專利名稱：一種基于分組mppt控制的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種新型的太陽(yáng)能并網(wǎng)方式，尤其是一種基于分組MPPT控制的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著世界能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，能源和環(huán)境成為二十一世紀(jì)人類所面臨的重大基本問(wèn)題，清潔、可再生能源的發(fā)展和應(yīng)用越來(lái)越受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。 作為地球生命之源的太陽(yáng)能是人類最重要的可再生能源。太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤，太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng)可以維持幾十億至幾百億年，相對(duì)于人類的有限生存時(shí)間而言，太陽(yáng)能可以說(shuō)是取之不盡，用之不竭的。由于上述原因，新型的分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能板和并網(wǎng)變流器組成，其中太陽(yáng)能板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，變流器將直流電轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻同壓的交流電并網(wǎng)。由太陽(yáng)能的性能決定，環(huán)境變化對(duì)其輸出電壓和功率有很大影響，為保證系統(tǒng)輸出的可靠并網(wǎng)及太陽(yáng)能板能量的充分利用，出現(xiàn)了多種光伏并網(wǎng)方式， 包括集中式、交流模塊式，但這些方式都有自身的缺點(diǎn)。集中式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是將多個(gè)太陽(yáng)能板模塊(PV module)并聯(lián)后，接入統(tǒng)一的三相DC/AC逆變器。為避免PV module輸出電壓大范圍變化影響DC/AC的工作，采用大量PV 串聯(lián)結(jié)構(gòu)，采用二極管并聯(lián)擴(kuò)大系統(tǒng)容量，由于采用集中式的最大功率跟蹤控制，且每個(gè)PV module的工作狀態(tài)不同，每個(gè)PVmodule的最大功率得不到利用，造成了系統(tǒng)總功率損耗。 由于集中變流器容量較大，多采用晶閘管器件，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生較大的電流諧波，降低工作效率。并且集中式系統(tǒng)一旦搭建完成，不易擴(kuò)展容量。交流模塊是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是將單個(gè)太陽(yáng)能板和變流器集成為一個(gè)電氣設(shè)備，同時(shí)該電氣設(shè)備分別連接一個(gè)DC/AC變流器。這種結(jié)構(gòu)消除了由于太陽(yáng)能板之間的不匹配造成的損耗，使每個(gè)太陽(yáng)能板都能獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)MPPT，且便于系統(tǒng)擴(kuò)展，但由于單個(gè)太陽(yáng)能板的輸出電壓大范圍變化，使得DC/AC在過(guò)低的輸出電壓下不能正常工作，系統(tǒng)效率降低，且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使每瓦電量的成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的不足，本發(fā)明提出了一種新的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)方式，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所述的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)交流電和直流電兩種并網(wǎng)方式，其技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，包含發(fā)電裝置，DC/DC變流平臺(tái)，直流集中平臺(tái)，DC/AC逆變平臺(tái)，DC/DC集中變流裝置；先將發(fā)電設(shè)備——太陽(yáng)能板模塊(PV module)與一個(gè)DC/DC變換器連接，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的發(fā)電單元，使所發(fā)電能分別單獨(dú)輸出，然后將多路DC/DC變流器的輸出并聯(lián)接入到直流電集中平臺(tái)，然后通過(guò)DC/AC并網(wǎng)變換器完成并網(wǎng)。本發(fā)明所述的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，每個(gè)太陽(yáng)能板模塊與DC/DC相連組成獨(dú)立的發(fā)電單元，該發(fā)電單元各自攜帶的DC/DC直流變換組件完成對(duì)光伏陣列發(fā)出的直流電能最大功率點(diǎn)跟蹤，即獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤，充分利用發(fā)電系統(tǒng)輸入的能量；通過(guò)DC/AC 穩(wěn)定直流側(cè)電壓，即使環(huán)境變化使太陽(yáng)能板的輸出電壓波動(dòng)，也可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行正常； 并且便于選擇裕量適中的DC/AC開(kāi)關(guān)元件，使DC/AC的容量得以充分利用。另外通過(guò)調(diào)節(jié)并聯(lián)DC/DC模塊單元的數(shù)量，系統(tǒng)的容量可在一定范圍內(nèi)任意擴(kuò)展。當(dāng)DC/AC逆變器更換，電壓等級(jí)提高時(shí)，可通過(guò)串聯(lián)DC/DC模塊單元的方法，擴(kuò)展容量。本發(fā)明所述的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，發(fā)電單元包括但不限于太陽(yáng)能板模塊，可各種不同形式及類型，甚至能采用不同方式的發(fā)電裝置，如風(fēng)力發(fā)電裝置等。


圖1是基于交流集中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)接入電網(wǎng)方式的示意圖。圖2是基于直流集中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)接入電網(wǎng)方式的示意圖。圖3是本發(fā)明所述并網(wǎng)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.發(fā)電裝置，11.發(fā)電組件，2. DC/DC變流平臺(tái)，21. DC/DC變流器，22. AC/DC 變流器，3. DC/AC逆變裝置，4. DC/DC變流裝置，100.太陽(yáng)能發(fā)電模塊，200. MPPT控制模塊， 300. DC/DC變流裝置，400.風(fēng)力發(fā)電模塊，500. AC/DC變流裝置，600. DC/DC變流裝置，700.
直流/交流逆變器。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，將組成發(fā)電裝置1的若干發(fā)直流電的發(fā)電組件11分別與DC/DC變流平臺(tái)2的一個(gè)DC/DC變流器21相連接，或?qū)⒔M成發(fā)電裝置1的若干發(fā)交流電的發(fā)電組件11 與一個(gè)AC/DC變流平臺(tái)22及一個(gè)DC/DC變流器21串聯(lián)連接，分別組成發(fā)電單元，通過(guò)DC/ DC變流器21完成對(duì)發(fā)電組件11所發(fā)電能的最大功率點(diǎn)跟蹤，并將輸出的直流電壓升壓/ 降壓至直流集中平臺(tái)的電壓等級(jí)，其次將所有DC/DC變流平臺(tái)21所輸出的直流電并聯(lián)后與 DC/AC逆變裝置3相連接，將電流輸入交流電網(wǎng)中。如圖2所示，將組成發(fā)電裝置1的若干發(fā)直流電的發(fā)電組件11分別與DC/DC變流平臺(tái)2的一個(gè)DC/DC變流器21相連接，或?qū)⒔M成發(fā)電裝置1的若干發(fā)交流電的發(fā)電組件11 與一個(gè)AC/DC變流平臺(tái)22及一個(gè)DC/DC變流器21串聯(lián)連接，分別組成發(fā)電單元，通過(guò)DC/ DC變流器21完成對(duì)發(fā)電組件11所發(fā)電能的最大功率點(diǎn)跟蹤，并將輸出的直流電壓升壓/ 降壓至直流集中平臺(tái)的電壓等級(jí)，其次將所有DC/DC變流平臺(tái)21所輸出的直流電并聯(lián)后與 DC/DC變流裝置連接，將電流輸出直流電網(wǎng)中。如圖3所示，本發(fā)明所述并網(wǎng)系統(tǒng)包括太陽(yáng)能發(fā)電模塊100，MPPT控制模塊200， DC/DC變流裝置300，風(fēng)力發(fā)電模塊400，AC/DC變流裝置500，DC/DC變流裝置600，直流/ 交流逆變器700。其中MPPT控制模塊200與每一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電模塊100連接，對(duì)每一個(gè)發(fā)電模塊進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤，以確保發(fā)電模塊的高效率。以上是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而非限定，基于本發(fā)明思想的其他實(shí)施方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于分組MPPT控制的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，它是這樣實(shí)現(xiàn)的，其特征是，包括發(fā)電模塊，MPPT控制模塊，DC/DC變流器和逆變器，其中MPPT控制模塊對(duì)每一個(gè)發(fā)電模塊進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤，DC/DC變流器將太陽(yáng)能發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能升壓，逆變器將電能轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)所需的供電形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分組MPPT控制的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征是， 所述發(fā)電模塊為太陽(yáng)能發(fā)電模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分組MPPT控制的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征是， 所述發(fā)電模塊為太陽(yáng)能發(fā)電模塊與其他形式發(fā)電模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于分組MPPT控制的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征是， 所述其他形式發(fā)電模塊為風(fēng)力發(fā)電模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分組MPPT控制的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征是， 所述逆變器為直流/交流逆變器。
全文摘要
本發(fā)明所述的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)交流電和直流電兩種并網(wǎng)方式，其技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，包含發(fā)電裝置，DC/DC變流平臺(tái)，直流集中平臺(tái)，DC/AC逆變平臺(tái)，DC/DC集中變流裝置；先將發(fā)電設(shè)備——太陽(yáng)能板模塊與一個(gè)DC/DC變換器連接，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的發(fā)電單元，使所發(fā)電能分別單獨(dú)輸出，然后將多路DC/DC變流器的輸出并聯(lián)接入到直流電集中平臺(tái)，然后通過(guò)DC/AC并網(wǎng)變換器完成并網(wǎng)。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102457068SQ201010515159
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者何兵 申請(qǐng)人:上海復(fù)萊信息技術(shù)有限公司