《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》是陽光電源股份有限公司於2014年12月11日申請的專利，該專利的申請號為2014107658093，公布號為CN104460818A，授權公布日為2015年3月25日，發明人是耿後來、徐清清、曹金虎、邢軍、李浩源、梅曉東。
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》提供一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統，首先判斷是否需要進行全局掃描；當需要進行全局掃描時，對所述光伏系統中逆變器的母線電壓進行判斷、最大功率點掃描及處理；然後對DC/DC變換器的工作狀態進行處理；再對多路PV輸入進行最大功率點全局掃描；以找到每個PV陣列的最大功率點，當所述最大功率點全局掃描結束後，再實現對所述多路PV輸入逆變器的正常MPPT掃描，解決了2014年12月之前技術缺少對多路PV輸入的逆變器進行全局掃描的問題，提高了發電量，降低系統控制邏輯。
2018年12月20日，《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統
- 公布號：CN104460818A
- 授權日：2015年3月25日
- 申請號：2014107658093
- 申請日：2014年12月11日
- 申請人：陽光電源股份有限公司
- 地址：安徽省合肥市高新區習友路1699號
- 發明人：耿後來、徐清清、曹金虎、邢軍、李浩源、梅曉東
- Int.Cl.：G05F1/67(2006.01)I
- 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 代理人：王寶筠
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在光伏發電系統中，為了解決由於塵土、遮擋、老化等原因導致的各個光伏模組功率不匹配的問題，通常為每個光伏組串都增加MPPT（max power point tracking，最大功率點）掃描，以確保每個光伏組串工作於最大功率點，保證電池板的輸出功率最大，提高系統整體效率。
同時為了保證系統能夠在光照不足的情況下發電，2014年12月之前技術通常採用圖1所示的逆變器101，逆變器101中包括多路PV陣列輸入（PV1至PVN），多路DC/DC變換器111、DC/AC變換器112、濾波模組113，每個DC/DC變換器111分別與一路PV陣列相連，而每路PV陣列由多個光伏組串並聯，每個組串受到遮擋，老化不同，因此可能存在多個最大功率點，因此需要尋找多路PV輸入逆變器的每一路PV陣列的最大功率點，故需要增加全局掃描，即對逆變器的每路PV陣列進行全工作電壓範圍掃描，找出最大功率點。
發明內容
專利目的
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》提供了一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統，以解決2014年12月之前技術缺少對多路PV輸入的逆變器進行全局掃描的問題。
技術方案
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》實施例提供的技術方案如下：
一種最大功率點全局掃描方法，套用於光伏系統中多路PV輸入的逆變器，所述逆變器中包括分別與所述多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器和控制器；所述最大功率點全局掃描方法包括：所述控制器判斷是否需要進行全局掃描；當需要進行全局掃描時，所述控制器對所述逆變器的母線電壓進行處理；所述控制器對所述DC/DC變換器的工作狀態進行處理；所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描。
優選的，所述控制器對所述逆變器的母線電壓進行處理的步驟包括：所述控制器判斷所述逆變器的母線電壓是否大於預設值；當所述逆變器的母線電壓大於預設值時，所述控制器進行最大功率點掃描，直至所述逆變器的母線電壓小於等於所述預設值；當所述逆變器的母線電壓小於等於所述預設值時，所述控制器設定所述母線電壓等於所述預設值。
優選的，所述控制器對所述DC/DC變換器的工作狀態進行處理的步驟為：所述控制器控制所述逆變器中的全部所述DC/DC變換器進入工作狀態。
優選的，所述預設值大於電網電壓峰值。
優選的，所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描的步驟包括：所述控制器分別對所述多路PV輸入中的每一路輸入單獨進行最大功率點全局掃描。
優選的，所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描的步驟包括：所述控制器對所述多路PV輸入中需要進行全局掃描的輸入進行最大功率點全局掃描。
優選的，還包括：對所述多路PV輸入進行的最大功率點全局掃描結束後，所述控制器對所述多路PV輸入同時進行最大功率點掃描。
優選的，還包括：對所述多路PV輸入中的每一路PV輸入進行的最大功率點全局掃描結束後，所述控制器對該路PV輸入進行最大功率點掃描。
一種逆變器，所述逆變器中包括分別與多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器和控制器；所述控制器採用上述任一所述的最大功率點全局掃描方法進行全局掃描。
一種光伏系統，所述光伏系統中的逆變器包括分別與多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器和控制器；所述控制器採用上述任一所述的最大功率點全局掃描方法進行全局掃描。
改善效果
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》提供一種最大功率點全局掃描方法，首先判斷是否需要進行全局掃描；當需要進行全局掃描時，對所述逆變器的母線電壓進行判斷、最大功率點掃描及處理；然後對DC/DC變換器的工作狀態進行處理；再對多路PV輸入進行最大功率點全局掃描；以找到每個PV陣列的最大功率點，當所述最大功率點全局掃描結束後，再實現對所述多路PV輸入的正常MPPT掃描，解決了2014年12月之前技術缺少對多路PV輸入的逆變器進行全局掃描的問題，提高了發電量，降低系統控制邏輯。
附圖說明
圖1為《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》實施例提供的一種光伏發電系統示意圖；
圖2為《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》另一實施例提供的一種光伏發電系統示意圖；
圖3為《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》另一實施例提供的一種最大功率點全局掃描方法流程圖；
圖4為《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》另一實施例提供的一種最大功率點全局掃描方法流程圖。
技術領域
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》涉及光伏逆變技術領域，尤其涉及一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統。
權利要求
1.一種最大功率點全局掃描方法，其特徵在於，套用於光伏系統中多路PV輸入的逆變器，所述逆變器中包括分別與所述多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器和控制器；所述最大功率點全局掃描方法包括：所述控制器判斷是否需要進行全局掃描；當需要進行全局掃描時，所述控制器對所述逆變器的母線電壓進行處理；所述控制器對所述DC/DC變換器的工作狀態進行處理；所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描；所述控制器對所述逆變器的母線電壓進行處理的步驟包括：所述控制器判斷所述逆變器的母線電壓是否大於預設值；當所述逆變器的母線電壓大於預設值時，所述控制器進行最大功率點掃描，直至所述逆變器的母線電壓小於等於所述預設值；當所述逆變器的母線電壓小於等於所述預設值時，所述控制器設定所述母線電壓等於所述預設值。
2.根據權利要求1所述的最大功率點全局掃描方法，其特徵在於，所述控制器對所述DC/DC變換器的工作狀態進行處理的步驟為：所述控制器控制所述逆變器中的全部所述DC/DC變換器進入工作狀態。
3.根據權利要求1所述的最大功率點全局掃描方法，其特徵在於，所述預設值大於電網電壓峰值。
4.根據權利要求1所述的最大功率點全局掃描方法，其特徵在於，所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描的步驟包括：所述控制器分別對所述多路PV輸入中的每一路輸入單獨進行最大功率點全局掃描。
5.根據權利要求1所述的最大功率點全局掃描方法，其特徵在於，所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描的步驟包括：所述控制器對所述多路PV輸入中需要進行全局掃描的輸入進行最大功率點全局掃描。
6.根據權利要求1所述的最大功率點全局掃描方法，其特徵在於，還包括：對所述多路PV輸入進行的最大功率點全局掃描結束後，所述控制器對所述多路PV輸入同時進行最大功率點掃描。
7.根據權利要求1所述的最大功率點全局掃描方法，其特徵在於，在所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描的同時還包括：對所述多路PV輸入中的一路PV輸入進行的最大功率點全局掃描結束後，所述控制器對該路PV輸入進行最大功率點掃描。
8.一種逆變器，其特徵在於，所述逆變器中包括分別與多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器和控制器；所述控制器採用權利要求1至7任一所述的最大功率點全局掃描方法進行全局掃描。
9.一種光伏系統，其特徵在於，所述光伏系統中的逆變器包括分別與多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器和控制器；所述控制器採用權利要求1至7任一所述的最大功率點全局掃描方法進行全局掃描。
實施方式
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》提供了一種最大功率點全局掃描方法，以解決2014年12月之前技術缺少對所述多路PV輸入進行全局掃描的問題。
具體的，如圖2所示，所述最大功率點全局掃描方法套用於光伏系統中多路PV輸入（PV1至PVN）的逆變器101，逆變器101中包括分別與所述多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器111、DC/AC變換器112、濾波模組113及控制器114；控制器114分別與所述多路PV輸入及多路DC/DC變換器111相連；所述最大功率點全局掃描方法如圖3所示，包括：
S101、控制器判斷是否需要進行全局掃描；
當接收到全局掃描指令後，則判斷此時需要進行全局掃描；所述全局掃描指令可以為自我判斷或隨機或者定時產生的指令，具體可以使其套用環境而定，此處不做限定。
S102、當需要進行全局掃描時，所述控制器對所述逆變器的母線電壓Vbus進行處理；
當圖2中的多路PV輸入PV1至PVN中存在電壓過高的情況時，則相應的DC/DC變換器111不需工作，從而導致MPPT掃描與全局掃描需要來回切換，導致邏輯複雜。此時需要先對所述逆變器101的母線電壓Vbus進行判斷、最大功率點掃描及處理，為步驟S103做準備工作。
S103、所述控制器對所述DC/DC變換器的工作狀態進行處理；
圖2中的DC/DC變換器111可能處於的工作狀態包括：當DC/DC變換器111為升壓變換器時，其工作狀態為升壓狀態，當DC/DC變換器111為降壓變換器時，其工作狀態為降壓狀態，當系統不需要升壓也不需要降壓時，DC/DC變換器111可以不進入工作狀態，即不工作。
控制器114對每路DC/DC變換器111的工作狀態進行處理，可以避免因DC/DC變換器111在不同的工作狀態間來回切換，從而避免複雜的邏輯判斷。
S104、所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描。
對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描，以找到每個DC/DC變換器的最大功率點，當所述最大功率點全局掃描結束後，再實現對所述多路PV輸入的正常MPPT掃描，解決了2014年12月之前技術缺少對所述多路PV輸入的逆變器進行全局掃描的問題，同時提高了發電量，降低系統控制邏輯複雜度。
優選的，如圖4所示，所述最大功率點全局掃描方法包括：
S101、所述控制器判斷是否需要進行全局掃描；
S1021、當需要進行全局掃描時，所述控制器判斷所述逆變器的母線電壓Vbus是否大於預設值；
優選的，所述預設值大於電網電壓峰值。
S1022、當所述逆變器的母線電壓Vbus大於預設值時，所述控制器進行最大功率點掃描，直至所述逆變器的母線電壓Vbus小於等於所述預設值；
當所述逆變器的母線電壓Vbus大於預設值時，不進行S103步驟，而是對所述逆變器的母線電壓Vbus進行最大功率點掃描，直至所述逆變器的母線電壓Vbus小於等於所述預設值。
S1023、當所述逆變器的母線電壓Vbus小於等於所述預設值時，所述控制器設定所述母線電壓Vbus等於所述預設值。
當所述逆變器的母線電壓Vbus小於等於所述預設值時，所述控制器對所述逆變器的母線電壓Vbus進行強制升壓，設定所述母線電壓Vbus等於所述預設值。
S103、所述控制器對所述DC/DC變換器的工作狀態進行處理；
優選的，所述控制器控制所述逆變器中的全部所述DC/DC變換器進入工作狀態。
當所述光伏系統中逆變器的母線電壓Vbus小於等於所述預設值時，提高所述母線電壓Vbus，強制所有DC/DC變換器進入相應的工作狀態，以減少系統對於掃描狀態的切換。
S104、所述控制器對所述多路PV輸入進行最大功率點全局掃描。
優選的，步驟S104包括：
所述控制器分別對所述多路PV輸入中的每一路輸入單獨進行最大功率點全局掃描。
具體的，當需要進行全局掃描時，可以分別對所述多路PV輸入一路一路的進行最大功率點全局掃描，如首先對PV1進行全局掃描，當PV1掃描結束後對PV2進行掃描，PV2結束後繼續對後續PV輸入進行掃描，直至所有PV掃描完畢。且所述控制器對全部PV輸入進行全局掃描的順序可以任意設定，此處不做具體限定，視其套用環境而定。
或者，步驟S104包括：
所述控制器對所述多路PV輸入中需要進行全局掃描的輸入進行最大功率點全局掃描。
所述控制器也可以分別對所述多路PV輸入中的某一路或某幾路PV輸入進行最大功率點全局掃描，然後對其他路PV輸入進行MPPT掃描。
值得說明的是，當全部所述多路PV輸入進入全局掃描時，則所述控制器讀取所有此時MPPT的電壓及功率信號，保持電壓給定不變，快速進行全局掃描；如單路進行全局掃描時，則僅僅一路MPPT進行全局掃描，其他進行正常的MPPT掃描。
另外，假設有某些路所述DC/DC變換器並聯，則將並聯到一起的等效為一路，再與另外路數看成獨立的輸入。如假設所述逆變器中共有4路所述DC/DC變換器與所述多路PV輸入相連，其中兩路並聯，另外兩路獨立，則將並聯的兩路等效為一路，再對三路獨立進行全局掃描。
優選的，所述最大功率點全局掃描方法還包括：
對所述多路PV輸入進行的最大功率點全局掃描結束後，對所述多路PV輸入同時進行最大功率點掃描。
考慮全局掃描持續時間非常短，當所述最大功率點全局掃描方法完成上述步驟後，使所述多路PV輸入同時進行最大功率點掃描，進而減小功率波動及對電網衝擊。
優選的，所述最大功率點全局掃描方法還包括：
對所述多路PV輸入中的每一路PV輸入進行的最大功率點全局掃描結束後，對該路PV輸入進行最大功率點掃描。
當PVi（1<＝i<N）進行的最大功率點全局掃描結束後，可以立即進行最大功率點掃描，此時將增加一定的發電量，較易出現功率波動及母線波動；考慮全局掃描持續時間非常短，當所述最大功率點全局掃描方法完成上述步驟後，使所述多路PV輸入同時進行最大功率點掃描，進而可以減小功率波動及對電網衝擊；當然也可以混合處理，此處不做具體限定。
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》另一實施例還提供了一種逆變器，所述逆變器中包括分別與多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器和控制器；所述控制器採用上述任一實施例所述的最大功率點全局掃描方法進行全局掃描。
所述最大功率點全局掃描方法的具體步驟與上述實施例相同，此處不再贅述。
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》另一實施例還提供了一種光伏系統，所述光伏系統中的逆變器包括分別與多路PV輸入相連的多路DC/DC變換器和控制器；所述控制器採用上述任一實施例所述的最大功率點全局掃描方法進行全局掃描。
所述最大功率點全局掃描方法的具體步驟與上述實施例相同，此處不再贅述。
《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的裝置而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種最大功率點全局掃描方法、逆變器及光伏系統》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
