏并网逆变器输出正序电流和负序电流，所述控制模块通过控制负序电流输出大小或者正序电流输出大小和负序电流输出大小来实现所述三相IGBT功率单元故障相的输出电流变小以实现过热保护，所述采样分解模块将控制的电流信号输出到所述驱动信号产生模块以驱动所述三相IGBT功率单元工作。

本发明的进一步技术方案是：还包括跟踪光伏阵列输出最大功率的最大功率点跟踪模块，所述控制模块根据所述最大功率点跟踪模块跟踪的最大功率控制负序电流输出大小或者正序电流输出大小和负序电流输出大小来实现所述三相IGBT功率单元故障相的输出电流变小。

本发明的进一步技术方案是：还包括报警模块，若所述三相IGBT功率单元中热敏电阻的阻值低于预定阻值并且低于预定阻值的时间超过预定时间，所述报警模块报警。