[发明专利]光伏并网逆变器用并网电流软起动和软停机方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏并网发电技术领域，具体地，涉及光伏并网逆变器用并网电流软起动和软停机方法及系统。

背景技术

光伏并网发电技术日益受到各国政府的重视，光伏产业在我国正处于起步阶段，很多关键技术期待解决。如何减小并网冲击电流就是光伏并网逆变器的关键技术之一。

对于利用软硬件的解决办法是在光伏并网逆变器的输出侧串联功率电阻与电网连接，等到起动电流达到一定数值后，再短接功率电阻。该方法需要增加硬件成本，同时也存在由于电阻而引起的功率损失问题。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在硬件成本高和功率损耗大等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种光伏并网逆变器用并网电流软起动和软停机方法，以实现硬件成本低和功率损耗小的优点。

本发明的第二目的在于，提出一种光伏并网逆变器用并网电流软起动和软停机系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光伏并网逆变器用并网电流软起动和软停机方法，主要包括：

a、采用斜坡参考电压环节单元和变比例积分系数相结合的电压外环控制方法，使得起动过程中光伏并网逆变器的输出电流从零电流开始逐步增大，通过实时检测光伏电池阵列输出是否达到最大功率点来判定是否结束软起动过程；

和/或，

b、采用斜坡参考电压环节单元和变比例积分系数相结合的电压外环控制方法，使得停机过程中光伏并网逆变器的输出电流从最大值开始逐步减小，通过实时检测光伏电池阵列输出是否到达所设定的最小功率值来判定是否结束软停机过程。

进一步地，在步骤a和/或步骤b中，所述斜坡参考电压环节单元和变比例积分系数相结合的电压外环控制方法，具体包括：

斜坡参考电压环节单元输出作为电压外环参考电压，光伏电池阵列实际输出电压是反馈电压，通过电压外环比例积分调节器进行调节，其输出作为电流内环的参考电流幅值，该参考电流幅值乘以与电网电压同步的单位正弦值作为电流内环的参考电流，逆变器输出电流是反馈电流，经过无差拍控制的电流内环进行调节，其输出与三角载波信号进行比较，得到脉冲宽度调制信号，去控制光伏并网逆变器的功率开关开通与关断。

进一步地，在步骤a中，所述使得起动过程中光伏并网逆变器的输出电流从零电流开始逐步增大，通过实时检测光伏电池阵列输出是否达到最大功率点来判定是否结束软起动过程的操作，具体包括：

电流软起动过程中，电压外环的比例系数为零，斜坡参考电压环节单元以光伏电池阵列的开路电压为初始值进行恒定步长逐渐下降；

在电压外环的积分环节作用下，使得电流内环的参考电流幅值从零开始逐步上升，在电流内环的作用下光伏并网逆变器输出电流从零开始慢慢增加，同时检测光伏电池阵列的输出功率是否达到最大值：

若达到最大值，则将斜坡参考电压环节单元的输出值作为光伏电池阵列的最优电压值，它赋给电压外环作为此时的最大功率点跟踪的光伏电池阵列参考电压值；

从此刻开始，将电压外环的比例系数和积分系数都设置为正常值，此时电压外环的参考电压与光伏电池阵列反馈电压相等，因此改变电压外环的比例积分系数对电压外环输出没有影响，完成了起动过程的平滑切换，软起动结束。

进一步地，在步骤b中，所述使得停机过程中光伏并网逆变器的输出电流从最大值开始逐步减小，通过实时检测光伏电池阵列输出是否到达所设定的最小功率值来判定是否结束软停机过程的操作，具体包括：

电流软停机开始时刻，电压外环的参考电压与光伏电池阵列反馈电压相等，此时改变电压外环的比例系数为零，斜坡参考电压环节单元以电流软停机开始时刻的电压参考值为初始值进行恒定步长逐渐上升；

在电压外环的积分环节作用下，光伏并网逆变器输出电流从当前最大值开始慢慢减小，同时检测光伏电池阵列的输出功率是否达到所设定的最小值：

若达到最小值，则封锁光伏并网逆变器的功率开关，软停机结束。

同时，本发明采用的另一技术方案是：一种光伏并网逆变器用并网电流软起动和软停机系统，主要包括光伏电池阵列输出电流传感器、光伏电池阵列输出电压传感器、并网逆变器输出电流传感器、电网电压传感器、斜坡参考电压环节单元、第一比较器、基于比例积分调节器的电压外环单元、光伏电池阵列输出功率计算单元、比例积分系数选择单元、锁相环产生单位正弦值单元、乘法器、第二比较器、基于无差拍控制的电流内环单元和PWM波发生单元，其中：