【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)主要涉及光伏發(fā)電的電力裝置，確切地說(shuō)，是采用了在每個(gè)光伏組件中都使用了多級(jí)光伏電池串和作為功率優(yōu)化器的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換電路的方案，使得任意一級(jí)電壓轉(zhuǎn)換電路均可以單獨(dú)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的一個(gè)電池串執(zhí)行獨(dú)立的最大功率點(diǎn)追蹤演算，以確保整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的穩(wěn)定。
技術(shù)介紹
隨著能源的短缺和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新能源得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，由于光伏發(fā)電安全可靠、運(yùn)行費(fèi)用少、維護(hù)簡(jiǎn)單、隨處可用等特點(diǎn)，使得光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)得到了快速的發(fā)展，尤其在解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電問(wèn)題上發(fā)揮著不可或缺的作用。光伏電池的輸出特性受到外界溫度、光照輻射強(qiáng)度的影響而發(fā)生很大的變化，使光伏電池始終能夠輸出最大的功率以便我們更有效地利用太陽(yáng)能是光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本要求。要從太陽(yáng)能面板輸出期望的最大功率，最重要是找到最大功率點(diǎn)(MPPT)，使電池板的輸出電壓和輸出電流保持在這個(gè)預(yù)期的最大功率點(diǎn)。最大功率點(diǎn)的變化通常與輻照強(qiáng)度和環(huán)境溫度有關(guān)，所以亟待解決的難題是，當(dāng)太陽(yáng)能面板的環(huán)境變化時(shí)，須動(dòng)態(tài)追蹤的這些參數(shù)變化，才能屏除外部環(huán)境因素，確保太陽(yáng)能面板工作在最大功率點(diǎn)上。在現(xiàn)行的光伏功率優(yōu)化方式中，幾乎都是在光伏組件級(jí)執(zhí)行優(yōu)化，實(shí)際上每個(gè)光伏組件通常會(huì)包括多個(gè)由光伏電池串接構(gòu)成的電池串(Photovoltaic cell string)，在光伏組件級(jí)進(jìn)行優(yōu)化意味著不會(huì)單獨(dú)對(duì)每一個(gè)獨(dú)立的電池串進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)出現(xiàn)同一串電池板因?yàn)楫a(chǎn)品一致性問(wèn)題不好，或發(fā)生陰影遮擋等因素導(dǎo)致部分電池不能正常發(fā)電時(shí)，整串的光伏電池效率損失很?chē)?yán)重，而且逆變器尤其是集中式的逆變器接入的電池板陣列很多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)組串的電池板不...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種功率優(yōu)化器，用于對(duì)一級(jí)或多級(jí)光伏電池串進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，其特征在于，包括一級(jí)或多級(jí)BUCK電路，其中：任意一級(jí)BUCK電路的第一和第二輸入端分別耦合到與其對(duì)應(yīng)的一級(jí)光伏電池串的正極端和負(fù)極端；以及任意一級(jí)BUCK電路的一個(gè)輸出電容連接在該任意一級(jí)BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間；當(dāng)光伏電池串和BUCK電路的數(shù)量均為一級(jí)時(shí)，此時(shí)單級(jí)的BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)定義為所述功率優(yōu)化器的第一等效輸出端以及單級(jí)的BUCK電路的第二輸出節(jié)點(diǎn)定義為所述功率優(yōu)化器的第二等效輸出端；或者當(dāng)光伏電池串和BUCK電路的數(shù)量均為多級(jí)時(shí)，設(shè)置多級(jí)BUCK電路中任意后一級(jí)BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)和與之相鄰的前一級(jí)BUCK電路的第二輸出節(jié)點(diǎn)相連，將多級(jí)BUCK電路中第一級(jí)BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)定義為該功率優(yōu)化器的第一等效輸出端和最后一級(jí)BUCK電路的第二輸出節(jié)點(diǎn)定義為該功率優(yōu)化器的第二等效輸出端；從而在該第一和第二等效輸出端之間提供該一級(jí)或多級(jí)光伏電池串的總輸出電壓。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種功率優(yōu)化器，用于對(duì)一級(jí)或多級(jí)光伏電池串進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，其特征在于，包括一級(jí)或多級(jí)BUCK電路，其中：任意一級(jí)BUCK電路的第一和第二輸入端分別耦合到與其對(duì)應(yīng)的一級(jí)光伏電池串的正極端和負(fù)極端；以及任意一級(jí)BUCK電路的一個(gè)輸出電容連接在該任意一級(jí)BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間；當(dāng)光伏電池串和BUCK電路的數(shù)量均為一級(jí)時(shí)，此時(shí)單級(jí)的BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)定義為所述功率優(yōu)化器的第一等效輸出端以及單級(jí)的BUCK電路的第二輸出節(jié)點(diǎn)定義為所述功率優(yōu)化器的第二等效輸出端；或者當(dāng)光伏電池串和BUCK電路的數(shù)量均為多級(jí)時(shí)，設(shè)置多級(jí)BUCK電路中任意后一級(jí)BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)和與之相鄰的前一級(jí)BUCK電路的第二輸出節(jié)點(diǎn)相連，將多級(jí)BUCK電路中第一級(jí)BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)定義為該功率優(yōu)化器的第一等效輸出端和最后一級(jí)BUCK電路的第二輸出節(jié)點(diǎn)定義為該功率優(yōu)化器的第二等效輸出端；從而在該第一和第二等效輸出端之間提供該一級(jí)或多級(jí)光伏電池串的總輸出電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，所述功率優(yōu)化器還包括一個(gè)通信電路，該通信電路連接在所述功率優(yōu)化器的第一和第二等效輸出端之間，用于在與每個(gè)功率優(yōu)化器的第一等效輸出端相連的傳輸線路上和/或在與第二等效輸出端相連的傳輸線路上形成通信載波，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)所述功率優(yōu)化器向外發(fā)送通信信息。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，其中：該通信電路包括串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)和旁路電容，它們串接在該功率優(yōu)化器的第一等效輸出端和第二等效輸出端之間，還有一個(gè)旁路電阻并聯(lián)在該旁路電容的兩端；或者該通信電路包括串聯(lián)的一個(gè)電阻、第一開(kāi)關(guān)和旁路電容，它們串接在該功率優(yōu)化器的第一等效輸出端和第二等效輸出端之間，且一個(gè)旁路電阻并聯(lián)在該旁路電容的兩端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，所述功率優(yōu)化器還包括一個(gè)第一控制器，該第一開(kāi)關(guān)用于在所述功率優(yōu)化器發(fā)送通信信息的階段由該第一控制器控制在關(guān)斷和接通狀態(tài)間切換，以便在第一開(kāi)關(guān)接通的時(shí)刻產(chǎn)生流經(jīng)該通信電路的載波電流，注入到該傳輸線路上以用來(lái)形成通信載波。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，所述功率優(yōu)化器還包括可設(shè)置在任意一級(jí)BUCK電路中的第二開(kāi)關(guān)；在帶有第二開(kāi)關(guān)的任意一級(jí)BUCK電路中，其輸出電容和第二開(kāi)關(guān)一起串接在該任意一級(jí)BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，該第二開(kāi)關(guān)用于在該功率優(yōu)化器發(fā)送通信信息的階段由該第一控制器切換成關(guān)斷狀態(tài)，以將所述功率優(yōu)化器的第一和第二等效輸出端之間由各個(gè)傳輸電容串接的支路予以斷路，且在所述功率優(yōu)化器結(jié)束發(fā)送通信信息后該第二開(kāi)關(guān)由第一控制器控制切換成接通狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，每一級(jí)BUCK電路都包括連接在它的第一輸入端和第一輸出節(jié)點(diǎn)之間的主開(kāi)關(guān)和電感，該主開(kāi)關(guān)和該電感兩者相連于一個(gè)互連節(jié)點(diǎn)處；以及在該互連節(jié)點(diǎn)與第二輸入端之間連接有續(xù)流開(kāi)關(guān)或續(xù)流二極管，其中每一級(jí)BUCK電路的第二輸入端和第二輸出節(jié)點(diǎn)相連。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，還包括檢測(cè)模塊，用于從與所述功率優(yōu)化器的第一和/或第二等效輸出端相連的傳輸線路上偵測(cè)和提取通信載波，并由所述功率優(yōu)化器的一個(gè)第一控制器從檢測(cè)模塊接收該通信信息。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，該檢測(cè)模塊是高頻傳感器、帶通濾波器、編解碼器、分流器中的任意一種。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率優(yōu)化器，其特征在于，該第一控制器還用于在該檢測(cè)模塊偵測(cè)到關(guān)機(jī)或休眠指令的通信信息時(shí)控制所有BUCK電路結(jié)束電壓轉(zhuǎn)換功能而進(jìn)入關(guān)機(jī)或休眠狀態(tài)，此時(shí)第一控制器還用于控制所述第一開(kāi)關(guān)切換成接通狀態(tài)，用以將該通信電路轉(zhuǎn)換成所述功率優(yōu)化器的第一和第二等效輸出端之間的各個(gè)串接的傳輸電容上殘留電量的泄放支路。11.一種功率優(yōu)化器的通信方法，該功率優(yōu)化器用于對(duì)一級(jí)或多級(jí)光伏電池串進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，其特征在于，該功率優(yōu)化器包括一級(jí)或多級(jí)BUCK電路，其中：任意一級(jí)BUCK電路的第一和第二輸入端分別耦合到與其對(duì)應(yīng)的一級(jí)光伏電池串的正極端和負(fù)極端；以及任意一級(jí)BUCK電路的一個(gè)輸出電容連接在該任意一級(jí)BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間；當(dāng)光伏電池串和BUCK電路的數(shù)量均為一級(jí)時(shí)，此時(shí)單級(jí)的BUCK電路的第一輸出節(jié)點(diǎn)定義為所述功率優(yōu)化器的第一等效輸出端以及單級(jí)的BUCK電路的第二輸出節(jié)點(diǎn)定義為所述功率優(yōu)化器的第二等效輸出端；或者當(dāng)光伏電池串和BUCK電路的數(shù)量均為...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張永，應(yīng)劍東，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：豐郅上海新能源科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31
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