本發(fā)明主要涉及到光伏發(fā)電，更確切的說，是涉及到一種功率優(yōu)化器及功率優(yōu)化器實(shí)現(xiàn)功率優(yōu)化的方法。

背景技術(shù)：

1、能源是生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的資源，能源也是人類當(dāng)前的實(shí)際需求和自然資源的消耗之間體現(xiàn)得較為明顯的矛盾點(diǎn)。伴隨著傳統(tǒng)化工能源例如石油、煤炭、天然氣等的不可再生性，它們?cè)谌找婵萁叩耐瑫r(shí)也導(dǎo)致污染和溫室效應(yīng)等負(fù)面環(huán)境問題。能源是人類社會(huì)存在和社會(huì)進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源日漸減少，太陽能作為重要新能源之一以其永不枯竭、無污染等優(yōu)點(diǎn)，正得到迅速發(fā)展。

2、太陽能分布廣泛且近乎無窮無盡的特點(diǎn)。使用太陽能光伏發(fā)電的問題之一在于光伏能源具有間歇和不確定性特點(diǎn)，很難為負(fù)載提供持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。由于光伏組件不匹配具有隱蔽性，許多太陽能發(fā)電系統(tǒng)可能忽略或毫不知情光伏組件的不匹配問題，會(huì)導(dǎo)致投資的回報(bào)和利潤(rùn)大幅降低，并造成能源浪費(fèi)，功率優(yōu)化則應(yīng)運(yùn)而生。

3、光伏組件不匹配的原因是多方面的，主要是電壓和電流的組合不匹配造成。局部異物遮蔽和飄動(dòng)的云朵、附近物體的遮擋、表面污染、不同的安裝傾角和安裝朝向、老化和溫度變化及其他諸多因素，光伏組件的不匹配誘發(fā)光伏組件產(chǎn)生不平衡電量損失。結(jié)果就是整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)無法運(yùn)作在最大的輸出功率點(diǎn)。當(dāng)前的光伏功率優(yōu)化常常只是單從光伏組件本地端的角度出發(fā)而試圖實(shí)現(xiàn)光伏組件的最佳工作電流乘以最佳工作電壓，可能并未考量到集中式光伏逆變器對(duì)所有光伏組件的串并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行的功率優(yōu)化。單純追蹤光伏組件最佳工作電流乘以最佳工作電壓的典型弊端是，光伏組件之最大功率點(diǎn)附近會(huì)導(dǎo)致其工作電壓的波動(dòng)范圍有限，優(yōu)化器之間的配合難適應(yīng)逆變器優(yōu)化動(dòng)作的調(diào)節(jié)需求，此條件下功率優(yōu)化器無法提供彈性的組串電流和組串電壓來滿足組件的靈活串并聯(lián)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)涉及到一種功率優(yōu)化器，包括：

2、電壓轉(zhuǎn)換器，用于將從光伏組件擷取到的電能轉(zhuǎn)換成輸出功率，電壓轉(zhuǎn)換器的指定輸出參數(shù)和指定輸入?yún)?shù)相比而得到實(shí)際變換比；

3、所述實(shí)際變換比向預(yù)設(shè)的目標(biāo)變換比靠攏，以對(duì)光伏組件實(shí)施功率優(yōu)化（如以減少實(shí)際變換比與預(yù)設(shè)目標(biāo)變換比之間的差異的方式，對(duì)光伏組件實(shí)施功率優(yōu)化）。

4、上述的功率優(yōu)化器，指定輸出參數(shù)和指定輸入?yún)?shù)分別是輸出電壓和輸入電壓。

5、上述的功率優(yōu)化器，指定輸出參數(shù)和指定輸入?yún)?shù)分別是輸出電流和輸入電流。

6、上述的功率優(yōu)化器，所述電壓轉(zhuǎn)換器選自于降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器、升降壓轉(zhuǎn)換器中任意之一。

7、上述的功率優(yōu)化器，將多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器予以串聯(lián)連接，由一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器對(duì)多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換，功率轉(zhuǎn)換器帶有最大功率追蹤功能，由功率轉(zhuǎn)換器對(duì)串聯(lián)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件整體性地實(shí)施最大功率追蹤。

8、上述的功率優(yōu)化器，將多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器予以并聯(lián)連接，由一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器對(duì)多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換，功率轉(zhuǎn)換器帶有最大功率追蹤功能，由功率轉(zhuǎn)換器對(duì)并聯(lián)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件整體性地實(shí)施最大功率追蹤。

9、上述的功率優(yōu)化器，將多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器予以串聯(lián)連接，由一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器對(duì)多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率執(zhí)行最大功率追蹤，所述功率轉(zhuǎn)換器帶有mppt功能。

10、上述的功率優(yōu)化器，將多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器予以并聯(lián)連接，由一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器對(duì)多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率執(zhí)行最大功率追蹤，所述功率轉(zhuǎn)換器帶有mppt功能。

11、上述的功率優(yōu)化器，功率轉(zhuǎn)換器包括執(zhí)行直流到交流轉(zhuǎn)換的逆變器、或者包括執(zhí)行直流到直流轉(zhuǎn)換的直流轉(zhuǎn)換器。

12、上述的功率優(yōu)化器，其中一組串聯(lián)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件視為一個(gè)組串；由單個(gè)組串或多個(gè)并聯(lián)的組串向所述功率轉(zhuǎn)換器供電。

13、上述的功率優(yōu)化器，其中一組并聯(lián)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件視為一個(gè)排組；由單個(gè)排組或多個(gè)并聯(lián)的排組向所述功率轉(zhuǎn)換器供電。

14、上述的功率優(yōu)化器，所述功率轉(zhuǎn)換器將任一單個(gè)組串的組串電流和組串電壓設(shè)置在其最大功率點(diǎn)處。

15、上述的功率優(yōu)化器，當(dāng)由多個(gè)并聯(lián)的組串向所述功率轉(zhuǎn)換器供電時(shí)，將光伏組件數(shù)量不相等的不同組串各自對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換器的目標(biāo)變換比也設(shè)置成不同。

16、上述的功率優(yōu)化器，光伏組件數(shù)量少的組串所對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換器的目標(biāo)變換比，設(shè)置成比光伏組件數(shù)量多的組串所對(duì)應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換器的目標(biāo)變換比要大。

17、上述的功率優(yōu)化器，在單個(gè)組串所對(duì)應(yīng)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器當(dāng)中，將不同的電壓轉(zhuǎn)換器的目標(biāo)變換比設(shè)置成不同或者設(shè)置成相同。

18、本技術(shù)涉及到一種實(shí)現(xiàn)功率優(yōu)化的方法，其中：

19、利用電壓轉(zhuǎn)換器來將從光伏組件擷取到的電能轉(zhuǎn)換成輸出功率，電壓轉(zhuǎn)換器的指定輸出參數(shù)和指定輸入?yún)?shù)相比而得到實(shí)際變換比；

20、通過將所述實(shí)際變換比向預(yù)設(shè)目標(biāo)變換比靠攏，對(duì)光伏組件實(shí)施功率優(yōu)化（例如在由電壓轉(zhuǎn)換器對(duì)光伏組件實(shí)施功率優(yōu)化的階段，通過減少所述實(shí)際變換比與預(yù)設(shè)的目標(biāo)變換比之間的差異，以達(dá)成增加光伏組件功率的優(yōu)化目的）。

21、上述的方法，指定輸出參數(shù)和指定輸入?yún)?shù)分別是輸出電壓和輸入電壓，或者指定輸出參數(shù)和指定輸入?yún)?shù)分別是輸出電流和輸入電流。

22、上述的方法，將多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器予以串聯(lián)連接，由一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器對(duì)多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換，所述功率轉(zhuǎn)換器帶有最大功率追蹤功能，由所述功率轉(zhuǎn)換器對(duì)串聯(lián)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件整體性地實(shí)施最大功率追蹤。

23、上述的方法，將多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器予以并聯(lián)連接，由一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器對(duì)多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換，所述功率轉(zhuǎn)換器帶有最大功率追蹤功能，由所述功率轉(zhuǎn)換器對(duì)并聯(lián)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件整體性地實(shí)施最大功率追蹤。

24、上述的方法，一組串聯(lián)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件視為一個(gè)組串；由單個(gè)組串或多個(gè)并聯(lián)的組串向所述功率轉(zhuǎn)換器供電。

25、上述的方法，一組并聯(lián)的多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換器對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件視為一個(gè)排組；由單個(gè)排組或多個(gè)并聯(lián)的排組向所述功率轉(zhuǎn)換器供電。

26、上述的方法，所述功率轉(zhuǎn)換器將任一單個(gè)組串的組串電流和組串電壓設(shè)置在其最大功率點(diǎn)處。例如此時(shí)單個(gè)組串中未被遮擋的光伏組件處于自身的最大功率點(diǎn)處、單個(gè)組串中發(fā)生遮擋事件的光伏組件則處于當(dāng)前的最優(yōu)功率點(diǎn)處而非最大功率點(diǎn)處。

27、上述的方法，電壓轉(zhuǎn)換器配置有一個(gè)用于操縱電壓轉(zhuǎn)換器以執(zhí)行電壓轉(zhuǎn)換的控制器而且控制器通過改變電壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的所述實(shí)際變換比，來減少所述實(shí)際變換比與預(yù)設(shè)的目標(biāo)變換比之間的所述差異（即控制所述實(shí)際變換比向預(yù)設(shè)的目標(biāo)變換比靠攏）。

28、上述的方法，所述的控制器接收到的設(shè)置成為可編程式的所述目標(biāo)變換比的大小是可調(diào)節(jié)的。

29、本技術(shù)涉及到一種功率優(yōu)化器，包括：

30、dc/dc轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)光伏組件實(shí)施功率優(yōu)化，為dc/dc轉(zhuǎn)換器設(shè)定有一個(gè)基于電壓的目標(biāo)變換比，其中dc/dc轉(zhuǎn)換器在工作時(shí)的輸出電壓和輸入電壓相比而得到實(shí)際變換比，所述實(shí)際變換比向預(yù)設(shè)目標(biāo)變換比靠攏，以對(duì)光伏組件實(shí)施功率優(yōu)化（例如以減少所述實(shí)際變換比與目標(biāo)變換比之間的差異的方式來實(shí)施功率優(yōu)化）。

31、上述的功率優(yōu)化器，將多級(jí)dc/dc轉(zhuǎn)換器予以串聯(lián)連接起來，其中由一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器對(duì)dc/dc電壓轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換，所述功率轉(zhuǎn)換器帶有最大功率追蹤功能，由所述功率轉(zhuǎn)換器對(duì)串聯(lián)的多級(jí)dc/dc轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件整體性地實(shí)施最大功率追蹤。

32、上述的功率優(yōu)化器，將多級(jí)dc/dc轉(zhuǎn)換器予以并聯(lián)連接起來，其中由一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器對(duì)dc/dc電壓轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換，所述功率轉(zhuǎn)換器帶有最大功率追蹤功能，由所述功率轉(zhuǎn)換器對(duì)并聯(lián)的多級(jí)dc/dc轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件整體性地實(shí)施最大功率追蹤。

33、上述的功率優(yōu)化器，一組串聯(lián)的多級(jí)dc/dc轉(zhuǎn)換器所對(duì)應(yīng)的多個(gè)光伏組件視為一個(gè)組串，由單個(gè)組串或多個(gè)并聯(lián)的組串向所述功率轉(zhuǎn)換器供電。例如此時(shí)任一組串中未被遮擋的光伏組件處于自身的最大功率點(diǎn)處、任一組串中發(fā)生遮擋事件的光伏組件則處于當(dāng)前的最優(yōu)功率點(diǎn)處而非最大功率點(diǎn)處。

34、上述的功率優(yōu)化器，電壓轉(zhuǎn)換器配置有一個(gè)用于操縱電壓轉(zhuǎn)換器以執(zhí)行電壓轉(zhuǎn)換的控制器而且控制器通過改變電壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的所述實(shí)際變換比來減少所述差異。

35、上述的功率優(yōu)化器，所述的執(zhí)行電壓轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行降壓式的電壓轉(zhuǎn)換、升壓式的電壓轉(zhuǎn)換或者升降壓式的電壓轉(zhuǎn)換。

36、上述的功率優(yōu)化器，所述的控制器通過調(diào)節(jié)用于驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換器執(zhí)行電壓轉(zhuǎn)換的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比的方式來實(shí)現(xiàn)所述實(shí)際變換比的改變。

37、上述的功率優(yōu)化器，電壓轉(zhuǎn)換器還配置有用于感測(cè)電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電流和/或輸出電流的電流傳感器，以及電壓轉(zhuǎn)換器還配置有用于感測(cè)電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和/或輸出電壓的電壓傳感器，電流傳感器和電壓傳感器將采集到的電流信息（輸入電流和/或輸出電流）和/或電壓信息（輸入電壓和/或輸出電壓）輸送給電壓轉(zhuǎn)換器配置的控制器。

38、本技術(shù)涉及一種功率優(yōu)化器，包括：

39、dc/dc轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)光伏組件實(shí)施功率優(yōu)化，為dc/dc轉(zhuǎn)換器設(shè)定有一個(gè)基于電流的目標(biāo)變換比，其中dc/dc轉(zhuǎn)換器在工作時(shí)的輸出電流和輸入電流相比而得到實(shí)際變換比，所述實(shí)際變換比向預(yù)設(shè)目標(biāo)變換比靠攏，以對(duì)光伏組件實(shí)施功率優(yōu)化（例如以減少所述實(shí)際變換比與目標(biāo)變換比之間的差異的方式來實(shí)施功率優(yōu)化）。