功率变换器的控制方法、功率变换器及光伏系统与流程

本申请涉及光伏发电领域，特别是涉及一种功率变换器的控制方法、功率变换器及光伏系统。

背景技术：

1、由于太阳能的可再生性及清洁性，光伏发电技术得以迅猛发展。组串式光伏系统由于技术成熟、转换效率高、价格低廉等优势，在光伏发电领域得到了广泛的应用，为了避免光伏组件直接串联存在的木桶效应导致系统发电量有损失的问题，一般为每一个光伏组件配置一个功率变换器，多个功率变换器的输出串联连接形成光伏组串后接入逆变器的输入端，功率变换器可以调节光伏组件的输入电压和输出电流，以实现光伏组件的最大功率点跟踪，提高系统发电效率。

2、为了系统的安全运行，光伏组串上的各功率变换器的输出电压之和需要低于逆变器的输入限压值，需要为功率变换器设置输出限压值，相关技术中一般为功率变换器设置一个固定的输出限压值vlim0，如图1所示，但是采用该功率变换器时，无法平滑高效的控制功率变换器的输出功率。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种功率变换器的控制方法、功率变换器及光伏系统。

2、第一方面，本发明实施例提出一种功率变换器的控制方法，所述方法包括：

3、根据设置的功率控制曲线，采用单一的功率环路控制所述功率变换器的输出功率；

4、其中，所述功率控制曲线包括平滑连接的第一区间、第二区间以及第三区间；在所述第一区间，所述功率变换器的输出功率随输出电压的增大而增大；在所述第三区间，所述功率变换器的输出功率随输出电压的增大而减小；在所述第二区间，所述功率变换器的输出功率的幅值变化小于第一阈值。

5、在一些实施例中，所述功率控制曲线基于对所述功率变换器的输出pv曲线进行傅里叶级数分解得到。

6、在一些实施例中，所述功率控制曲线基于对所述功率变换器的输出pv曲线进行周期拓展后，再进行傅里叶级数分解得到。

7、在一些实施例中，所述功率控制曲线基于所述功率变换器接入的光伏直流电源的电气参数，或基于所述功率变换器接入的光伏直流电源的电气参数和所述功率变换器接入的光伏系统的电气参数确定。

8、在一些实施例中，所述第三区间的电压最大值为所述功率变换器的第一输出限压值，所述第三区间的电压最小值为所述功率变换器的第二输出限压值，所述第一输出限压值小于等于所述功率变换器的硬件限压值。

9、在一些实施例中，所述功率变换器用于光伏系统，所述光伏系统包括由多个所述功率变换器串联组成的光伏组串和与所述光伏组串连接的逆变器；

10、所述第一输出限压值基于所述光伏系统中对应逆变器的输入限压值和所述光伏组串中所述功率变换器的个数确定；或，基于所述功率变换器接入的光伏直流电源的开路电压确定。

11、在一些实施例中，在所述第二区间，所述功率变换器的输入功率等于其输入端连接的光伏直流电源的最大输出功率。

12、在一些实施例中，所述采用单一的功率环路控制所述功率变换器的输出功率包括：

13、根据所述功率变换器的输出电压和所述功率控制曲线，确定所述功率变换器的输出功率参考值；

14、根据所述输出功率参考值和输出功率，通过功率环路产生控制所述功率变换器的控制信号，使其在整个工作电压范围内沿所述功率控制曲线工作。

15、在一些实施例中，所述功率控制曲线还包括与所述第三区间平滑连接的第四区间；在所述第四区间，所述功率变换器的输出电压维持恒定或变化值小于第二阈值。

16、在一些实施例中，所述方法还包括：

17、根据接收的调整指令，动态调整所述功率控制曲线。

18、在一些实施例中，所述动态调整所述功率控制曲线包括：

19、根据调整指令调整所述第三区间的区间范围和/或所述功率控制曲线的幅值。

20、第二方面，本发明实施例提出一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括：

21、直流变换电路，用于进行直流变换；

22、控制电路，控制所述直流变换电路进行直流变换；

23、其中，所述控制电路还根据设置的功率控制曲线，采用单一的功率环路控制所述功率变换器的输出功率；

24、其中，所述功率控制曲线包括平滑连接的第一区间、第二区间以及第三区间；在所述第一区间，所述功率变换器的输出功率随输出电压的增大而增大；在所述第三区间，所述功率变换器的输出功率随输出电压的增大而减小；在所述第二区间，所述功率变换器的输出功率的幅值变化小于第一阈值。

25、在一些实施例中，所述控制电路包括：

26、功率控制单元，用于根据功率控制曲线、功率变换器的输出电压、以及功率变换器的输出功率，通过功率环路控制得到占空比信号；

27、pwm控制单元，根据占空比信号产生用于控制所述直流变换电路的pwm控制信号。

28、在一些实施例中，所述功率变换器还包括：

29、通信单元，用于接收调整指令；

30、所述控制电路根据所述调整指令动态调整所述功率控制曲线。

31、在一些实施例中，所述控制电路还包括：

32、调整单元，用于根据调整指令动态调整所述第三区间的区间范围和/或所述功率控制曲线的幅值；

33、所述功率控制单元还包括：

34、功率控制曲线生成模块，用于根据调整后的区间范围和/或幅值，重新生成功率控制曲线。

35、第三方面，本发明实施例提出一种光伏系统，包括逆变器和与所述逆变器连接的至少一个光伏组串，所述光伏组串包括多个串联连接的功率变换器和与所述功率变换器对应连接的光伏直流电源，所述功率变换器执行如第一方面所述的方法的步骤。

36、相比于相关技术，本申请根据设置的功率控制曲线，采用单一的功率环路控制所述功率变换器的输出功率，可以平滑高效的控制功率变换器的输出功率。只采用单一的功率环路，控制简单。

技术特征：

1.一种功率变换器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率控制曲线基于对所述功率变换器的输出pv曲线进行傅里叶级数分解得到。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功率控制曲线基于对所述功率变换器的输出pv曲线进行周期拓展后，再进行傅里叶级数分解得到。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率控制曲线基于所述功率变换器接入的光伏直流电源的电气参数，或基于所述功率变换器接入的光伏直流电源的电气参数和所述功率变换器接入的光伏系统的电气参数确定。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三区间的电压最大值为所述功率变换器的第一输出限压值，所述第三区间的电压最小值为所述功率变换器的第二输出限压值，所述第一输出限压值小于等于所述功率变换器的硬件限压值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述功率变换器用于光伏系统，所述光伏系统包括由多个所述功率变换器串联组成的光伏组串和与所述光伏组串连接的逆变器；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二区间，所述功率变换器的输入功率等于其输入端连接的光伏直流电源的最大输出功率。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用单一的功率环路控制所述功率变换器的输出功率包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率控制曲线还包括与所述第三区间平滑连接的第四区间；在所述第四区间，所述功率变换器的输出电压维持恒定或变化值小于第二阈值。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述动态调整所述功率控制曲线包括：

12.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括：

13.根据权利要求12所述的功率变换器，其特征在于，所述控制电路包括：

14.根据权利要求13所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器还包括：

15.根据权利要求14所述的功率变换器，其特征在于，所述控制电路还包括：

16.一种光伏系统，其特征在于，包括逆变器和与所述逆变器连接的至少一个光伏组串，所述光伏组串包括多个串联连接的功率变换器和与所述功率变换器对应连接的光伏直流电源，所述功率变换器执行如权利要求1-11任一项所述的方法的步骤。

技术总结本申请涉及光伏发电领域，特别是涉及一种功率变换器的控制方法、功率变换器及光伏系统。所述方法包括：根据设置的功率控制曲线，采用单一的功率环路控制所述功率变换器的输出功率；其中，所述功率控制曲线包括平滑连接的第一区间、第二区间以及第三区间；在所述第一区间，所述功率变换器的输出功率随输出电压的增大而增大；在所述第三区间，所述功率变换器的输出功率随输出电压的增大而减小；在所述第二区间，所述功率变换器的输出功率的幅值变化小于第一阈值。本申请根据设置的功率控制曲线，采用单一的功率环路控制所述功率变换器的输出功率，可以平滑高效的控制功率变换器的输出功率。由于只采用单一的功率环路，因此控制简单。技术研发人员：陈竞辉,禹红斌,荣强,赵一受保护的技术使用者：杭州禾迈电力电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18