[发明专利]一种多冗余型的光伏并网发电系统

说明书

本发明公开了一种多冗余型的光伏发电系统，包括芯片冗余、DC/DC变换器冗余和逆变器电路冗余，芯片冗余包括DSP芯片和CPLD芯片，DC/DC变换器冗余包括冗余型DC/DC变换器，所述逆变器电路冗余包括冗余型逆变器，所述冗余型DC/DC变换器与冗余型逆变器连接，DSP芯片和CPLD芯片分别与冗余型DC/DC变换器和冗余型逆变器连接，用于采集冗余型DC/DC变换器和冗余型逆变器的电流电压信号；本发明通过对各硬件的冗余设计，更好的保护光伏发电系统，使得当光伏系统发生故障时，系统能够自我检测并且在短时间内回到正常的工作状态，并发出故障警报，具有高性能、高可靠性、高安全性的优点。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种多冗余型的光伏并网发电系统。

背景技术

太阳能是一种可持续无污染的绿色清洁能源，针对这种绿色能源的开发与利用，人们研发出了各种各样的光伏发电系统，实现对太阳能能量的收集和利用。由于光伏系统中器件容易损坏设计了各种冗余方案，但是这些方案只是针对光伏并网逆变系统中的某一部分进行设计，没有考虑到系统中一个器件的损坏会影响到其他器件。因此，提出一种多冗余型的光伏并网系统，能适应多种系统中故障发生的情况，最大可能的使光伏系统能够安全稳定的持续运行。

现有技术中，采用以下方案：

1、逆变器冗余：在逆变器中设计一个冗余相，当逆变器中其中一个相位出现故障时就会立刻切换到冗余相；另一种冗余方案就是基于空间矢量的冗余，当一个相位出现问题时，就会立刻用其他冗余相位代替。

2、芯片冗余：现有的芯片方案包括两个DSP芯片，或者一个DSP芯片一个其他芯片，是为了防止芯片发生故障，只采用一个芯片进行全部的数据信号处理，限制了系统处理信号的能力，若工作时芯片出现故障而停止工作，信号将不能被处理，从而不能实现光伏控制系统的信号处理，系统可靠性不高。

3、DC/DC变换器冗余。DC/DC变换器冗余只有一种基于硬件的冗余，附加一个冗余桥臂，使得可以在原桥臂出现故障时能够切换到冗余桥臂。

以上每种冗余方案都过于单一，没有很好的结合在一起，当一个硬件部位出现故障时，会使得其他硬件也会受到影响，没有考虑到两个以上器件发生故障时的处理情况，忽略了一个器件发生短路会导致其他器件烧毁的情况。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种多冗余型的光伏发电系统，通过对各硬件的冗余设计，更好的保护光伏发电系统，使得当光伏系统发生故障时，系统能够自我检测并且在短时间内回到正常的工作状态，并发出故障警报，具有高性能、高可靠性、高安全性的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种多冗余型的光伏发电系统，包括芯片冗余、DC/DC变换器冗余和逆变器电路冗余，所述芯片冗余包括DSP芯片和CPLD芯片，所述DC/DC变换器冗余包括冗余型DC/DC变换器，所述逆变器电路冗余包括冗余型逆变器，所述冗余型DC/DC变换器与冗余型逆变器连接，所述DSP芯片分别与冗余型DC/DC变换器和冗余型逆变器连接，用于采集冗余型DC/DC变换器和冗余型逆变器的电流电压信号，所述CPLD芯片分别与冗余型DC/DC变换器和冗余型逆变器连接，用于采集冗余型DC/DC变换器和冗余型逆变器的电流电压信号。

进一步地，所述冗余型DC/DC变换器包括辅助开关管，所述辅助开关管与主开关并联，用于当主开关发生故障时代替主开关工作。

进一步地，所述冗余型逆变器采用四桥臂故障容错拓扑，所述四桥臂故障容错拓扑中的桥臂上设有冗余桥臂，所述冗余桥臂与四桥臂故障容错拓扑中的桥臂串联，用于当四桥臂故障容错拓扑中的桥臂出现故障时代替故障桥臂。