本發明專利技術公開了一種基于MPPT升壓的二次升壓電路及分布式太陽能電池組。基于MPPT升壓的二次升壓電路，利用超級電容和充電均衡模塊，使得二次升壓后的輸出功率在一定時間內穩定，并且進一步利用超級電容祈禱穩定輸出功率的作用；分布式太陽能電池組由N個單個的太陽能電池板(11)～(1n)并聯而成的電池組、該太陽能電池組的每一太陽能電池板上并聯的一個基于MPPT升壓的二次升壓電路的前端電路(21)～(2n)、逆變器(3)、電力網絡模塊，外部連接器(5)和通訊總線組成。與現有技術相比，本發明專利技術能夠消除太陽電池組原有的由于熱島效應而引起的擊穿，同時又能保證太陽能電池組的高效能發電。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種應用于太陽能發電系統的高效能太陽能電池組，特別是涉及ー種基于MPPT升壓的二次升壓電路的太陽能電池組設計。
技術介紹
在太陽能發電系統中，需要先將太陽能電池板發出的低壓交流電升高到與交流市電相匹配的電壓，再將直流電變成交流正旋波，與市電同步后并入電網。目前普遍采用的方 法是將數百塊至一千塊太陽能電池串聯后形成太陽能電池組，這樣可得到一百伏至5百伏的電壓。但是，這種現有技術中的串聯太陽能電池組，由N串太陽能電池板組并聯而成，每串電池板組由ー個連接器進行自由連接，從而分別連接MPPT電路，其電路如圖I所示。這種方案存在的技術缺陷是I)當一串太陽能電池板組中的一個單板壞掉時，需摘除整串電池板組，影響了對太陽能的發電功率；2)這種設計看似簡單，但實際上由于太陽能電池的不匹配及使用環境不同，造成輸出電壓低的太陽能電池組輸出電流小，更多的電能變成熱能使太陽能電池變熱，形成熱島，造成太陽能電池損壞。為了解決這ー問題，本專利技術在每ー個封裝好的太陽能電池板上加裝帶最大輸出功率點跟蹤的基于MPPT升壓的二次升壓電路，將每塊電池板輸出的電壓升高到200伏至400伏以上。這樣ー來，可將電路的輸出直接并聯，送入并網逆變器。并且，由于電路可以精確控制每一塊太陽能電池板的輸出功率和電路的輸出電壓，這樣就可避免熱島的形成，同時可提高太陽能電池板的輸出功率2%-4%。但是，上述設計的主要問題是由于輸出電壓高，造成的開關損耗也隨之増大。對于PWM系統而言，開關損耗是ー個固定值。這樣在光照不足的情況下，系統的效率就會大大降低。如對于ー個300W的太陽能電池板，開關損耗為14W，僅為4. 7% ;在300瓦輸出時，效率為95.3%，是可以接受的。但當早晩或陰天時，太陽能電池板的輸出功率只有30瓦，這時的轉換效率下降為53%。這樣的系統是不可以接受的。因此，本專利技術正是針對如何利用最大輸出功率點跟蹤的基于MPPT升壓的升壓電路，保證太陽能電池系統始終有較高的轉換效率的而提出的解決方案。
技術實現思路
基于上述現有技術問題，本專利技術提出了一種基于MPPT升壓的二次升壓電路，利用超級電容和充電均衡模塊，使得二次升壓后的輸出功率在一定時間內穩定，并且進ー步利用超級電容祈禱穩定輸出功率的作用；另外，本專利技術提出了一種基于MPPT升壓的高效太陽能電池組，通過并聯設置的多個太陽能電池組及該多個太陽能電池組與基于MPPT升壓的二次升壓電路的連接設置，實現控制升壓電路輸出相位的數量，改變開關損耗的大小，從而保證電路始終有較高的轉換效率的高效太陽能電池組。本專利技術提出的一種基于MPPT升壓的二次升壓電路，該電路包括MPPT升壓模塊、充電均衡模塊、兩個超級電容以控制器、及兩個二次升壓模塊，MPPT升壓模塊有兩路輸出，一路經充電均衡模塊,一路未經充電均衡模塊,輸出功率分別為P1，P2，通過控制器對輸出功率進行分配，太陽能電池板的平均輸出功率PO等于Pl平均值和P2平均值的和；P1，P2之后分別連接二次升壓電路然后并聯，輸出功率恒定為Pout=Pl+P2ホPO，其中MPPT升壓電路的使能信號C0N3來自控制器；充電均衡模塊，保證每個超級電容的電壓不超過最大耐壓，而且保證每個超級電容電壓相同以獲得P2點的最高電壓；當充電均衡模塊給MPPT電路的信號CONl代表充電均衡模塊處于等待請求狀態request ;充電均衡模塊給二次升壓電路的信號C0N2代表充電均衡就緒狀態ready ；超級電容EDLC，作為儲能元件，起到在穩定輸出功率的作用；控制器，其輸入一路為第一參考電壓Vrefl，另一路PO則由MPPT升壓電路產生，兩路作為控制器的輸入參數計算出參考電壓ニ Vref2，用于第二路二次升壓電路的輸出功率計算，保證一定時間內輸出功率恒定，當P I=PO吋，充電均衡模塊將自動開啟，用于補電，保證二次升壓后的輸出功率恒定；控制器通過通訊接ロ，接入通訊總線，和遠程終端相連接；二次升壓電路其輸入信號一路直接由MPPT升壓電路輸出，通過普通電容濾波，直接連接二次升壓電路；另一路則通過充電均衡電路和超級電容EDLC，輸出連接二次升壓電路，；輸入電壓為第一、第二參考電壓Vrefl，Vref2，用于確定Pl和P2的值，其中Vref2是由控制器計算得出的，輸出并聯之后，短時間內輸出功率恒定，即Pout=Pl+P2。基于MPPT升壓的二次升壓電路的分布式太陽能電池組，包括多個太陽能電池組、前端電路、逆變器、電カ網絡模塊power grid,其特征在于,所述太陽能電池組為由N個單個的太陽能電池板(If In)并聯而成的電池組；所述電池組都連接一個基于MPPT升壓電路的二次升壓電路作為前端電路，所述作為前端電路的基于MPPT升壓的二次升壓電路包括MPPT升壓模塊有兩路輸出，一路經充電均衡模塊,一路未經充電均衡模塊，輸出功率分別為Pl，P2，通過控制器對輸出功率進行分配，太陽能電池板的平均輸出功率PO等于Pl平均值和P2平均值的和；P1，P2之后分別連接二次升壓電路然后并聯，輸出功率恒定為Pout=Pl+P2デPO，其中MPPT升壓電路的使能信號C0N3來自控制器；充電均衡模塊，保證每個超級電容的電壓不超過最大耐壓，而且保證每個超級電容電壓相同以獲得P2點的最高電壓；當充電均衡模塊給MPPT電路的信號CONl代表充電均衡模塊處于等待請求狀態request ;充電均衡模塊給二次升壓電路的信號C0N2代表充電均衡就緒狀態ready ；超級電容EDLC，作為儲能元件，起到在穩定輸出功率的作用； 控制器，其輸入一路為第一參考電壓Vrefl，另一路PO則由MPPT升壓電路產生，兩路作為控制器的輸入參數計算出參考電壓ニ Vref2，用于第二路二次升壓電路的輸出功率計算，保證一定時間內輸出功率恒定，當P I=PO吋，充電均衡模塊將自動開啟，用于補電，保證二次升壓后的輸出功率恒定；控制器通過通訊接ロ，接入通訊總線，和遠程終端相連接；二次升壓電路其輸入信號一路直接由MPPT升壓電路輸出，通過普通電容濾波，直接連接二次升壓電路；另一路則通過充電均衡電路和超級電容EDLC，輸出連接二次升壓電路，；輸入電壓為第一、第二參考電壓Vrefl，Vref2，用于確定Pl和P2的值，其中Vref2是由控制器計算得出的， 輸出并聯之后，短時間內輸出功率恒定，即Pout=Pl+P2 ；所述太陽能電池組還包括外部連接器5和通訊總線；其中，每個電池板Ifln分別由與其并聯的ー個前端電路，即基于MPPT升壓的ニ次升壓電路2n控制，同時由外部連接器5控制，通過通訊總線進行自由連接；并聯的電池組輸出匯總到電源總線上，電源總線正極和電源總線負極分別連接逆變器3的正負極，再通過逆變器3與電カ網絡power grid4連接。與現有技術相比，本專利技術能夠消除太陽電池組原有的由于熱島效應而引起的擊穿，同時又能保證太陽能電池組的高效能發電。附圖說明圖I為現有技術中的串聯結構的太陽能電池組接法原理圖；圖2為本專利技術的基于MPPT升壓的二次升壓電路的高效太陽能電池組接法原理圖；圖3為作為分布式太陽能電池前端電路的基于MPPT升壓的二次升壓電路的框圖。具體實施例方式本專利技術是針對太陽能發電系統的特殊應用而設計的專用電路。本專利技術采用的并聯太陽能電池組，接法如本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于MPPT升壓的二次升壓電路，該電路包括MPPT升壓模塊、充電均衡模塊、兩個超級電容以控制器、及兩個二次升壓模塊，其特征在干， MPPT升壓模塊有兩路輸出，一路經充電均衡模塊，一路未經充電均衡模塊，輸出功率分別為P1，P2，通過控制器對輸出功率進行分配，太陽能電池板的平均輸出功率PO等于Pl平均值和P2平均值的和；P1，P2之后分別連接二次升壓電路然后并聯，輸出功率恒定為Pout=P1+P2デPO，其中MPPT升壓電路的使能信號C0N3來自控制器； 充電均衡模塊，保證每個超級電容的電壓不超過最大耐壓，而且保證每個超級電容電壓相同以獲得P2點的最高電壓；當充電均衡模塊給MPPT電路的信號CONl代表充電均衡模塊處于等待請求狀態request ;充電均衡模塊給二次升壓電路的信號C0N2代表充電均衡就緒狀態ready ； 超級電容EDLC，作為儲能元件，起到在穩定輸出功率的作用； 控制器，其輸入一路為第一參考電壓Vrefl，另一路PO則由MPPT升壓電路產生，兩路作為控制器的輸入參數計算出參考電壓ニ Vref2，用于第二路二次升壓電路的輸出功率計算，保證一定時間內輸出功率恒定，當PI = PO吋，充電均衡模塊將自動開啟，用于補電，保證ニ次升壓后的輸出功率恒定；控制器通過通訊接ロ，接入通訊總線，和遠程終端相連接； 二次升壓電路其輸入信號一路直接由MPPT升壓電路輸出，通過普通電容濾波，直接連接二次升壓電路；另一路則通過充電均衡電路和超級電容EDLC，輸出連接二次升壓電路，；輸入電壓為第一、第二參考電壓Vrefl，Vref2，用于確定Pl和P2的值，其中Vref2是由控制器計算得出的，輸出并聯之后，短時間內輸出功率恒定，即Pout = P1+P2。2.利用權利要求I所述的基于MPPT升壓的二次升壓電路的分布式太陽能電池組，包括多個太陽能電池組、前端電路、逆變器、電カ網絡模塊power grid,其特征在于,所述太陽能電池組為由N個單個的太陽能電池板(11) (In)并聯而成的電池組；所述電池組都連接一個基于MPPT升壓電路的二次升壓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：褚以人，張雅凡，
申請(專利權)人：蘇州英諾華微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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