[发明专利]一种多电平光伏并网逆变器的操作过电压保护装置及方法

说明书

一种多电平光伏并网逆变器的操作过电压保护装置及方法，该装置包括直流输入单元、多电平逆变单元、控制单元、电压检测单元和电流检测单元；直流输入单元的输出端与多电平逆变单元的直流输入端相连接，多电平逆变单元的交流输出端通过网侧开关K与电网相连接但不仅限于与电网相连接，电压检测单元的输入端与电网侧相连接，电压检测单元的输出端与控制单元的输入端相连接，电流检测单元的输入端与多电平逆变单元的交流输出端相连接，电流检测单元的输出端与控制单元的另一输入端相连接，控制单元的输出端与多电平逆变单元中开关管的驱动端相连接；本发明还公开了该装置的控制方法；可有效的将逆变单元输出电压减小到阈值范围以内，及时保护交流输出侧电子负载的安全；且系统损耗小。

技术领域

本发明涉及光伏供电技术领域，本发明涉及一种操作过电压保护方法，尤其是涉及一种应用于多电平光伏并网逆变器的操作过电压保护装置及方法。

背景技术

光伏并网逆变器的交流输出端通过公共连接点直接与电网相连接，同时端口上可能连接其他负载设备，与电网连接后端口电压被电网钳位，端口电压幅值由电网电压大小决定。当电网发生孤岛时，网侧开关断开，逆变器与电网断开，网侧公共连接点的电压不再受到电网钳位，同时逆变器在检测到发生孤岛停止并网前，仍然会继续向电网提供无功功率，导致逆变器交流侧公共连接点的电压上升。为了防止逆变器交流输出端的电子负载受到较高电压的冲击，逆变器交流输出端的瞬态电压不应超过《NB/T 32004-2013光伏发电并网逆变器技术规范》中所要求的限值。

对于三相并网逆变器，针对并网中存在的以上问题，现有技术根据三相电网电压建立正交的dq旋转坐标系，通过计算三相并网逆变器的逆变电压d轴分量或者电网电压的有效值来判断逆变器的交流输出端是否发生了操作过电压。当判断出发生操作过电压时往往电网侧的电压已经升高，此时即使停止并网，逆变器交流输出端的安规电容Cx(一般是X电容)两端的电压已经较高，此时一般通过逆变器中的内部电阻进行放电。显然安规电容Cx的容值越小放电越快，但是会影响逆变器的电磁兼容(EMC)特性；逆变器内部电阻的阻值越小放电越快，但是会给逆变器带来额外的损耗，增加逆变器的成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于多电平光伏并网逆变器的操作过电压保护装置及方法，该装置主要是通过检测单元检测电网电压，通过检测电网电压是否发生孤岛，通过控制单元控制逆变器从并网工作状态切换至操作过电压保护的工作状态，直到逆变器的交流输出电压下降到给定电压，整个操作过电压保护过程才结束，逆变器处于待机状态，等待重新并网；该装置及保护方法采用简单的电路结构，并结合控制方法，在电网发生孤岛时，先将逆变器与电网断开快速断开，然后将逆变器交流输出电压降低至标准所要求的范围之内，有效的保护了逆变器交流侧所连接的电子设备。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多电平光伏并网逆变器的操作过电压保护装置，该装置包括直流输入单元、多电平逆变单元、控制单元、电压检测单元和电流检测单元；所述直流输入单元的输出端与多电平逆变单元的直流输入端相连接，所述多电平逆变单元的交流输出端通过网侧开关K与电网相连接但不仅限于与电网相连接，所述电压检测单元的输入端与电网侧相连接，用于检测电网电压，所述电压检测单元的输出端与控制单元的输入端相连接，所述电流检测单元的输入端与多电平逆变单元的交流输出端相连接，所述电流检测单元的输出端与控制单元的另一输入端相连接，所述控制单元的输出端与多电平逆变单元中开关管的驱动端相连接，用于控制多电平逆变单元开关管的工作状态。