ES2677479T3 - Aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversión de energía y método de control del mismo - Google Patents
Aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversión de energía y método de control del mismo Download PDFInfo
- Publication number
- ES2677479T3 ES2677479T3 ES13824155.9T ES13824155T ES2677479T3 ES 2677479 T3 ES2677479 T3 ES 2677479T3 ES 13824155 T ES13824155 T ES 13824155T ES 2677479 T3 ES2677479 T3 ES 2677479T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- value
- module
- reference voltage
- voltage value
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2101/00—Supply or distribution of decentralised, dispersed or local electric power generation
- H02J2101/20—Dispersed power generation using renewable energy sources
- H02J2101/22—Solar energy
- H02J2101/24—Photovoltaics
- H02J2101/25—Photovoltaics involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Un método de control para inversores de doble etapa que comprende una etapa de entrada (10) provista con al menos un canal de entrada (11) conectado a al menos un generador fotovoltaico (12) y que comprende al menos un módulo elevador (16), una etapa de salida (13) que comprende a su vez un módulo inversor (14), un módulo de almacenamiento de energía (17), asociado con dichas etapas de entrada (10) y salida (13) de modo que formen la carga y el suministro, respectivamente, y un módulo de control (15) adaptado para ajustar el funcionamiento de dicho aparato en el modo MPPT ("Maximum Power Point Tracking", o "Seguimiento del punto de potencia máxima"), caracterizado por que dicho método de control comprende las siguientes etapas: a) calcular el valor de tensión de entrada mínimo (Vbrutomín) requerido por dicho módulo inversor (14); b) seleccionar un primer valor de tensión de referencia por dicho módulo inversor (14) (VbrutoRefInversor) de modo que sea mayor que o igual a dicho valor de tensión de entrada mínimo (Vbrutomín); c) para cada uno de dichos al menos un canal de entrada (11), seleccionar el valor de tensión de referencia para dicho módulo elevador (16) (VbrutoRefElevador) de modo que sea mayor que o igual a dicho primer valor de tensión de referencia para dicho módulo inversor (14) (VbrutoRefInversor); d) para cada uno de dichos al menos un canal de entrada (11), calcular el valor de referencia para la tensión de entrada de dicho módulo elevador (16) de acuerdo con el modo MPPT; e) seleccionar el más alto de los valores de referencia (Ventr) para la tensión de entrada de dicho módulo elevador (16) calculado en la etapa precedente; f) calcular un segundo valor de tensión de referencia (VentrTot) para dicho módulo inversor (14) basándose en el valor seleccionado en la etapa precedente, de modo que dicho segundo valor de tensión de referencia (VentrTot) sea mayor que o igual a Ventr; g) si dicho módulo elevador (16) está conectado, comprobar (21) el valor de dicho segundo valor de tensión de referencia (VentrTot) con respecto al valor de dicha tensión de referencia para dicho módulo elevador (16) (VbrutoRefElevador), incrementado por un primer valor de histéresis Δ1 y, si dicho segundo valor de tensión de referencia (VentrTot) es mayor, desconectar (22) dicho módulo elevador (16), en caso contrario dejarlo en funcionamiento (25); h) si dicho módulo elevador (16) está desconectado, comprobar (23) el dicho segundo valor de tensión de referencia (VentrTot) con respecto al valor de dicha tensión de referencia para dicho módulo elevador (16) (VbrutoRefElevador), disminuido por un segundo valor de histéresis Δ2; si dicho segundo valor de tensión de referencia (VentrTot) es más pequeño, conectar (24) dicho módulo elevador (16), en caso contrario dejarlo en el estado desconectado (26).
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversion de energfa y metodo de control del mismo Campo de la invencion
[0001] La presente invencion se refiere a sistemas de conversion de energfa, en particular pero no exclusivamente, la presente invencion se refiere a sistemas de conversion de la energfa generada por sistemas de paneles fotovoltaicos y adaptados para conectarse directamente a la red de distribucion de energfa.
Estado de la tecnica
[0002] En el campo tecnico de la conversion de energfa y, en particular, en el campo tecnico de los sistemas que convierten la energfa generada por sistemas de paneles fotovoltaicos y adaptados para conectarse directamente a la red de distribucion de energfa, son de importancia particular los aparatos inversores de doble etapa adaptados para convertir las tensiones continuas que se originan en los sistemas fotovoltaicos.
[0003] Los aparatos estan adaptados para recibir la tension de CC de entrada que se origina en los generadores fotovoltaicos y para generar una tension alterna de salida con una frecuencia y amplitud compatible con las de la red de distribucion de energfa.
[0004] La estructura de estos aparatos comprende en general una etapa de entrada provista con uno o mas canales de entrada independientes, conectado cada uno a generadores fotovoltaicos separados, y una etapa de salida que a su vez comprende un inversor en puente completo, del tipo monofasico o multifasico, que comprende preferentemente interruptores realizados con dispositivos activos tales como IGBT, MOSFET, etc.
[0005] Dicha etapa de entrada y dicha etapa de salida se conectan por medio de un modulo de almacenamiento de energfa, normalmente indicado con la expresion enlace de CC, que comprende, por ejemplo, una pluralidad de condensadores. Esencialmente dicho modulo de enlace de CC consiste en la salida de la etapa de entrada y la entrada de la etapa de salida del aparato inversor de doble etapa descrito.
[0006] El documento US 8018748 divulga dicho sistema inversor de dos etapas que comprende diversos convertidores elevadores.
[0007] Cuando estan en funcionamiento los aparatos del tipo descrito, es muy importante implementar la denominada funcionalidad MPPT (“Maximum Power Point Tracking”, o “Seguimiento del punto de potencia maxima”).
[0008] Los generadores de paneles fotovoltaicos tienen valores de eficiencia que pueden analizarse de acuerdo con la curva tension/corriente y depende de una relacion compleja y no lineal entre la radiacion solar a la que estan sometidos dichos paneles fotovoltaicos, la temperatura y la resistencia electrica total de dichos paneles. El algoritmo de control que consigue la denominada funcionalidad MPPT perturba y muestrea la salida de las celulas fotovoltaicas y de ahf aplica la carga electrica apropiada a las celulas fotovoltaicas de modo que se obtenga la potencia maxima para cada condicion medioambiental diferente.
[0009] Con el tipo de aparato descrito, la etapa de entrada se provee con un elevador que, cuando se requiere, actua para asegurar que el valor de tension del enlace de CC es mayor que el nivel mfnimo permitido de modo que el inversor de la etapa de salida puede funcionar apropiadamente y conectarse a la red de distribucion de tension en CA.
[0010] Adicionalmente, dicho modulo elevador se programa de modo que ajuste un valor de tension de operacion en la entrada del aparato (es decir en la salida de los paneles fotovoltaicos) de acuerdo con el algoritmo de ajuste MPPT. Por ejemplo, el valor de tension relacionado con el punto de operacion fijado por el algoritmo MPPT (Ventr) se anade a una perturbacion (Vruido) requerida para la operacion del algoritmo MPPt y determina el valor de referencia deseado de la tension de entrada total (VentrTotal = Ventr + Vruido) tal como se describe en las solicitudes internacionales PCT N.° WO2007072517 y WO2010079517 del mismo solicitante que la presente solicitud de patente, a las que se hace referencia para detalles adicionales sobre el calculo de dicha perturbacion Vruido.
[0011] Es evidente que la presencia, dentro del aparato inversor de doble etapa, de dicho modulo elevador da como resultado una disminucion en el rendimiento global cuando dicho modulo elevador esta funcionando. De ese modo es deseable que el modulo elevador se desconecte cada vez que no se requiere la presencia y funcionamiento del mismo, es decir cuando el valor optimo de Ventr (la tension a ser fijada en la entrada) calculada por el algoritmo MPPT es mayor que la tension de funcionamiento minima del enlace de CC requerida para el funcionamiento apropiado de la etapa inversora, y que dicha tension se lleve simplemente de vuelta al enlace de CC por medio de, por ejemplo, un diodo de derivacion especffico 18. Cuando hay varios canales de entrada independientes, simplemente se hace referencia para esta funcionalidad a la mas alta de las tensiones de entrada
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
calculadas por los diversos MPPT asociados, tantos como canales de entrada independientes.
[0012] Esencialmente, el control del aparato debena funcionar como sigue: cuando la tension en la entrada del aparato —mas un valor de histeresis dado— excede dicho valor de tension de funcionamiento optimo fijado por el sistema de control, el elevador se desconecta para posteriormente ser conectado de nuevo cuando la tension total en la entrada del aparato disminuye por debajo de dicho valor de tension de funcionamiento optimo, menos un valor de histeresis dado.
[0013] De ese modo, un objeto de la presente invencion es introducir un aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversion de energfa y un metodo de control del mismo, adaptado para gestionar las operaciones del modulo elevador integrado de modo que se optimice la eficiencia electrica global del sistema. Adicionalmente, el metodo de acuerdo con la presente invencion permite que las operaciones de dicho inversor de doble etapa sean gestionadas cuando hay solamente un canal de entrada, cuando hay multiples canales de entrada llamados a funcionar tanto en paralelo como tambien cuando hay multiples canales de entrada llamados a funcionar independientemente entre sf.
[0014] La presente invencion puede aplicarse mediante la introduccion de los mismos beneficios, tanto cuando hay sistemas monofasicos como cuando hay sistemas multifasicos.
Breve descripcion de las figuras
[0015]
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques del funcionamiento del aparato de acuerdo con la presente invencion. La Fig. 2 muestra un diagrama de flujo de la parte del metodo de acuerdo con la presente invencion, aplicada cuando hay un unico canal de entrada y cuando hay multiples canales de entrada y estan funcionando en paralelo.
La Fig. 3 muestra un diagrama de flujo de una primera parte del metodo de acuerdo con la presente invencion, aplicada cuando hay multiples canales de entrada y estan funcionando independientemente.
La Fig. 4 muestra un diagrama de flujo de una segunda parte del metodo de acuerdo con la presente invencion, aplicada cuando hay multiples canales de entrada y estan funcionando independientemente.
La Fig. 5 muestra un diagrama de flujo de una tercera parte del metodo de acuerdo con la presente invencion, aplicada cuando hay multiples canales de entrada y estan funcionando independientemente.
Sumario de la invencion
[0016] Aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversion de energfa y metodo de control del mismo, adaptado para gestionar las operaciones del modulo elevador integrado de modo que se optimice la eficiencia electrica global del sistema.
[0017] Adicionalmente, el metodo de acuerdo con la presente invencion permite que las operaciones de dicho inversor de doble etapa se gestionen cuando hay solamente un canal de entrada, cuando hay multiples canales de entrada llamados a funcionar todos en paralelo y tambien cuando hay multiples canales de entrada llamados a funcionar independientemente entre sf.
Descripcion detallada de la invencion
[0018] El aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversion de energfa de acuerdo con la presente invencion comprende una etapa de entrada 10 provista con uno o mas canales de entrada 11 independientes, cada uno conectado a generadores fotovoltaicos 12 separados, una etapa de salida 13 que a su vez comprende un modulo inversor 14, preferentemente del tipo de puente completo, del tipo monofasico o multifasico, que comprende preferentemente interruptores realizados con dispositivos activos tales como IGBT, MOSFET, etc. y un modulo de control 15 adaptado para regular el funcionamiento del aparato de acuerdo con los ajustes del usuario y las condiciones de las entradas y de la salida de dicho aparato.
[0019] Dicha etapa de entrada 10 y dicha etapa de salida 13 se conectan por medio de un modulo de almacenamiento de energfa 17, normalmente indicado con la expresion enlace de CC, que comprende, por ejemplo, una pluralidad de condensadores 17. Dicho modulo de enlace de CC 17 forma en esencia la salida de la etapa de entrada 10 y la entrada de la etapa de salida 13 de dicho inversor.
[0020] Dicha etapa de entrada 10 comprende al menos un modulo elevador 16, uno para cada canal de entrada 11 independiente presente, adaptado para asegurar que el valor de tension de dicho modulo de almacenamiento de energfa 17 (enlace de CC) es mayor que el nivel mmimo permitido de modo que el inversor 14 de la etapa de salida 13 pueda funcionar apropiadamente de acuerdo con los requisitos de la red de distribucion de tension de CA con la que se asocia dicho inversor 14. Adicionalmente, dicho al menos un modulo elevador 16 actua de modo que fije un valor de tension de funcionamiento optimo en la entrada del aparato (es decir en la salida de dichos generadores
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
fotovoltaicos 12) de acuerdo con el algoritmo de ajuste MPPT, que esta presente para todos los canales de entrada 11 independientes, implementado en dicho modulo de control 15.
[0021] El metodo de control de acuerdo con la presente invencion permite que dicho modulo de control 15 gestione las operaciones de dicho al menos un modulo elevador 16 de modo que optimice la eficiencia electrica global del sistema, mientras mantiene dicho al menos un modulo elevador 16 funcionando solamente cuando es esencial para el adecuado funcionamiento del aparato.
[0022] En primer lugar, dicho metodo de control proporciona el ajuste de los valores de referencia para los lazos de control de las diversas secciones del aparato de acuerdo con la presente invencion.
[0023] La tension de entrada minima (Vbrutomin) requerida por dicho modulo inversor 14 depende del pico de la red de tension de CA con la que se asocia dicho modulo inversor 14, incrementado por un coeficiente k que considera las perdidas intrinsecas de los dispositivos de conmutacion y de las tecnicas de modulacion usadas y, de acuerdo con ello, se calcula oportunamente. El valor Vbrutomin es un valor de referencia de funcionamiento, ligado a las condiciones de funcionamiento del aparato, y se emplea para calcular y fijar otros valores de referencia que se emplean por el metodo de acuerdo con la presente invencion.
[0024] Comenzando a partir del valor Vbrutomin, se calcula el valor de la tension de referencia para dicho modulo inversor 14, VbrutoRefinversor, ajustandola igual al valor de Vbrutomin incrementado en una cantidad Vdelta1 — 0:
VbrutoRefInversor _ Vbrutomin + Vdelta1 .
[0025] El valor de referencia similar para el modulo elevador 16 (VbrutoRefElevador) se fija en un valor mayor con respecto al valor de tension de referencia similar para dicho modulo inversor 14 (VbrutoRefinversor) de modo que no haya interacciones que se refieran al ajuste de la tension de dicho enlace de CC, entre los lazos de control relacionados.
[0026] VbrutoRefElevador _ VbrutoRefinversor + Vdelta2 _ Vbrutomin + Vdelta1 + Vdelta2, en la que tambien Vdelta2 — °. Entonces el
valor de referencia real se calcula de la tension de entrada total para dicho modulo inversor 14 entrTotal = Ventr + Vruido en la que Ventr es el valor de referencia de tension de entrada con el mayor valor de todos los valores de referencia de tension de entrada calculados por los diversos algoritmos MPPT relacionados con los diversos canales de entrada presentes y en funcionamiento, y en el que Vruido, como se ha mencionado, representa una perturbacion de funcionamiento fijada dentro de dicho algoritmo MPPT requerida para el funcionamiento del mismo, de acuerdo con lo que se ha descrito, por ejemplo, en las solicitudes internacionales PCT N.° WO2007072517 y WO2010079517, del mismo solicitante que la presente solicitud de patente.
[0027] En esencia, durante el funcionamiento del aparato de acuerdo con la presente invencion, todos los canales de entrada 11 que estan funcionando independientemente tienen su propio MPPT que ajusta continuamente y funciona de modo que fija un punto de funcionamiento del mismo, es decir un valor de tension de referencia considerado que es ideal para el generador fotovoltaico al que se conecta; dichos valores de tension de referencia se actualizan continuamente y pueden cambiar en general durante el funcionamiento del aparato para compensar cualesquiera variaciones de las condiciones de funcionamiento.
[0028] En todos los instantes, el mas alto de dichos valores de referencia es un candidato a convertirse en el nuevo valor de referencia del convertidor aguas abajo, es decir para dicho modulo inversor 14, VentrTot, calculada, por ejemplo, como se ha explicado anteriormente.
[0029] El metodo de control de acuerdo con la presente invencion senala tres casos: 1) un canal de entrada unico, 2) multiples canales de entrada y funcionamiento en paralelo, 3) multiples canales de entrada y funcionamiento independiente entre ellos.
[0030] El metodo de control de acuerdo con la presente invencion establece dos valores de umbral adicionales:
Un primer umbral, relacionado con la desconexion del modulo elevador 16, igual a la tension de referencia VbrutoRefElev mas un primer valor de histeresis A1 y de modo que dicho modulo elevador 16 se desconecte cuando el valor de tension de referencia total VentrTot excede dicho primer umbral, es decir cuando, dicho brevemente, tiene lugar la condicion VentrTot > VbrutoRefElevador + A1.
Un segundo umbral, relacionado con la conexion del modulo elevador 16, igual a la tension de referencia VbrutoRefElevador menos un segundo valor de histeresis A2, y de modo que dicho modulo elevador 16 se conecte cuando la tension de entrada total disminuye a un nivel mas bajo con respecto a dicho segundo umbral, es decir, cuando tiene lugar la condicion VentrTot < VbrutoRefElevador - A2.
[0031] En general, dichos primer y segundo valores de histeresis A1 y A2 pueden ser iguales o diferentes entre si.
[0032] Con mayor detalle y con referencia a la figura 2 adjunta, en relacion con el caso 1) de canal de entrada unico y el caso 2) de multiples canales de entrada en paralelo, el metodo de acuerdo con la presente invencion
5
10
15
20
25
30
35
40
controla cfclicamente 20 el estado de funcionamiento de dicho modulo elevador 16.
[0033] Si dicho modulo elevador 16 esta conectado, se comprueba 21 el valor de la tension de entrada total VentrTot con respecto al valor de tension de referencia VbrutoRefElevador, incrementado por un primer valor de histeresis A1 y, si es mayor, dicho modulo elevador 16 se desconecta 22, en caso contrario se deja en funcionamiento 25.
[0034] Cuando dicha comprobacion 20 establece que dicho modulo elevador 16 esta desconectado en el momento, se comprueba 23 el valor de la tension de entrada total VentrTot con respecto al valor de tension de referencia VbrutoRefElevador, menos un segundo valor de histeresis A2; si es menor-que, se conecta 24 dicho modulo elevador 16, en caso contrario se deja en el estado desconectado 26.
[0035] Con referencia a la figura 3 adjunta, relacionada con el caso 3) en el que estan presentes multiples canales de entrada y funcionando independientemente, se comprueba cfclicamente 27 si los canales de entrada estan funcionando o no; si solo esta en funcionamiento uno de dichos canales de entrada, el metodo de acuerdo con la presente invencion procede como en el caso de canal unico o multiples canales en paralelo, descrito anteriormente.
[0036] Si en su lugar estan funcionando dos o mas canales independientes, todos los canales tendran su tension de referencia (VbrutoRefCanal) relacionada con la tension Vbruto. Dicha tension de referencia VbrutoRefCanal se establece 28 igual al valor maximo del valor de tension de referencia para el valor del elevador 16 VbrutoRefElevador, y la tension de entrada total maxima VentrTot, relacionada con los otros canales en funcionamiento.
[0037] Se procede a continuacion como en el caso de un canal unico o de multiples canales en paralelo descritos anteriormente, para cada uno de los canales presentes, como se muestra en los diagramas de flujo ilustrados en las figuras 4 y 5 adjuntas.
[0038] Esto da como resultado que se desconecta el canal del modulo elevador 16 con la tension de entrada total mas alta calculada por su propio MPPT, VentrTotmaxabs, si dicha tension VentrTotmaxabs, es mayor que VbrutoRefElevador + A1.
[0039] Al mismo tiempo, dicho modulo inversor 14 establece de nuevo como su referencia del regulador de tension de entrada, es decir de la tension de enlace de CC, la mayor de las tensiones calculadas de acuerdo con la tension de salida VbrutoRefinversor y la mayor de todas las tensiones de entrada VentrTotmaxabs.
[0040] De ese modo, si se desconecta uno de los modulos elevadores 16 debido a que su VentrTot es igual a VentrTotmaxabs, dicha tension sera ajustada de hecho a partir de entonces por el modulo inversor.
[0041] Para mantener tan constante como sea posible el flujo de la potencia generada por el aparato de acuerdo con la presente invencion, cuando hay varios canales en funcionamiento independientes, el metodo de acuerdo con la presente invencion puede proporcionar ademas re-sincronizar las perturbaciones Vruido relacionadas con cada canal de entrada presente cada vez que se conecta 24 o desconecta 20 dicho modulo elevador 16.
Claims (8)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un metodo de control para inversores de doble etapa que comprende una etapa de entrada (10) provista con al menos un canal de entrada (11) conectado a al menos un generador fotovoltaico (12) y que comprende al menos un modulo elevador (16), una etapa de salida (13) que comprende a su vez un modulo inversor (14), un modulo de almacenamiento de energfa (17), asociado con dichas etapas de entrada (10) y salida (13) de modo que formen la carga y el suministro, respectivamente, y un modulo de control (15) adaptado para ajustar el funcionamiento de dicho aparato en el modo MPPT (“Maximum Power Point Tracking”, o “Seguimiento del punto de potencia maxima”), caracterizado por que dicho metodo de control comprende las siguientes etapas:a) calcular el valor de tension de entrada mfnimo (Vbrutomm) requerido por dicho modulo inversor (14);b) seleccionar un primer valor de tension de referencia por dicho modulo inversor (14) (VbrutoRefinversor) de modo que sea mayor que o igual a dicho valor de tension de entrada mfnimo (Vbrutomm);c) para cada uno de dichos al menos un canal de entrada (11), seleccionar el valor de tension de referencia para dicho modulo elevador (16) (VbrutoRefElevador) de modo que sea mayor que o igual a dicho primer valor de tension de referencia para dicho modulo inversor (14) (VbrutoRefinversor);d) para cada uno de dichos al menos un canal de entrada (11), calcular el valor de referencia para la tension de entrada de dicho modulo elevador (16) de acuerdo con el modo MPPT;e) seleccionar el mas alto de los valores de referencia (Ventr) para la tension de entrada de dicho modulo elevador (16) calculado en la etapa precedente;f) calcular un segundo valor de tension de referencia (VentrTot) para dicho modulo inversor (14) basandose en el valor seleccionado en la etapa precedente, de modo que dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) sea mayor que o igual a Ventr;g) si dicho modulo elevador (16) esta conectado, comprobar (21) el valor de dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) con respecto al valor de dicha tension de referencia para dicho modulo elevador (16) (VbrutoRefElevador), incrementado por un primer valor de histeresis A1 y, si dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) es mayor, desconectar (22) dicho modulo elevador (16), en caso contrario dejarlo en funcionamiento (25);h) si dicho modulo elevador (16) esta desconectado, comprobar (23) el dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) con respecto al valor de dicha tension de referencia para dicho modulo elevador (16) (VbrutoRefElevador), disminuido por un segundo valor de histeresis A2; si dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) es mas pequeno, conectar (24) dicho modulo elevador (16), en caso contrario dejarlo en el estado desconectado (26).
- 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende la etapa adicional de j) para cada uno de dichos al menos un canal de entrada (11), seleccionar (28) una tension de referencia (VbrutoRefCanal) para dicho modulo elevador(16) igual al valor maximo del valor calculado en la etapa c) precedente (VbrutoRefElevador) y el valor calculado en la etapa e) precedente (Ventr).
- 3. El metodo de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones de 1 a 2 caracterizado por que dicho primer valor de histeresis A1 y dicho segundo valor de histeresis A2 tienen el mismo valor.
- 4. El metodo de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones de 1 a 3 caracterizado por que dicha tension de entrada minima (Vbrutomm) depende del pico de la red de tension de CA con la que dicho modulo inversor (14) esta asociado, incrementado por un coeficiente k.
- 5. Un aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversion de energfa que comprende una etapa de entrada (10) provista con al menos un canal de entrada (11) conectado a al menos un generador fotovoltaico (12) y que comprende al menos un modulo elevador (16), una etapa de salida (13) que comprende a su vez un modulo inversor (14) con la salida asociada con la red de distribucion de tension de CA, un modulo de almacenamiento de energfa(17) , asociado con dichas etapas de entrada (10) y salida (13) de modo que formen la carga y el suministro, respectivamente, y un modulo de control (15) adaptado para regular el funcionamiento de dicho aparato de acuerdo con los ajustes del usuario y con las condiciones de las entradas y la salida de dicho aparato y para ajustar el funcionamiento de dicho aparato en el modo MPPT ( “Maximum Power Point Tracking”, o “Seguimiento del punto de potencia maxima”), caracterizado por que dicho modulo de control (15) esta adaptado ademas paraa) calcular el valor de tension de entrada mfnimo (Vbrutomm) requerido por dicho modulo inversor (14);b) seleccionar un primer valor de tension de referencia por dicho modulo inversor (14) (VbrutoRefinversor) de modo que sea mayor que o igual a dicho valor de tension de entrada mfnimo (Vbrutomm);c) para cada uno de dichos al menos un canal de entrada (11), seleccionar el valor de tension de referencia para dicho modulo elevador (16) (VbrutoRefElevador) de modo que sea mayor que o igual a dicho primer valor de tension de referencia para dicho modulo inversor (14) (VbrutoRefinversor);d) para cada uno de dichos al menos un canal de entrada (11), calcular el valor de referencia para la tension de entrada de dicho modulo elevador (16) de acuerdo con el modo MPPT;e) seleccionar el mas alto de los valores de referencia (Ventr) para la tension de entrada de dicho modulo elevador (16) calculado en la etapa precedente;510152025f) calcular un segundo valor de tension de referenda (VentrTot) para dicho modulo inversor (14) basandose en el valor seleccionado en la etapa precedente, de modo que dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) sea mayor que o igual a Ventrig) si dicho modulo elevador (16) esta conectado, comprobar (21) el valor de dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) con respecto al valor de dicha tension de referencia para dicho modulo elevador (16) (VbrutoRefElevador), incrementado por un primer valor de histeresis A1 y, si dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) es mayor, desconectar (22) dicho modulo elevador (16), en caso contrario dejarlo en funcionamiento (25);h) si dicho modulo elevador (16) esta desconectado, comprobar (23) el dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) con respecto al valor de dicha tension de referencia para dicho modulo elevador (16) (VbrutoRefElevador), disminuido por un segundo valor de histeresis A2; si dicho segundo valor de tension de referencia (VentrTot) es mas pequeno, conectar (24) dicho modulo elevador (16), en caso contrario dejarlo en el estado desconectado (26).
- 6. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 5 caracterizado por que dicho modulo de control (15) esta adaptado ademas para:j) cada uno de dichos al menos un canal de entrada (11), seleccionar (28) una tension de referencia (VbrutoRefCanal) para dicho modulo elevador (16) igual al valor maximo del valor calculado en la etapa c) precedente (VbrutoRefElevador) y el valor calculado en la etapa e) precedente (Ventr).
- 7. El aparato de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones de 5 a 6 caracterizado por que dicho primer valor de histeresis A1 y dicho segundo valor de histeresis A2 tienen el mismo valor.
- 8. El aparato de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones de 5 a 7 caracterizado por que dicha tension de entrada minima (Vbrutomm) depende del pico de la red de tension de CA con la que dicho modulo inversor (14) esta asociado, incrementado por un coeficiente k.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2013/059515 WO2015059516A1 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Double-stage inverter apparatus for energy conversion systems and control method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2677479T3 true ES2677479T3 (es) | 2018-08-02 |
| ES2677479T8 ES2677479T8 (es) | 2018-09-27 |
Family
ID=50001029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES13824155.9T Active ES2677479T3 (es) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversión de energía y método de control del mismo |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10014690B2 (es) |
| EP (1) | EP3061174B1 (es) |
| CN (1) | CN106030956B (es) |
| ES (1) | ES2677479T3 (es) |
| WO (1) | WO2015059516A1 (es) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105517653B (zh) | 2014-07-15 | 2018-06-12 | 阳光电源股份有限公司 | 一种mppt集中模式退出、切换方法及其相关应用 |
| US9710005B2 (en) * | 2014-08-12 | 2017-07-18 | Sunpower Corporation | Parallel bus |
| CN105871324B (zh) * | 2016-04-11 | 2017-12-15 | 厦门科华恒盛股份有限公司 | 一种多路输入光伏逆变系统的独立mppt跟踪方法 |
| CN106452137B (zh) * | 2016-07-12 | 2018-08-07 | 艾思玛新能源技术(江苏)有限公司 | 一种提高多路mppt逆变器转换效率的控制方法 |
| CN110429654B (zh) * | 2019-08-29 | 2021-01-22 | 浙江正泰新能源开发有限公司 | 一种光伏电站的升压变压器控制方法、系统及相关组件 |
| EP3813246B1 (en) * | 2019-10-25 | 2023-09-06 | ABB E-mobility B.V. | Full-bridge inverter with unipolar switching scheme and its method of operation |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060174939A1 (en) | 2004-12-29 | 2006-08-10 | Isg Technologies Llc | Efficiency booster circuit and technique for maximizing power point tracking |
| CN100566110C (zh) | 2005-02-25 | 2009-12-02 | 三菱电机株式会社 | 电力转换装置 |
| US7952897B2 (en) | 2005-12-22 | 2011-05-31 | Power-One Italy S.P.A. | System for producing electric power from renewable sources and a control method thereof |
| US8018748B2 (en) | 2007-11-14 | 2011-09-13 | General Electric Company | Method and system to convert direct current (DC) to alternating current (AC) using a photovoltaic inverter |
| EP2376993B1 (en) | 2009-01-07 | 2017-09-06 | ABB Schweiz AG | Method and system for extracting electric power from a renewable energy source |
| US8184460B2 (en) | 2009-05-28 | 2012-05-22 | General Electric Company | Solar inverter and control method |
| CN102222937B (zh) * | 2011-06-22 | 2013-11-27 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) | 一种光伏并网逆变器及其并网控制方法 |
| CN102882401A (zh) * | 2012-09-19 | 2013-01-16 | 华为技术有限公司 | 一种宽电压输入范围的逆变器及其输入级电路 |
| KR101830666B1 (ko) * | 2013-09-17 | 2018-02-21 | 엘에스산전 주식회사 | 전력 변환 장치 |
-
2013
- 2013-10-21 CN CN201380080376.1A patent/CN106030956B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-10-21 WO PCT/IB2013/059515 patent/WO2015059516A1/en not_active Ceased
- 2013-10-21 EP EP13824155.9A patent/EP3061174B1/en active Active
- 2013-10-21 US US15/030,795 patent/US10014690B2/en active Active
- 2013-10-21 ES ES13824155.9T patent/ES2677479T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160261118A1 (en) | 2016-09-08 |
| EP3061174B1 (en) | 2018-04-25 |
| CN106030956B (zh) | 2018-12-14 |
| ES2677479T8 (es) | 2018-09-27 |
| WO2015059516A1 (en) | 2015-04-30 |
| US10014690B2 (en) | 2018-07-03 |
| EP3061174A1 (en) | 2016-08-31 |
| CN106030956A (zh) | 2016-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2677479T3 (es) | Aparato inversor de doble etapa para sistemas de conversión de energía y método de control del mismo | |
| US9859814B2 (en) | Method and apparatus for independent control of multiple power converter sources | |
| Hillers et al. | Optimal design of the modular multilevel converter for an energy storage system based on split batteries | |
| CN102918472B (zh) | 用于调节功率转换器输入电压的方法和装置 | |
| CN204119035U (zh) | 产生补偿电压输出的装置 | |
| ES2928308T3 (es) | Inversor fotovoltaico conectado a la red y su método de control | |
| ES2919781T3 (es) | Seguimiento del punto de máxima potencia para un sistema de conversión de potencia y método del mismo | |
| An et al. | Design of a single-switch DC/DC converter for a PV-battery-powered pump system with PFM+ PWM control | |
| US9294003B2 (en) | Transformer-less unified power flow controller | |
| CN103782471B (zh) | 用于太阳能光伏能量收集和转换的系统及方法 | |
| CN112075004B (zh) | 用于太阳能领域的dc功率转换和传输的系统和方法 | |
| US10114076B2 (en) | Semiconductor device for hybrid energy storage systems | |
| US20140333141A1 (en) | Photovoltaic (pv)-based ac module and solar systems therefrom | |
| CN114204901B (zh) | 光伏系统、逆变器及逆变器的母线电压控制方法 | |
| Jamatia et al. | Power Decoupling for Single-Phase PV System Using $\acute {\mathrm {C}} $ uk Derived Microinverter | |
| ES2663897T3 (es) | Método para producir una tensión de salida en un convertidor multinivel modular y método para ejecutar el método | |
| WO2017000910A1 (zh) | 光伏发电系统及操作其以进行光伏发电的方法 | |
| US9473044B2 (en) | Power inverter implementing phase skipping control | |
| Iannuzzi et al. | A novel PV-modular multilevel converter for building integrated photovoltaics | |
| Sheir et al. | A high efficiency single-phase multilevel packed U cell inverter for photovoltaic applications | |
| WO2018070037A1 (ja) | 電力変換システム、電力供給システムおよび電力変換装置 | |
| Essakiappan et al. | A utility scale battery energy storage system for intermittency mitigation in multilevel medium voltage photovoltaic system | |
| JP6228057B2 (ja) | 電力制御装置及び電力制御方法 | |
| Salazar et al. | Simulation and Control of a PV System connected to a Low Voltage Network | |
| US20170222439A1 (en) | Configurable inverter apparatus, photovoltaic system comprising such an inverter apparatus |