(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210599343.9 (22)申请日 2022.05.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114679132 A (43)申请公布日 2022.06.28 (73)专利权人 锦浪科技股份有限公司 地址 315712 浙江省宁波市象山县经济开 发区滨海工业园金通路57号 (72)发明人 王一鸣　许颇　蔡旭　马珂　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 戴棋钦 (51)Int.Cl. H02S 50/00(2014.01) G06F 30/20(2020.01)H02J 3/38(2006.01) (56)对比文件 CN 112953364 A,2021.0 6.11 CN 112632783 A,2021.04.09 CN 107408137 A,2017.1 1.28 WO 2022037581 A1,202 2.02.24 CN 106849152 A,2017.0 6.13 CN 103809650 A,2014.0 5.21 齐仁龙等.光伏发电系统暂态特性仿真. 《沈 阳工业大 学学报》 .2017,第39卷(第02期), 审查员 李亚伟 (54)发明名称 一种光伏逆变器电热工况仿真方法、 装置及 存储介质 (57)摘要 本发明提供了一种光伏逆变器电热工况仿 真方法、 装置及存储介质， 包括： 通过实时仿真平 台建立工 况模拟模型， 以信号级别模拟光伏逆变 器的工况环境， 获得状态数据； 基于光伏逆变器 中的PV组列的光照、 电压和电流之间的变化 关系 建立PV组列模型， 通过PV组列模型处理状态数 据， 获得组列数据； 基于真实的光伏电路建立电 路仿真模型， 通过电路仿真模型处理状态数据和 组列数据获得电热状态量采样数据； 对电热状态 量采样数据进行电平转换和低通滤波， 获得电热 数据； 将电热数据与预设的电热状态量对比， 使 用预设的控制策略控制电路仿真模型的工作状 态， 以实现对电路的温度保护， 保证实现对光伏 电路的信号级别模拟。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 114679132 B 2022.08.26 CN 114679132 B 1.一种光伏逆变 器电热工况仿真方法， 其特 征在于， 包括： 通过实时仿真平台建立工况模拟模型， 以信号级别模拟光伏逆变器的工况环境， 获得 状态数据， 其中， 所述工况模拟模型 的时间尺度与现实一致， 所述状态数据包括光照数据、 热路数据和电网故障模拟数据； 基于所述光伏逆变器中的PV组列的光照、 电压和电流之间的变化关系建立PV组列模 型， 通过所述PV组列模型处理所述状态数据， 获得组列数据， 其中， 所述PV组列模型为受控 电流源模型， 所述组列数据包括组列输出电流和组列输出电压； 基于真实的光伏电路建立电路仿真模型， 通过所述电路仿真模型处理所述状态数据和 所述组列数据获得电热状态量采样数据， 其中， 所述电热状态量采样数据包括电力电子器 件的结温数据、 壳温数据、 散热器温度数据和多点暂态温度数据； 对所述电热状态量采样数据进行电平转换和低通滤波， 获得电热 数据； 将所述电热数据与 预设的电热状态量对比， 使用预设的控制策略控制所述电路仿真模 型的工作状态， 以实现对电路的温度保护。 2.根据权利要求1所述的光伏逆变器电热工况仿真方法， 其特征在于， 所述通过实时仿 真平台建立工况模拟模型包括： 通过所述实时仿真平台建立光照强度模型、 环境温度模型和电网工况模型， 其中， 根据 所述实时仿真平台模拟建立所述 光照强度模型， 以表征光照强度与时间的变化关系； 根据所述实时仿真平台模拟建立环境温度模型， 以表征不同环境下的温度与地点之间 的关系； 建立包括受控理想电压源与电网并网点等效阻抗的电网工况模型， 以模拟不同短路比 电网端口电压及阻抗特性， 根据所述电网工况模型模拟电压跌落、 频率波动故障工况。 3.根据权利要求1所述的光伏逆变器电热工况仿真方法， 其特征在于， 基于所述光伏逆 变器中的PV组列的光照、 电压和电流之间的变化关系建立PV组列模型， 通过所述PV组列模 型处理所述状态数据， 获得组列数据包括： 测量真实工况下， PV模块在不同光照强度下输出的电压和电流数据， 建立二维非线性 输出特性模型； 基于光电场机组串并联拓扑确定电压电流增益系数； 通过所述二维非线性输出特性模型和所述电压电流增益系数处理所述光照数据， 经稳 压电容稳压后， 获得 所述组列输出电流和所述组列输出电压 。 4.根据权利要求2所述的光伏逆变器电热工况仿真方法， 其特征在于， 所述基于真实的 光伏电路建立电路仿真模型包括： 建立DC/DC升压电路模型， 以模拟在真实工况下将所述PV组列输出电压升压至所需电 压等级的工作过程； 建立三电平逆变器模型， 以模拟电路特性和热路特性， 所述电路特性包括所述三电平 逆变器的桥臂输入输出电流电压特性， 所述热路特性包括所述三电平逆变器的桥臂中所有 电力电子器件的温度特性； 建立滤波器模型， 以模拟真实工况 下的滤波器的工作过程。 5.根据权利要求4所述的光伏逆变器电热工况仿真方法， 其特征在于， 所述建立三电平 逆变器模型， 以模拟电路特性和热路特性包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114679132 B 2以三电平逆变器的每相桥臂为单位， 基于子周期平均 方法建立多电力电子器件的子周 期平均电路模型， 以平均开关信号及输入输出端口 的电压和电流信号； 根据所述子周期平均电路模型获得仿真结果， 其中， 所述仿真结果包括所述桥臂内每 个电子器件的器件管压降 、 导通电流 和器件结温 ； 根据真实工况下， 所述导通电流 与所述器件结温 之间的关系获得器件导通压降 ； 根据真实工况下， 所述器件管压降 、 所述导通电流 和所述器件结温 之间的 关系获得器件开 通能耗 ； 根据真实工况下， 所述器件管压降 、 所述导通电流 和所述器件结温 之间的 关系获得器件关断能耗 ； 根据所述导通电流 、 所述器件导通压降 和所述器件的开关状态获得器件导通损 耗 ； 通过计算在一个步长下， 所述开通能耗 和所述关断能耗 获得器件开通损耗 和器件关断损耗 ； 通过所述器件开通损耗 、 所述器件关断损耗 和所述器件导通损耗 计算获得 当前器件暂态总发热损耗 。 6.根据权利要求5所述的光伏逆变器电热工况仿真方法， 其特征在于， 在所述通过所述 器件开通损耗 、 所述器件关断损耗 和所述器件导通损耗 计算获得当前器件暂 态总发热损耗 之后， 还包括： 通过所述环境温度模型获得环境温度， 将所述环境温度作为环境端数据； 将所述器件暂态总发热损耗 作为器件结端数据； 将所述环境端数据与所述器件结端数据建立器件RC集总热路模型； 通过所述器件RC集总热路模型获得所述电路仿真模型中所有电力电子器件的 电热状 态量采样数据。 7.根据权利要求4所述的光伏逆变器电热工况仿真方法， 其特征在于， 所述建立滤波器 模型包括： 使用LC滤波器为所述滤波器模型以在并网点端口呈现电压源特性， 其中， 所述LC滤波 器的谐振频率取1/10开关频率， 以工频感抗的5%设定寄生电阻。 8.根据权利要求4所述的光伏逆变器电热工况仿真方法， 其特征在于， 将所述电热数据 与预设的电热状态量对比， 使用预设的控制策略控制所述电路仿真模型 的工作状态， 以实 现对电路的温度保护包括： 当所述电热状态量大于警戒发热量 时， 根据所述电热状态量确定所述电路仿真模型的 输出电流限幅； 当所述电热状态量大于脱网发热量 时， 控制系统脱网， 其中， 所述警戒发热量小于所述权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114679132 B 3