一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法及控制裝置的制造方法
【專利摘要】一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法及控制裝置，涉及并網(wǎng)逆變器技術(shù)領(lǐng)域，其光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法包括母線電壓PID控制環(huán)和逆變電流PID控制環(huán)。母線電壓PID控制環(huán)為外環(huán)，逆變電流PID控制環(huán)為內(nèi)環(huán)，即母線電壓PID控制環(huán)的輸出量決定逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量決定光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求，控制方法是通過改變母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值即可實現(xiàn)不同工作模式的切換。因為本發(fā)明的控制方法在不同模式下均使用同一個雙PID控制環(huán)，只是在不同模式下的外環(huán)，即母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值不同，所以模式間切換平滑、控制簡單、工作穩(wěn)定，不會造成控制失效。
【專利說明】
一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法及控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及并網(wǎng)逆變器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法及控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏并網(wǎng)逆變器在并網(wǎng)工作時可根據(jù)逆變器向電網(wǎng)發(fā)電情況分為:優(yōu)先發(fā)電模式(逆變器滿功率輸出)、防逆流儲能優(yōu)先模式(母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能)、防逆流供電優(yōu)先模式(只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許向電網(wǎng)輸送電能)、正常儲能模式(母線儲能優(yōu)先)四種模式，其中，防逆流是指防止逆變器向電網(wǎng)輸送電能，如何實現(xiàn)這四種模式的正常工作及模式間的平滑切換成了并網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵技術(shù)點。
[0003]傳統(tǒng)的模式切換的控制方法是母線電壓PID控制環(huán)與逆變電流PID控制環(huán)分別獨立控制，即母線電壓PID控制環(huán)只控制母線的電壓，與逆變電流PID控制環(huán)無關(guān)，而逆變電流PID控制環(huán)只控制逆變器流出電流，其中:
⑴在優(yōu)先發(fā)電模式下，讓母線電壓PID控制環(huán)不起作用，而逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值是常數(shù)，即為滿功率時的電流；
⑵在防逆流儲能優(yōu)先模式下，母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為浮充電壓點，而逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值為O ;
⑶在防逆流供電優(yōu)先模式下，讓母線電壓PID控制環(huán)不起作用，而逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值為O ;
⑷在普通儲能模式下，母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為浮充電壓點，即正常的額定電壓，且讓逆變電流PID控制環(huán)不起作用。
[0004]以上技術(shù)對不同模式的控制是分別調(diào)用不同的軟件模塊，因此，切換模式時，需要重新調(diào)用軟件模塊和進行接口數(shù)據(jù)處理，即使得模式間的切換不夠平滑、易造成控制失效，同時控制比較復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，該光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法可使得光伏并網(wǎng)逆變器的模式間的切換平滑，控制比較簡單，工作穩(wěn)定，不會造成控制失效。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
提供一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，所述光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法包括母線電壓PID控制環(huán)和逆變電流PID控制環(huán)，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量決定光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求，其特征在于:本控制方法將母線電壓PID控制環(huán)作為外環(huán)，將逆變電流PID控制環(huán)作為內(nèi)環(huán)，即逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值是由母線電壓PID控制環(huán)的輸出量決定的，通過改變母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值即可實現(xiàn)不同工作模式的切換。
[0007]優(yōu)選的，將母線電壓PID控制環(huán)的輸出量取負(fù)后作為逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量加上電網(wǎng)電壓前饋量共同實現(xiàn)光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求。
[0008]另一優(yōu)選的，所述工作模式包括:
優(yōu)先發(fā)電模式:所述優(yōu)先發(fā)電模式即逆變器輸出的功率為額定輸出功率；
防逆流儲能優(yōu)先模式:所述防逆流儲能優(yōu)先模式即母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，即允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能；
防逆流供電優(yōu)先模式:所述防逆流供電優(yōu)先模式即只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許向電網(wǎng)輸送電能；
正常儲能模式:所述正常儲能模式即優(yōu)先對母線儲能，允許電網(wǎng)經(jīng)逆變器向電池充電。
[0009]另一優(yōu)選的，如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于優(yōu)先發(fā)電模式，即逆變器以額定功率輸出，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為:母線低壓保護點A。
[0010]另一優(yōu)選的，如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于防逆流儲能優(yōu)先模式，即母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能，則先判斷電網(wǎng)電流的大小:
如果逆變器向電網(wǎng)有輸送電能，即逆變器流向電網(wǎng)的電流大于允許的最大電流B，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值加上固定調(diào)節(jié)量C，以使得逆變器流向電網(wǎng)的電流下降至電網(wǎng)允許的最大電流B，
如果電網(wǎng)有輸出電能，即電網(wǎng)流出的電流大于允許的最大電流E，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:浮充電壓點D，以使當(dāng)母線電壓低于浮充電壓點時，電網(wǎng)可以輸出電能以補充母線電能不足部分，而當(dāng)母線電壓高于浮充電壓點時，增大逆變器的輸出電能從而使母線儲能減小。最終使母線電壓達到浮充電壓值，即實現(xiàn)母線優(yōu)先儲能。
[0011]另一優(yōu)選的，如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于防逆流供電優(yōu)先模式，即只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許向電網(wǎng)輸送電能，則先判斷電網(wǎng)電流的大小:
如果逆變器向電網(wǎng)有輸送電能，即逆變器流向電網(wǎng)的電流大于允許的最大電流B，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值加上固定調(diào)節(jié)量C，以使得逆變器流向電網(wǎng)的電流不超過允許的最大電流B，
如果電網(wǎng)有輸出電能，即電網(wǎng)流出的電流大于允許的最大電流B，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值減去固定調(diào)節(jié)量C，以使得電網(wǎng)流出的電流不超過允許的最大電流B。
[0012]另一優(yōu)選的，如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于正常儲能模式，即優(yōu)先對母線儲能，允許電網(wǎng)經(jīng)逆變器向電池充電，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:浮充電壓點D。
[0013]另一優(yōu)選的，無論何種工作模式，都需對母線電壓PID控制環(huán)的輸出量取負(fù)后進行限幅，當(dāng)逆變器輸出電能時母線電壓PID控制環(huán)的最大輸出量為逆變器額定輸出電流，當(dāng)電網(wǎng)向逆變器輸送電能時母線電壓PID控制環(huán)的最大輸出量為額定充電電流，即電網(wǎng)流向逆變器的最大電流。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法包括母線電壓PID控制環(huán)和逆變電流PID控制環(huán)。現(xiàn)有技術(shù)對不同模式的控制是分別調(diào)用不同的軟件模塊，不同模式之間對獨立的PID控制環(huán)的使用情況不同(即不同模式下內(nèi)環(huán)和外環(huán)擇一使用或者兩者一起使用的情況都有)，因此，切換模式時，需要重新調(diào)用軟件模塊和進行接口數(shù)據(jù)處理，即使得模式間的切換不夠平滑、易造成控制失效，同時控制比較復(fù)雜，本發(fā)明因為將母線電壓PID控制環(huán)作為外環(huán)，將逆變電流PID控制環(huán)作為內(nèi)環(huán)，即母線電壓PID控制環(huán)的輸出量決定逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量決定光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求，通過改變母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值即可實現(xiàn)不同工作模式的切換，所以本發(fā)明是不同模式均使用同一個軟件模塊，不同模式下均使用同一個雙PID控制環(huán)(即不同模式下內(nèi)環(huán)和外環(huán)一起使用)。只需要改變母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值就實現(xiàn)了不同模式之間的切換，因此，模式間的切換平滑，控制比較簡單，工作穩(wěn)定，不會造成控制失效。
【附圖說明】
[0015]利用附圖對發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法的流程圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法所控制的并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0019]本實施例的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，如圖2所示，用于控制包括30節(jié)12V串聯(lián)而成的電池組的光伏并網(wǎng)逆變器，所述光伏并網(wǎng)逆變器采用三相半橋拓樸方式。
[0020]本實施例中，所述光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法包括母線電壓PID控制環(huán)和逆變電流PID控制環(huán)，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量決定光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求，本控制方法將母線電壓PID控制環(huán)作為外環(huán)，將逆變電流PID控制環(huán)作為內(nèi)環(huán)，即母線電壓PID控制環(huán)的輸出量決定逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值，通過改變母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值即可實現(xiàn)不同工作模式的切換。
[0021 ] 具體的，將母線電壓PID控制環(huán)的輸出量取負(fù)后作為逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量加上電網(wǎng)電壓前饋量共同實現(xiàn)光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求。
[0022]所述工作模式包括:
優(yōu)先發(fā)電模式:所述優(yōu)先發(fā)電模式即逆變器輸出的功率為額定輸出功率；
防逆流儲能優(yōu)先模式:所述防逆流儲能優(yōu)先模式即母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，即允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能；
防逆流供電優(yōu)先模式:所述防逆流供電優(yōu)先模式即只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許向電網(wǎng)輸送電能；
正常儲能模式:所述正常儲能模式即優(yōu)先對母線儲能，允許電網(wǎng)經(jīng)逆變器向電池充電。
[0023]具體的，如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于優(yōu)先發(fā)電模式，即逆變器以額定功率輸出，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為:母線低壓保護點A。
[0024]如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于防逆流儲能優(yōu)先模式，即母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能，則先判斷電網(wǎng)電流的大小:
如果逆變器向電網(wǎng)有輸送電能，即逆變器流向電網(wǎng)的電流大于允許的最大電流B，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值加上固定調(diào)節(jié)量C，以使得逆變器流向電網(wǎng)的電流下降至電網(wǎng)允許的最大電流B，
如果電網(wǎng)有輸出電能，即電網(wǎng)流出的電流大于允許的最大電流E，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:浮充電壓點D，以使當(dāng)母線電壓低于浮充電壓點時，電網(wǎng)可以輸出電能以補充母線電能不足部分，而當(dāng)母線電壓高于浮充電壓點D時，增大逆變器的輸出電能從而使母線儲能減小，最使母線電壓達到浮充電壓值，即實現(xiàn)母線優(yōu)先儲能。
[0025]如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于防逆流供電優(yōu)先模式，即只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許向電網(wǎng)輸送電能，則先判斷電網(wǎng)電流的大小:
如果逆變器向電網(wǎng)有輸送電能，即逆變器流向電網(wǎng)的電流大于允許的最大電流B，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值加上固定調(diào)節(jié)量C，以使得逆變器流向電網(wǎng)的電流不超過允許的最大電流B，
如果電網(wǎng)有輸出電能，即電網(wǎng)流出的電流大于允許的最大電流E，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值減去固定調(diào)節(jié)量C，以使得電網(wǎng)流出的電流不超過允許的最大電流E。
[0026]如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于正常儲能模式，即優(yōu)先對母線儲能，允許電網(wǎng)經(jīng)逆變器向電池充電，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:浮充電壓點D。
[0027]無論何種工作模式，都需對母線電壓PID控制環(huán)的輸出量取負(fù)后進行限幅，使得當(dāng)逆變器輸出電能時母線電壓PID控制環(huán)的最大輸出量為逆變器額定輸出電流，當(dāng)電網(wǎng)向逆變器輸送電能時母線電壓PID控制環(huán)的最大輸出量為額定充電電流，即電網(wǎng)流向逆變器的最大電流。
[0028]本實施例應(yīng)用于大功率并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)框圖見附圖2，電池直接掛母線，母線浮充時的穩(wěn)態(tài)電壓為405V，低壓保護點為320V。
[0029]其原理如下，如圖1所示:
⑴優(yōu)先發(fā)電模式
在此模式下，逆變器滿功率輸送電能，即逆變器向電網(wǎng)的發(fā)電量等于額定功率減去負(fù)載功率，故允許光伏電池和儲能電池向逆變器部分供應(yīng)所需的額定功率，這時的母線電壓是不穩(wěn)定的。令母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為低壓保護點320V，其目的是讓電網(wǎng)可以從逆變器獲取電量的最大限度是使得母線電壓達到低壓保護點320V為止。
[0030]其原理是:令母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為低壓保護點320V，即允許電池放電，當(dāng)逆變輸出功率未達到額定功率時，可減小電池儲能，即可從母線抽取電能，從而使光伏電池及儲能電池向逆變器輸送的能量增大，最終使逆變器的輸出功率為額定功率。即當(dāng)母線采樣電壓U大于給定值320V時，根據(jù)PID控制環(huán)的最終目的是:被控量跟隨給定值，則經(jīng)母線電壓PID控制環(huán)后，必將使得母線電壓減小，即電池放電，經(jīng)逆變電流PID控制環(huán)后必將使逆變電流增大直至最大限幅值。
[0031]具體實現(xiàn):因當(dāng)前的母線電壓U —定大于低壓保護點A，即母線有能量可供使用，則經(jīng)過母線電壓PID控制環(huán)，母線電壓PID控制環(huán)的輸出量(即調(diào)節(jié)量)就減小，如果規(guī)定逆變器流向電網(wǎng)的電流為正，電網(wǎng)流入逆變器的電流為負(fù)，因此需使逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值增大(最終為正值)，而如上所述，母線電壓PID控制環(huán)的輸出量減小了，但實際需要電流PID環(huán)的輸入給定量增大，因此需對母線電壓PID控制環(huán)的輸出量作取負(fù)處理，SP逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值與母線電壓PID控制環(huán)的輸出量相加為O (以下類似不再復(fù)述)，則再經(jīng)過逆變電流PID控制環(huán)，使在負(fù)載不變的情況下，逆變器輸出電量增大，即最終逆變器輸出的電流為額定輸出電流。
[0032]⑵防逆流儲能優(yōu)先模式
在此模式下，允許逆變器反向整流但不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，即允許電網(wǎng)對電池充電或?qū)ω?fù)載供電，但不允許逆變器向電網(wǎng)發(fā)電。因此允許電網(wǎng)流向逆變器的最大電流為額定電池充電電流(即不允許對電池充電的電流過大)，但不允許逆變器流向電網(wǎng)的電流大于
0.5A (即原則上不允許逆變器有電流流向電網(wǎng)，但逆變器有不大于0.5A的電流流向電網(wǎng)也是可接受的范圍內(nèi))。
[0033]當(dāng)電網(wǎng)流向逆變器的電流大于0.5A時(即B=0.5A)，說明此時光伏電池的電能小于負(fù)載及蓄能電池充電所需的電能之和，此時允許電網(wǎng)輸送電能。具體實現(xiàn):將母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值設(shè)為浮充電壓點405V (即D=405V)，即逆變器可從電網(wǎng)獲取電量為電池充電直到電池處于浮充狀態(tài)。當(dāng)母線采樣電壓U小于405V時，則母線電壓PID控制環(huán)的輸出量增大，取負(fù)后輸出量減小，即逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值減小，則經(jīng)過逆變電流PID控制環(huán)后的逆變器輸出電能減小，母線儲能增大，即母線電壓上升；當(dāng)母線采樣電壓U大于405V時，則母線電壓PID控制環(huán)的輸出量減小，取負(fù)后輸出量增大，即逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值增大，則經(jīng)過逆變電流PID控制環(huán)后的逆變器輸出電能增大，母線儲能減小，即母線電壓下降。則最終使母線電壓達到浮充電壓點405V ;
而當(dāng)逆變器流向電網(wǎng)的電流大于0.5A(即E=0.5A)時，則需減小逆變器的輸出功率，相應(yīng)前級的母線輸送功率要減小，即要增加母線儲能。具體實現(xiàn):通過設(shè)置母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值加上5V (即C=5V)，那么母線電壓PID控制環(huán)的輸出量將會增大，取負(fù)后即逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值減小，使得逆變電流PID控制環(huán)的輸出量減小，直至逆變器的輸出功率等于負(fù)載功率，最終使逆變器流向電網(wǎng)的電流約為O。
[0034]⑶防逆流供電優(yōu)先模式
在此模式下，既不允許逆變器反向整流又不允許逆變器向電網(wǎng)發(fā)電，需控制逆變器流向電網(wǎng)的電流為O (可接受逆變器流向電網(wǎng)的電流最大為0.5A)，同時電網(wǎng)流向逆變器的電流也為O (可接受電網(wǎng)流向逆變器的電流最大為0.5A)?？赏ㄟ^設(shè)置母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值增大或減小5V以實現(xiàn)此目的:
當(dāng)逆變器流向電網(wǎng)的電流大于0.5A時，則需減小逆變器的輸出功率，相應(yīng)前級的母線輸送功率要減小，即要增大母線儲能。則通過設(shè)置母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值加上5V (即C=5V)，使母線電壓PID控制環(huán)的輸出量增大，取負(fù)后使逆變電流PID控制環(huán)的給定值減小，再經(jīng)過逆變電流PID控制環(huán)，使逆變器輸出功率減小，直至輸出功率等于負(fù)載功率，最終使逆變器流向電網(wǎng)的電流約為O ;
當(dāng)電網(wǎng)流向逆變器的電流大于0.5A時，則通過設(shè)置母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值減去5V (即C=5V)，即減小母線電壓PID控制環(huán)的輸出量，取負(fù)后使逆變電流PID控制環(huán)的給定值增大，再經(jīng)過逆變電流PID控制環(huán)，使逆變器輸出功率增大，直至輸出功率等于負(fù)載功率，最終使電網(wǎng)流向逆變器的電流約為O。
[0035]⑷正常儲能模式
在此模式下，需使母線電壓恒定。因此可設(shè)置母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值等于浮充電壓點405V，逆變器可能向電網(wǎng)發(fā)電也可能使電網(wǎng)通過逆變器對電池充電。
[0036]圖2中，Vd-grid和Vq-grid為電網(wǎng)電壓前饋量。
[0037]綜上，本發(fā)明的控制策略是:增大母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值，使母線電壓PID控制環(huán)后的輸出量增大，取負(fù)后使逆變電流PID控制環(huán)的輸入量減小，從而使逆變器輸出功率減小，即使母線儲能增大，最終使母線電壓增大至給定值；反之，減小母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值，使母線電壓PID控制環(huán)后的輸出量減小，取負(fù)后使逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值增大，從而使逆變器輸出功率增大，即使母線儲能減小，最終使母線電壓減小至給定電壓。
[0038]現(xiàn)有技術(shù)對不同模式的控制是分別調(diào)用不同的軟件模塊，不同模式時對獨立的兩個PID控制環(huán)的使用情況不同(即不同模式下內(nèi)環(huán)和外環(huán)擇一使用或者一起使用的情況都有)，因此，切換模式時，需要重新調(diào)用軟件模塊和進行接口數(shù)據(jù)處理，即使得模式間的切換不夠平滑、易造成控制失效，同時控制比較復(fù)雜，本實施例因為將母線電壓PID控制環(huán)作為外環(huán)，將逆變電流PID控制環(huán)作為內(nèi)環(huán)，即母線電壓PID控制環(huán)的輸出量決定逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值，通過改變母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值即可實現(xiàn)不同工作模式的切換，所以本實施例是不同模式均使用同一個軟件模塊，即使用同一個雙PID控制環(huán)(SP不同模式下內(nèi)環(huán)和外環(huán)一起使用)。只需要改變母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值就可實現(xiàn)了不同模式之間的切換，因此，模式間的切換平滑，控制比較簡單，工作穩(wěn)定，不會造成控制失效。
[0039]本實施例通過對面板進行選擇設(shè)定，面板控制芯片把此設(shè)定通過串口通訊發(fā)送給控制芯片，使得并網(wǎng)逆變器可以隨時在四種工作模式下進行平滑切換，并且穩(wěn)定工作于各種模式。
[0040]本文給出的方法，其中的全部或部分步驟可以通過建立功能模塊構(gòu)架，由計算機程序指令控制實現(xiàn)。
[0041]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，所述光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法包括母線電壓PID控制環(huán)和逆變電流PID控制環(huán)，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量決定光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求，其特征在于:本控制方法將母線電壓PID控制環(huán)作為外環(huán)，將逆變電流PID控制環(huán)作為內(nèi)環(huán)，即母線電壓PID控制環(huán)的輸出量決定逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值，通過改變母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值即可實現(xiàn)不同工作模式的切換。2.如權(quán)利要求1所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，其特征在于:將母線電壓PID控制環(huán)的輸出量取負(fù)后作為逆變電流PID控制環(huán)的輸入給定值，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量加上電網(wǎng)電壓前饋量共同實現(xiàn)光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求。3.如權(quán)利要求1所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，其特征在于:所述工作模式包括: 優(yōu)先發(fā)電模式:所述優(yōu)先發(fā)電模式即逆變器輸出的功率為額定輸出功率； 防逆流儲能優(yōu)先模式:所述防逆流儲能優(yōu)先模式即母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，即允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能； 防逆流供電優(yōu)先模式:所述防逆流供電優(yōu)先模式即只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許向電網(wǎng)輸送電能； 正常儲能模式:所述正常儲能模式即優(yōu)先對母線儲能，允許電網(wǎng)經(jīng)逆變器向電池充電。4.如權(quán)利要求3所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，其特征在于:如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于優(yōu)先發(fā)電模式，即逆變器以額定功率輸出，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值為:母線低壓保護點A。5.如權(quán)利要求3所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，其特征在于:如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于防逆流儲能優(yōu)先模式，即母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能，則先判斷電網(wǎng)電流的大小: 如果逆變器向電網(wǎng)有輸送電能，即逆變器流向電網(wǎng)的電流大于允許的最大電流B，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值加上固定調(diào)節(jié)量C，以使得逆變器流向電網(wǎng)的電流下降至電網(wǎng)允許的最大電流B， 如果電網(wǎng)有輸出電能，即電網(wǎng)流出的電流大于允許的最大電流E，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:浮充電壓點D，以使母線電壓達到浮充電壓值，即實現(xiàn)母線優(yōu)先儲會K。6.如權(quán)利要求3所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，其特征在于:如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于防逆流供電優(yōu)先模式，即只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許輸送電能，則先判斷電網(wǎng)電流的大小: 如果逆變器向電網(wǎng)有輸送電能，即逆變器流向電網(wǎng)的電流大于允許的最大電流B，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:當(dāng)前母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值加上固定調(diào)節(jié)量C，以使得逆變器流向電網(wǎng)的電流不超過允許的最大電流B， 如果電網(wǎng)有輸出電能，即電網(wǎng)流出的電流大于允許的最大電流E，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值減去固定調(diào)節(jié)量C，以使得電網(wǎng)流出的電流不超過允許的最大電流E。7.如權(quán)利要求3所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，其特征在于:如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于正常儲能模式，即優(yōu)先對母線儲能，允許電網(wǎng)經(jīng)逆變器向電池充電，則母線電壓PID控制環(huán)的輸入給定值更新為:浮充電壓點D。8.如權(quán)利要求3所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制方法，其特征在于:無論何種工作模式，都需對母線電壓PID控制環(huán)的輸出量取負(fù)后進行限幅，使得當(dāng)逆變器輸出電能時母線電壓PID控制環(huán)的最大輸出量為逆變器額定輸出電流，當(dāng)電網(wǎng)向逆變器輸送電能時母線電壓PID控制環(huán)的最大輸出量為額定充電電流，即電網(wǎng)流向逆變器的最大電流。9.一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制裝置，所述光伏并網(wǎng)逆變器的控制裝置包括母線電壓PID控制裝置和逆變電流PID控制裝置，母線電壓PID控制裝置的輸出量決定逆變電流PID控制裝置的輸入給定值，逆變電流PID控制裝置的輸出量決定光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求，本控制裝置特征在于:包括通過改變母線電壓PID控制裝置的輸入給定值以實現(xiàn)對不同工作模式的切換的模式切換控制裝置。10.如權(quán)利要求9所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制裝置，其特征在于:還包括處理裝置:用于將母線電壓PID控制裝置的輸出量取負(fù)后作為逆變電流PID控制裝置的輸入給定值，逆變電流PID控制環(huán)的輸出量加上電網(wǎng)電壓前饋量共同實現(xiàn)光伏并網(wǎng)逆變器在各種工作模式下的輸出需求。11.如權(quán)利要求9所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制裝置，其特征在于:所述工作模式包括: 優(yōu)先發(fā)電模式:所述優(yōu)先發(fā)電模式即逆變器輸出的功率為額定輸出功率； 防逆流儲能優(yōu)先模式:所述防逆流儲能優(yōu)先模式即母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，即允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能； 防逆流供電優(yōu)先模式:所述防逆流供電優(yōu)先模式即只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許向電網(wǎng)輸送電能； 正常儲能模式:所述正常儲能模式即優(yōu)先對母線儲能，允許電網(wǎng)經(jīng)逆變器向電池充電。12.如權(quán)利要求11所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制裝置，其特征在于:還包括第一指令調(diào)用裝置:如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于優(yōu)先發(fā)電模式，即逆變器滿功率向電網(wǎng)發(fā)電，則第一指令調(diào)用裝置設(shè)置母線電壓PID控制裝置的輸入給定值為:低壓保護點A013.如權(quán)利要求11所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制裝置，其特征在于:還包括第二指令調(diào)用裝置:如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于防逆流儲能優(yōu)先模式，即母線儲能優(yōu)先且不允許逆變器向電網(wǎng)饋電，允許電網(wǎng)輸出電能但不允許向電網(wǎng)輸送電能，則第二指令調(diào)用裝置先判斷電網(wǎng)電流的大小: 如果逆變器向電網(wǎng)有輸送電能，即逆變器流向電網(wǎng)的電流大于允許的最大電流B，則第二指令調(diào)用裝置設(shè)置母線電壓PID控制裝置的輸入給定值為:母線電壓PID控制裝置的輸入給定值加上固定調(diào)節(jié)量C，以使得逆變器流向電網(wǎng)的電流下降至允許的最大電流B， 如果電網(wǎng)有輸出電能，即電網(wǎng)流向逆變器的電流大于允許的最大電流E，則第二給定調(diào)用裝置設(shè)置母線電壓PID控制裝置的輸入給定值為:浮充電壓點D，以使母線電壓達到浮充電壓值，即實現(xiàn)母線優(yōu)先儲能。14.如權(quán)利要求11所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制裝置，其特征在于:還包括第三指令調(diào)用裝置:如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于防逆流供電優(yōu)先模式，即只由母線對負(fù)載供電，既不允許電網(wǎng)輸出電能又不允許輸送電能，則第三給定調(diào)用裝置先判斷電網(wǎng)電流的大小: 如果逆變器向電網(wǎng)有輸送電能，即逆變器流向電網(wǎng)的電流大于允許的最大電流B，則第三指令調(diào)用裝置設(shè)置母線電壓PID控制裝置的輸入給定值為:母線電壓PID控制裝置的輸入給定值加上固定調(diào)節(jié)量C，以使得逆變器流向電網(wǎng)的電流不超過允許的最大電流B， 如果電網(wǎng)有輸出電能，即電網(wǎng)流向逆變器的電流大于允許的最大電流E，則第三指令調(diào)用裝置設(shè)置母線電壓PID控制裝置的輸入給定值為:母線電壓PID控制裝置的輸入給定值減去固定調(diào)節(jié)量C，以使得電網(wǎng)流出的電流不超過允許的最大電流E。15.如權(quán)利要求11所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制裝置，其特征在于:還包括第四指令調(diào)用裝置:如果光伏并網(wǎng)逆變器需工作于儲能模式，即優(yōu)先對母線儲能，允許電網(wǎng)經(jīng)逆變器向電池充電，則第四指令調(diào)用裝置設(shè)置母線電壓PID控制裝置的輸入給定值為:浮充電壓點D。16.如權(quán)利要求11所述的一種光伏并網(wǎng)逆變器的模式切換的控制裝置，其特征在于:無論何種工作模式，都需對母線電壓PID控制裝置的輸出量進行限幅，使得當(dāng)逆變器輸出電能時母線電壓PID控制裝置的最大輸出量為逆變器額定輸出電流，當(dāng)電網(wǎng)向逆變器輸送電能時母線電壓PID控制裝置的最大輸出量為額定充電電流，即電網(wǎng)流向逆變器的最大電流。
【文檔編號】H02J3/38GK105990849SQ201510066087
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月9日
【發(fā)明人】王美力, 謝締, 李曉峰, 于瑋
【申請人】廣東易事特電源股份有限公司