一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法
2023-09-23 07:38:05
一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法
【專利摘要】本發明涉及一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，通過設置一個同步信號，傳輸給各個用於控制光伏逆變器並產生PWM波的控制器，然後進行載波同步。進一步地，當同步信號出現上升沿或者下降沿時，將各個控制器的計數器清零，來完成載波同步。通過該方式，即可實現模塊化光伏併網逆變器中每個控制器生成的PWM波的載波同步，從而能夠抑制模塊環流的產生，降低了光伏逆變器系統的損耗，避免了並聯逆變器模塊電流應力的不均衡和電磁幹擾，增加了開關器件的壽命，提高了逆變器的效率。
【專利說明】一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，屬於光伏發電領域。
【背景技術】
[0002]隨著傳統能源的日益枯竭和由於使用化石能源所帶來的環境汙染和溫室效應，可再生能源必將逐步取代傳統能源，成為未來能源結構中的主導。而可再生能源中的太陽能，由於其自身的各種優勢，將佔據未來世界能源結構的重要地位，成為未來世界能源的主體。
[0003]目前所建的大規模光伏電站一般採用單機大功率拓撲，但其存在可維護性差、低功率下併網THD高等缺點。光伏逆變器採用模塊化並聯技術，在模塊故障時，能夠只關閉故障模塊；模塊具備熱插拔功能，更換維護方便；模塊智能休眠技術，能夠提高低功率點的效率，且降低小功率點的THD。總的來說，採用模塊化技術，提高了逆變器的可靠性，提高了逆變器的發電量。故大規模光伏電站所用逆變器有向模塊化逆變器轉變的趨勢。
[0004]採用模塊化光伏逆變器，由於各個模塊控制器中的DSP採用的晶振多少有誤差，使得各個模塊的DSP運行速度不是完全相同，因此各個模塊輸出的PWM也具有差異，如圖1所示。由於模塊化逆變器的交直流側直接相連，在模塊的PWM載波不同步的時候，將會產生很大的環流，如圖2所示。
[0005]模塊間的環流會增加光伏逆變器系統的損耗，降低系統的效率，造成並聯逆變器模塊電流應力的不均衡和嚴重的電磁幹擾，影響開關器件的壽命。為抑制該環流，除增加相應的算法外，首先要保證逆變器模塊的PWM載波同步。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，用以解決模塊間的環流導致光伏逆變器系統的損耗的增加，系統的效率降低，並造成並聯逆變器模塊電流應力的不均衡和嚴重的電磁幹擾，影響開關器件的壽命的問題。
[0007]為實現上述目的，本發明的方案包括:一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，設置一個同步信號，傳輸給各個用於控制光伏逆變器並產生PWM波的控制器，進行載波同步。
[0008]當同步信號出現上升沿或者下降沿時，將各個控制器的計數器清零，來完成載波同步。
[0009]從各控制器中選擇一個為用於產生同步信號的主控制器。
[0010]主控制器中的DSP通過光纖連接其餘控制器中的DSP，所述光纖用於傳輸同步信號。
[0011]本發明的有益效果是，通過設置一個同步信號，傳輸給各個用於控制光伏逆變器的控制器，然後進行載波同步。進一步地，當同步信號出現上升沿或者下降沿時，將各個控制器的計數器清零，來完成載波同步。通過該方式，即可實現模塊化光伏併網逆變器中每個控制器生成的PWM波的載波同步，從而能夠抑制模塊環流的產生，降低了光伏逆變器系統的損耗，避免了並聯逆變器模塊電流應力的不均衡和電磁幹擾，增加了開關器件的壽命，提高了逆變器的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是DSP晶振差異導致PWM載波差異的示意圖；
[0013]圖2是模塊化逆變器環流示意圖；
[0014]圖3是模塊化逆變器主從控制架構示意圖；
[0015]圖4是模塊控制器DSP程序流程圖；
[0016]圖5是模塊化逆變器載波同步示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0018]一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，設置一個同步信號，傳輸給各個用於控制光伏逆變器並產生PWM波的控制器，進行載波同步。
[0019]基於以上技術方案，結合附圖，給出以下一個【具體實施方式】。
[0020]光伏併網逆變器控制晶片一般採用DSP，模塊化逆變器採用的主從控制架構，主控制器中的DSP通過光纖連接各個模塊控制器中的DSP，如圖3所示。
[0021]主控制器中的DSP生成的PWM波作為同步信號，以DSP2812為例，將其中一個I/O 口配置成PWM輸出口，在程序中設置計數器，使其輸出光伏逆變器模塊工作開關頻率的方波。
[0022]將該方波信號經過主控制器上的電光轉換模塊轉換成光信號，通過光纖連接到每個模塊控制器。通過光信號傳輸能夠增強信號的抗幹擾能力，避免了用電信號傳輸導致的同步信號易受幹擾的問題。
[0023]主控制器的同步信號經過光纖傳送到各個模塊控制器後，在模塊控制器中經過電光轉換，恢復成PWM方波信號，連接到各個模塊控制器中DSP的外部中斷引腳(以DSP2812為例，可選擇 XINTU XINT2.XINT13)。
[0024]模塊控制器DSP程序按圖4所示結構編制，其中主中斷的中斷源設為同步信號連接的外部中斷，設為上升沿或者下降沿觸發。
[0025]控制各個逆變器中的開關元件通斷的PWM波由DSP中的PWM單元生成，PWM波的載波由DSP中的計數器產生。
[0026]以同步信號上升沿為例，每次在進入外部中斷後，將各個模塊控制器中的計數器的計數值清零，即可實現模塊控制器的PWM載波同步，具體實現如圖5所示。
[0027]通過該方式，即可實現模塊化光伏併網逆變器中每個模塊生成的PWM波的載波同步，從而能夠抑制|旲塊環流的廣生，提聞了逆變器的效率。
[0028]以上給出了具體的實施方式，但本發明不局限於所描述的實施方式。本發明的基本思路在於上述基本方案，對本領域普通技術人員而言，根據本發明的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數並不需要花費創造性勞動。在不脫離本發明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，其特徵在於，設置一個同步信號，傳輸給各個用於控制光伏逆變器並產生PWM波的控制器，進行載波同步。
2.根據權利要求1所述的抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，其特徵在於，當同步信號出現上升沿或者下降沿時，將各個控制器的計數器清零，來完成載波同步。
3.根據權利要求2所述的抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，其特徵在於，從各控制器中選擇一個為用於產生同步信號的主控制器。
4.根據權利要求3所述的抑制模塊化光伏逆變器環流的方法，其特徵在於，所述主控制器中的DSP通過光纖連接其餘控制器中的DSP，所述光纖用於傳輸同步信號。
【文檔編號】H02M7/48GK104362874SQ201410593792
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】黃輝, 張海龍, 王林, 肖飛, 曹建博 申請人:許繼電氣股份有限公司, 西安許繼電力電子技術有限公司