[发明专利]逆变器、集散式汇流箱、限功率控制系统和方法

说明书

一种逆变器、集散式汇流箱、限功率控制系统和方法。限功率控制系统包括：多个集散式汇流箱，其中，每个集散式汇流箱的一端与一个或更多个电池板组件连接以从所连接的电池板组件接收功率输入；逆变器，与每个集散式汇流箱的另一端连接，在接收到功率控制指令时基于功率控制指令确定限功率百分比，并将限功率百分比发送到所连接的集散式汇流箱，之后根据多个集散式汇流箱的输出功率之和与功率控制指令中指定的阈值功率的比较结果对集散式汇流箱发送功率上调指令或功率下调指令，集散式汇流箱通过基于接收到的限功率百分比以及功率上调指令或功率下调指令改变电压环输出限幅值来调整输出功率。本发明能够提高集散式光伏系统的电路转换效率。

技术领域

本申请涉及发电领域，更具体地讲，涉及光伏发电领域中的逆变器、集散式汇流箱、限功率控制系统和方法。

背景技术

能源是人类赖以生存的物质基础，化石能源的有限性和大量开采利用导致能源短缺和环境污染的问题日益加重，太阳能作为当前最为清洁和最有利用前景的可再生能源之一，其利用受到世界各地的普遍关注。

集散式光伏发电解决方案采用最大功率点跟踪(MPPT)寻优及集中并网发电形式，通过前置多个MPPT控制优化器来实现多路MPPT寻优功能，并在汇流后采用集中式逆变器逆变以实现高效的光伏发电解决方案。与传统的集中式逆变方案和组串式逆变方案相比，集散式光伏发电解决方案的发电收益更高且成本更低。

集散式汇流箱设置有MPPT控制软件和DC/DC升压电路，以对所连接的至少一个电池板组件进行MPPT的分散跟踪，从而降低因组件参数不一致、局部阴影、仰角差异等因素导致的效率损失。此外，所述DC/DC升压电路可使直流输入电压升高，由此降低直流线缆传输线损。

集散式光伏发电解决方案中所采用的逆变器通常为集中式逆变器，它可将前级的多个集散式汇流箱的输出接至后级的该逆变器的直流输入端，实现集中逆变。处于后级的逆变器工作于直流稳压状态，并网功率受前级的多个汇流箱的控制，因此不能通过传统的方法限功率(即，通过限制逆变器并网电流来实现限功率)。如果按照传统的方法对并网电流进行限制，则所述多个集散式汇流箱仍然会以最大功率点的功率进行输出，当所述多个集散式汇流箱的输出功率大于逆变器限制功率值时，直流母线电压不受控，逆变器的电压环失效，所述多个集散式汇流箱的多余的能量会直接堆积在逆变器的直流支撑电容上，形成电压势能。如果所述多个集散式汇流箱的输出功率之和与逆变器功率限制值相差太大，则会出现电压过冲，容易造成设备损坏。

针对这一问题，现有的集散式光伏系统的限功率方法一般为：上位机给逆变器下达限功率指令，逆变器通过通信以功率百分比的形式向各个集散式汇流箱发送指令，各个集散式汇流箱按照各自接收到的限功率百分比来限制自己的输出功率。然而，由于各个集散式汇流箱所连接的电池板组件辐照度不同、组串配置不同，有的集散式汇流箱输入能量较大，其功率会被限制，而有的集散式汇流箱输入能量较小，尚未达到功率限制值，限功率不准确将造成发电量损失。

此外，在现有的针对上述问题的解决方案中，集散式汇流箱在收到限功率指令后，会将集散式汇流箱直流输入电压(即，电池板组件的输出电压)下调，这将导致电池板组件电流上升，DC/DC电路转换效率降低。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本申请提供了一种能够提高集散式光伏系统的电路转换效率并准确实现目标限制功率的逆变器、集散式汇流箱、限功率控制系统和方法。

根据本发明的一方面，提供了一种逆变器，用于经由直流母线与多个集散式汇流箱连接。所述逆变器包括：接收单元，用于接收功率控制指令；限功率控制单元，用于基于功率控制指令确定限功率百分比，并将限功率百分比发送到所述多个集散式汇流箱；功率微调控制单元，用于在所述限功率控制单元发送所述限功率百分比之后，确定所述多个集散式汇流箱的输出功率之和是否大于功率控制指令中指定的阈值功率，如果所述输出功率之和大于所述阈值功率，则将功率下调指令传送给所述多个集散式汇流箱，如果所述输出功率之和小于所述阈值功率，则将功率上调指令传送给所述多个集散式汇流箱。