多逆變器光伏發電系統技術方案

本發明專利技術涉及一種多逆變器光伏發電系統，其用于通過基于由光伏陣列產生的能量的量改變逆變器容量來提高逆變器的使用效率，所述多逆變器光伏發電系統包括：用于發電的光伏陣列，其具有通過連接多個光伏模塊形成的多個光伏串；串優化器，其用于控制多個光伏串中的每個的最大功率點跟蹤，并用于將由多個光伏串中的每個輸出的發電功率的發電電壓轉換為相同大小的輸出電壓；和逆變器，所述逆變器具有多個用于轉換發電功率的轉換單元，所述轉換單元用于將由串優化器變換的發電功率轉換為交流功率并輸出所述交流功率，和分配單元，所述分配單元用于將發電功率分配到多個轉換單元，并且所述逆變器基于產生的功率的量改變多個轉換單元中操作中的轉換單元的數量。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】多逆變器光伏發電系統
本專利技術涉及一種具有逆變器的光伏發電系統，該逆變器具有多個轉換單元，更特別地，涉及一種多逆變器光伏發電系統，其用于通過根據由光伏陣列產生的能量改變逆變器的容量來提高逆變器的使用效率。
技術介紹
因為目前用于光伏發電的光伏電池具有非常小的輸出，所以通過串聯連接許多太陽能電池配置的光伏模塊(PV模塊)用于有效地獲得所需的功率。雖然與一個光伏電池相比由一個光伏模塊產生的功率具有大的容量，但是該功率僅僅可用作小型電子裝置的電源，而且光伏模塊難以將發電功率輸送到典型的商用電力系統。由于這個原因，在光伏模塊旨在連接到電力系統并向其傳輸發電功率的情況下，光伏陣列通過將多個光伏模塊連接為一個組或將多個這種組并聯連接來配置，以獲得其變換和傳輸所需的電壓和功率。因此，為了獲得這種電壓和功率，串通常通過串聯連接光伏模塊來配置，而且，光伏陣列通常通過將多個串形成為一個組來配置。圖1是示意性地示出常規光伏發電設備的配置的圖。參照圖1，常規光伏發電設備包括通過串聯連接多個光伏模塊10配置的一個光伏串20和通過將多個這種光伏串20并聯連接而配置的一個光伏陣列10A。來自光伏陣列IOA的輸出被收集并供應到逆變器，然后直流功率通過逆變器轉換為交流功率，且轉換的交流功率被供應到電力系統。考慮到光伏陣列IOA的最大發電能量，常規光伏發電設備確定逆變器40的容量。也就是說，逆變器40的容量確定為使得逆變器的容量等于或略大于在光伏陣列IOA的發電量最大化時的發電量。但是，在使用容量等于光伏陣列IOA的最大發電量的逆變器40的情況下，光伏陣列的發電量通常比逆變器40的容量小，從而導致逆變器40的效率降低。
技術實現思路
技術問題本專利技術的一個目的是提供一種多逆變器光伏發電系統，其用于通過根據由光伏陣列產生的能量改變逆變器的容量來提高逆變器的使用效率。另外，本專利技術的另一個目的是提供一種多逆變器光伏發電系統，其對每個光伏串執行最大功率跟蹤以產生最大功率，并通過在執行最大功率跟蹤中應用環境因素來快速有效地執行最大功率跟蹤。解決方案本專利技術的目的可以通過提供一種多逆變器光伏發電系統來實現，該多逆變器光伏發電系統包括:光伏陣列，其包括通過連接多個光伏模塊配置的多個光伏串，并發電；串優化器，其對多個光伏串中的每個執行最大功率點跟蹤控制，并將從多個光伏串中的每個輸出的發電功率的發電電壓轉換為具有相同大小的輸出電壓；和逆變器，其包括多個用于轉換發電功率的轉換單元，所述轉換單元用于將由所述串優化器變換的發電功率轉換為交流功率以輸出所述交流功率，和分配單元，所述分配單元用于將發電功率分配到多個轉換單元，所述逆變器根據發電功率的大小改變多個轉換單元中操作中的轉換單元的數量。多個轉換單元可以具有彼此相同的轉換容量。逆變器還可以包括逆變器控制單元，且逆變器控制單元可以控制分配單元的分配，以優先操作在多個轉換單元之中與其它轉換單元相比具有較短操作時間的轉換單元，所述操作時間為用于發電的操作時間。串優化器可以包括:串控制裝置，其連接到多個光伏串中的每個，以將發電電壓轉換為輸出電壓并執行最大功率點跟蹤控制；傳感單元，其產生包括環境因素、發電電壓和輸出電壓的感測值；和控制單元，其利用感測值產生用于串控制裝置中的每個的功率跟蹤控制信號。環境因素可以包括日照、光伏模塊中的每個的安裝區域中的溫度、光伏模塊的表面上的溫度、風量、風速和濕度中的至少一種。輸出電壓可以是可變的。串控制裝置可以包括用于增大或減小來自光伏串中的每個的輸入電壓的轉換器、連接在光伏串和轉換器之間的熔斷器、連接到轉換器的輸出端的斷路器和產生用于增大或減小轉換器的電壓的控制信號的MPPT控制器。控制單元可以包括:跟蹤范圍計算單元，其用于通過感測值計算包括在其中執行最大功率點跟蹤的電流或電壓范圍的跟蹤范圍值；控制信號產生單元，其用于通過來自跟蹤范圍計算單元的跟蹤范圍值、輸入電壓和輸出電壓來產生最大功率點跟蹤控制信號；和跟蹤歷史存儲單元，其用于通過將跟蹤范圍值與感測值中的每個匹配來存儲跟蹤范圍值。跟蹤范圍計算單元可以將光伏模塊一天的發電時間分為多個時間段，并計算關于多個時間區段中的每個的基本跟蹤范圍。跟蹤范圍計算單元可以通過基本跟蹤范圍內的環境因素感測值反映能量變化的預期范圍，以計算跟蹤范圍。當發電電壓和輸出電壓暫時超過時間段處預期的最大跟蹤范圍時，跟蹤范圍計算單元可以不對發電電壓和輸出電壓的過剩量執行功率跟蹤。光伏串中的每個都可以是固定型或跟蹤型光伏模塊。有益效果根據本專利技術的多逆變器光伏發電系統可以通過根據由光伏陣列產生的能量改變逆變器的容量來提高逆變器的使用效率。另外，根據本專利技術的多逆變器光伏發電系統可以對每個光伏串執行最大功率跟蹤以產生最大功率，并通過在執行最大功率跟蹤中應用環境因素來快速有效地執行最大功率跟蹤。【附圖說明】圖1是示意性地示出常規光伏發電設備的配置的圖。圖2是示出根據本專利技術一個實施方案的光伏發電系統的配置的圖。圖3是具體地示出串優化器的配置的圖。圖4是具體地示出串優化器的控制單元的配置的圖。圖5是用于解釋根據環境因素的溫度和照度的跟蹤范圍計算的示意圖。圖6是用于解釋根據時間的功率跟蹤的不意圖。圖7是用于解釋跟蹤歷史信息的存儲和使用該存儲的方法的示意圖。圖8是用于解釋圖2中逆變器的配置和操作的圖。【具體實施方式】現在會詳細地提及本專利技術的示例性實施方案，其實例在附圖中進行說明。在本公開全文中，在本專利技術的各個圖和實施方案中相同的附圖標記表示相同的部分。如果確定已知相關技術的詳細描述可能會在本其描述中不必要地使本專利技術的主旨不清楚，則會省略其詳細描述。附圖不必等比例，且在一些情況下，比例可能已經被夸大，以清楚地示出實施方案的特征。但是，本領域普通技術人員會容易地理解細節。圖2是示出根據本專利技術一個實施方案的光伏發電系統的配置的圖。參照圖2，根據本專利技術的光伏發電系統包括光伏(PV)陣列100、串優化器200和逆變器300。光伏陣列100將太陽光轉換為電力并將該電力供應到串優化器200。為此，光伏陣列100包括多個光伏串120，且光伏串120中的每個都通過串聯連接多個光伏模塊110來配置。光伏陣列100中提供的光伏串120中的每個對于每個串可以具有不同的發電容量，而不同的光伏串120可以配置為具有不同的光伏模塊。另外，同一光伏串120中包括的光伏模塊110也可以具有彼此不同的容量、發電電壓和操作方法。具體地，一個光伏串120可以通過串聯連接其中每個都具有5kw的發電功率的多個光伏模塊來配置，而另一光伏串120可以通過串聯連接其中每個都具有3kw的發電功率的多個光伏模塊110來配置。另外，一個串可以配置為具有其中光伏模塊110固定的固定型光伏模塊，而另一串120可以配置為具有其中光伏模塊110的方向和角度隨著太陽改變的跟蹤型光伏模塊。此外，光伏串120中的每個都連接到串優化器200的串轉換單元230，以將發電功率供應到串轉換單元230。串優化器200通過DC-DC轉換將由每個光伏串120供應的功率轉換為與逆變器300的輸入電壓相匹配的電壓。為此，串優化器200通過最大功率點跟蹤控制執行DC-DC轉換，并反映在最大功率點跟蹤控制期間環境因素中的能量變化。為此，串優化器200包括:對由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多逆變器光伏發電系統，包括：光伏陣列，其包括通過連接多個光伏模塊配置的多個光伏串，并發電；串優化器，其對所述多個光伏串中的每個執行最大功率點跟蹤控制，并將從所述多個光伏串中的每個輸出的發電功率的發電電壓轉換為具有相同大小的輸出電壓；和逆變器，所述逆變器包括多個用于轉換所述發電功率的轉換單元，所述轉換單元用于將由所述串優化器變換的發電功率轉換為交流功率以輸出所述交流功率，和分配單元，所述分配單元用于將所述發電功率分配到所述多個轉換單元，所述逆變器根據發電功率的大小改變所述多個轉換單元中操作中的轉換單元的數量。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.23 KR 10-2011-0141511;2012.02.02 KR 10-2011.一種多逆變器光伏發電系統,包括: 光伏陣列，其包括通過連接多個光伏模塊配置的多個光伏串，并發電； 串優化器，其對所述多個光伏串中的每個執行最大功率點跟蹤控制，并將從所述多個光伏串中的每個輸出的發電功率的發電電壓轉換為具有相同大小的輸出電壓；和 逆變器，所述逆變器包括多個用于轉換所述發電功率的轉換單元，所述轉換單元用于將由所述串優化器變換的發電功率轉換為交流功率以輸出所述交流功率，和分配單元，所述分配單元用于將所述發電功率分配到所述多個轉換單元，所述逆變器根據發電功率的大小改變所述多個轉換單元中操作中的轉換單元的數量。2.根據權利要求1所述的多逆變器光伏發電系統，其中，所述多個轉換單元具有彼此相同的轉換容量。3.根據權利要求1所述的多逆變器光伏發電系統，其中: 所述逆變器還包括逆變器控制單元；和 所述逆變器控制單元控制所述分配單元的分配，以優先操作在所述多個轉換單元之中與其它轉換單元相比具有較短操作時間的轉換單元，所述操作時間為用于發電的操作時間。4.根據權利要求1所述的多逆變器光伏發電系統，其中，所述串優化器包括: 串控制裝置，其連接到所述多個光伏串中的每個，以將所述發電電壓轉換為所述輸出電壓并執行最大功率點跟蹤控制； 傳感單元，其產生包括環境因素、所述發電電壓和所述輸出電壓的感測值；和 控制單元，其利用所述感測值產生用于所述串控制裝置中的每個的功率跟蹤控制信號。5.根據權利要求4所述的多逆變器光伏發電系統，其中，所述環境因素包括...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樸錤朱，權榮福，李東俊，
申請(專利權)人：株式會社KD動力，
類型：發明
國別省市：韓國;KR