太阳能光伏并网群微逆变器及直流-交流逆变的方法

摘要

本发明提供一种太阳能光伏并网群微逆变器，包括：多个独立转换电路；一个共享电路，分别与多个独立转换电路相连接；共享电路包括基准电流死区控制模块，用于将多个独立转换电路的各基准电流的死区对准。本发明还提供两种太阳能光伏并网直流-交流逆变的方法。本发明将多个独立转换电路共享一个共享电路，削减了整个微逆变器电路中共享电路的数量，降低了太阳能光伏并网发电系统的生产成本、便于安装维护又增加了可靠性，还提高了直流-交流的转换效率。另外，本发明的直流-交流逆变的方法能将多个独立转换电路的基准电流的死区时间对准，使其各基准电流的相位相同，由此可以产生与电网电流相匹配的输出。

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏科技领域，具体来说，涉及一种太阳能光伏并网群微逆变器及直流-交流逆变的方法。

背景技术

在太阳能光伏科技领域中，通常需要使用太阳能光伏并网微逆变器将太阳能电池的每一个光伏组件获得的直流电力转换成可并网输出的交流电力，并且对每一个光伏组件进行电力输出的优化，例如最大功率点跟踪等。

图1为现有技术的太阳能光伏并网单微逆变器的结构框图。如图所示，单微逆变器100一般由直流升压电路101和交流转换电路103构成，其中直流升压电路101用于将直流输入电压升高，交流转换电路103用于将升高的直流输入电压转换成交流输出电压，以待并网输出。直流升压电路101可以包括直流-直流转换电路105、直流控制电路107和直流检测电路109。交流转换电路103可以包括交流电路1011、数据处理器1013、通信电路1015和并网电路1017。其中，交流电路1011还可以包括直流-交流转换电路1019、交流控制电路1021和交流检测电路1023。

由于现有的单微逆变器一般是一个直流升压电路对应一个交流转换电路，这样整个太阳能光伏并网发电系统就需要数量众多的单微逆变器，使得整个系统成本十分高昂且安装不便。另外，由于现有的单微逆变器中一个直流升压电路对应一个交流转换电路，但直流升压电路只占整个微逆变器电路的一小部分，而交流转换电路却占据整个微逆变器电路的较大部分，使得整个太阳能光伏并网发电系统在各单微逆变器的交流转换电路上损耗的能量较多，降低了整个太阳能光伏并网发电系统的直流-交流的转换效率。

另外，对于一个并网微逆变器，为了产生与电网电流匹配的输出，通常检测微逆变器的直流输入和交流输出，通过计算产生基准电流，再将基准电流提供给直流控制电路，从而产生与电网电流匹配的输出。为了使直流至交流的转换电路正常工作，基准电流有一段死区，没有电流。对于有多个直流升压电路的群微逆变器，多路合并后的死区是多路死区的交集。当多路的死区时间失配时，其合并后的死区会小于各路的死区，影响直流至交流的转换电路的正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能光伏并网群微逆变器及直流-交流逆变的方法，由多个独立转换电路(即直流升压电路)共享一个共享电路(即交流转换电路)，减少整个微逆变器电路中共享电路的数量，降低太阳能光伏并网发电系统的成本、便于安装维护又增加了可靠性，还提高直流-交流的整体转换效率，产生的交流输出电流能与电网电流相匹配。

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能光伏并网群微逆变器，包括：

多个独立转换电路，用于将直流输入电压升高；

一个共享电路，分别与所述多个独立转换电路相连接，用于将所述升高的直流输入电压转换成交流输出电压，以待并网输出；

所述共享电路包括基准电流死区控制模块，用于将所述多个独立转换电路的各基准电流的死区对准。

可选地，所述独立转换电路包括：

直流-直流转换电路，与直流输入源相连接；

直流控制电路，分别与所述直流-直流转换电路和所述基准电流死区控制模块相连接；以及

直流检测电路，分别与所述直流-直流转换电路和所述基准电流死区控制模块相连接。

可选地，所述共享电路还包括：

直流-交流转换电路，分别与所述多个独立转换电路的各直流-直流转换电路相连接；

交流控制电路，分别与所述直流-交流转换电路和所述基准电流死区控制模块相连接；

交流检测电路，分别与所述直流-交流转换电路和所述基准电流死区控制模块相连接；

并网电路，分别与所述直流-交流转换电路和电网相连接；以及

通信电路，分别与所述基准电流死区控制模块和所述直流-交流转换电路相连接。

可选地，所述独立转换电路的数目为2～8个。

本发明还提供一种利用上述的太阳能光伏并网群微逆变器进行直流-交流逆变的方法，包括步骤：

将多个独立转换电路的直流输入电流转换为交流输出电流；

分别检测所述多个独立转换电路的直流输入电流和交流输出电流，计算出各独立转换电路的基准电流及其死区时间；

根据所述各基准电流及其死区时间计算出所述各死区时间之间的偏差；

调整所述各基准电流的计算参数，消除所述多个独立转换电路的基准电流的死区时间之间的偏差；

将所述多个独立转换电路的交流输出电流合并后向电网输出。

本发明还提供一种利用上述的太阳能光伏并网群微逆变器进行直流-交流逆变的方法，包括步骤：

将多个独立转换电路的直流输入电流转换为交流输出电流；

向所述多个独立转换电路提供同一基准电流相位；

将所述多个独立转换电路的交流输出电流合并后向电网输出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过将多个独立转换电路共享一个共享电路，形成群微逆变器，其作用相当于多个单微逆变器的作用的总和，但是由于群微逆变器削减了整个微逆变器电路中共享电路的数量，降低了太阳能光伏并网发电系统的生产成本、便于安装维护又增加了可靠性，还提高了直流-交流的整体转换效率。

另外，本发明的太阳能光伏并网直流-交流逆变的方法能将多个独立转换电路的基准电流的死区时间对准，使其各基准电流的相位是相同的，由此群微逆变器可以产生与电网电流相匹配的输出。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为现有技术的太阳能光伏并网单微逆变器的结构框图；

图2为本发明一个实施例的太阳能光伏并网双微逆变器的简单框图；

图3为本发明一个实施例的太阳能光伏并网双微逆变器的结构框图；

图4为本发明一个实施例的太阳能光伏并网直流-交流逆变的方法流程图；

图5为本发明一个实施例的对齐太阳能光伏并网群微逆变器的两个独立转换电路的基准电流死区的信号示意图；

图6为本发明另一个实施例的太阳能光伏并网直流-交流逆变的方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

图2为本发明一个实施例的太阳能光伏并网双微逆变器的简单框图。如图所示，该双微逆变器200可以包括：

两个独立转换电路206，用于将直流输入电压202升高；

一个共享电路208，分别与两个独立转换电路206相连接，用于将升高的直流输入电压202转换成交流输出电压204，以待并网输出；

其中，共享电路208可以包括基准电流死区控制模块(未图示)，用于将两个独立转换电路206的各基准电流的死区对准。

图3为本发明一个实施例的太阳能光伏并网双微逆变器的结构框图。如图所示，该双微逆变器200中的独立转换电路206可以包括：

直流-直流转换电路205、205’，与直流输入源相连接；

直流控制电路207、207’，分别与直流-直流转换电路205、205’和基准电流死区控制模块2013相连接；以及

直流检测电路209、209’，分别与直流-直流转换电路205、205’和基准电流死区控制模块2013相连接。

该双微逆变器200中的共享电路208可以包括：

基准电流死区控制模块2013，用于将两个独立转换电路206的基准电流的死区对准；

直流-交流转换电路2019，分别与两个独立转换电路206的直流-直流转换电路205、205’相连接；

交流控制电路2021，分别与直流-交流转换电路2019和基准电流死区控制模块2013相连接；

交流检测电路2023，分别与直流-交流转换电路2019和基准电流死区控制模块2013相连接；

并网电路2017，分别与直流-交流转换电路2019和电网相连接；以及

通信电路2015，分别与基准电流死区控制模块2013和直流-交流转换电路2019相连接。

其中，共享电路208中的直流-交流转换电路2019、交流控制电路2021和交流检测电路2023可以一起构成交流电路2011。

在本发明中，独立转换电路的数目可以为2～8个。

图4为本发明一个实施例的太阳能光伏并网直流-交流逆变的方法流程图。如图所示，该方法可以包括：

执行步骤S401，将多个独立转换电路的直流输入电流转换为交流输出电流；

执行步骤S402，分别检测多个独立转换电路的直流输入电流和交流输出电流，计算出各独立转换电路的基准电流及其死区时间；

执行步骤S403，根据各基准电流及其死区时间计算出各死区时间之间的偏差；

图5为本发明一个实施例的对齐两个独立转换电路的基准电流死区的信号示意图。如图所示，左侧第一列基准电流B波形右侧的死区时间503相对于基准电流A波形右侧的死区时间501存在第一偏差tf。另外，基准电流B波形左侧的死区时间相对于基准电流A波形左侧的死区时间存在第二偏差tr。由于上述偏差tf、tr的存在，使得由基准电流A和基准电流B相加得到的基准电流C的死区时间同样也会向右存在第一偏差tf、向左存在第二偏差tr，使得基准电流C的死区时间505小于其理论值，为此需要调整基准电流B的死区时间。

执行步骤S404，调整各基准电流的计算参数，消除多个独立转换电路的基准电流的死区时间之间的偏差；

执行步骤S405，将多个独立转换电路的交流输出电流合并后向电网输出。

在图5中，可以通过调整基准电流B的计算参数，将基准电流B波形右侧的相位向左移动第一偏差tf，波形左侧的相位向左移动第二偏差tr，使得基准电流A、基准电流B与由基准电流A和基准电流B相加得到的基准电流C的相位完全对准，消除这两个独立转换电路的基准电流A、B的死区时间之间的偏差，从而产生与电网电流匹配的输出。

在本实施例中，计算出各独立转换电路的基准电流及其死区时间以及各死区时间之间的偏差、调整各基准电流的计算参数，以消除多个独立转换电路的基准电流的死区时间之间的偏差都可以由基准电流死区控制模块来完成。

图6为本发明另一个实施例的太阳能光伏并网直流-交流逆变的方法流程图。如图所示，该方法可以包括：

执行步骤S601，将多个独立转换电路的直流输入电流转换为交流输出电流；

执行步骤S602，向多个独立转换电路提供同一基准电流相位；

执行步骤S603，将多个独立转换电路的交流输出电流合并后向电网输出。

在本实施例中，可以由基准电流死区控制模块产生同一基准电流相位，同时提供给多个独立转换电路以产生各基准电流。这样，这些基准电流的死区就是对齐的。

本发明通过将多个独立转换电路共享一个共享电路，形成群微逆变器，其作用相当于多个单微逆变器的作用的总和，但是由于群微逆变器削减了整个微逆变器电路中共享电路的数量，降低了太阳能光伏并网发电系统的生产成本、便于安装维护又增加了可靠性，还提高了直流-交流的整体转换效率。

另外，本发明的太阳能光伏并网直流-交流逆变的方法能将多个独立转换电路的基准电流的死区时间对准，使其各基准电流的相位是相同的，由此群微逆变器可以产生与电网电流相匹配的输出。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。