專利名稱：一種光伏陣列匯流箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光伏陣列匯流箱。
背景技術(shù)：
隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模興起，對(duì)于較大規(guī)模的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，為了減少光伏組件(太陽(yáng)能電池)與并網(wǎng)逆變器之間的連接線，方便維護(hù)，需在光伏組件與并網(wǎng)逆變器之間增加光伏陣列直流匯流裝置(即光伏陣列匯流箱)，其作用是將一定數(shù)量的光伏陣列(太陽(yáng)能電池串列)匯流成一路直流輸出，然后由并網(wǎng)逆變器將所述匯流后的直流電逆變?yōu)榻涣麟姾髠鬏斨凛旊娋W(wǎng)絡(luò)。為了提高光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的整體效率，現(xiàn)有的光伏并網(wǎng)逆變器一般具有最大功率跟蹤(MPPT, Maximum Power PointTracking)功能，用于對(duì)所述逆變器的輸入功率，即光伏陣列匯流箱的輸出功率進(jìn)行最大功率跟蹤。但是大規(guī)模光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)都是由大功率并網(wǎng)逆變器組成，其用于對(duì)匯入的眾多路光伏陣列進(jìn)行逆變(例如，500KW并網(wǎng)逆變器通常用于對(duì)匯入的70路、每路IOA的光伏陣列進(jìn)行逆變)，且大功率光伏并網(wǎng)逆變器只能對(duì)所有匯入的光伏陣列的總輸出進(jìn)行最大功率跟蹤，而無(wú)法對(duì)光伏陣列各支路進(jìn)行最大功率跟蹤，也就是說(shuō)所述逆變器的最大功率跟蹤功能只能實(shí)現(xiàn)對(duì)匯流箱輸出的總功率進(jìn)行跟蹤， 其跟蹤到的最大功率點(diǎn)是一個(gè)平均值，這種最大功率跟蹤方法對(duì)提高太陽(yáng)能的利用率雖然具有一定的效果，但是對(duì)于輸入?yún)R流箱的光伏陣列各支路來(lái)說(shuō)，由于光伏組件廠商制造的光伏組件存在批次制造差異，光伏組件之間存在光照差異等，使得每個(gè)光伏陣列支路的最大輸出功率點(diǎn)是不一樣的，如果光伏陣列各支路都按并網(wǎng)逆變器跟蹤到的總輸出功率(即平均最大功率)工作，則會(huì)使有些光伏陣列支路并沒(méi)有工作在該支路的最大功率點(diǎn)處，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)中的太陽(yáng)能的利用率沒(méi)有達(dá)到最大。針對(duì)以上問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)又提出了多種對(duì)光伏陣列匯流箱的各輸入支路(即匯入?yún)R流箱的光伏陣列各支路)進(jìn)行最大功率跟蹤的方法，用于對(duì)各輸入支路分別進(jìn)行最大功率跟蹤，使得各輸入支路均工作在各自的最大功率點(diǎn)處。例如可通過(guò)在各輸入支路中分別加入DC/DC升壓模塊的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)各輸入支路的最大功率跟蹤，所述DC/DC升壓模塊可采用現(xiàn)有的Boost升壓電路，其包括開(kāi)關(guān)管和儲(chǔ)能電感，各輸入支路根據(jù)其跟蹤到的最大功率跟蹤點(diǎn)處的電壓值，分別采用Boost升壓電路將每個(gè)輸入支路的輸出電壓升壓至該支路的最大功率點(diǎn)處的電壓值，從而使每個(gè)輸入支路都以最大功率進(jìn)行輸出。但實(shí)際上，無(wú)論是采用在各輸入支路中分別加入DC/DC升壓模塊而實(shí)現(xiàn)的各輸入支路最大功率跟蹤方法，還是采用其他的各輸入支路最大功率跟蹤方法，仍存在如下問(wèn)題由于每個(gè)輸入支路的最大功率點(diǎn)并不相同，如果通過(guò)現(xiàn)有的各輸入支路最大功率跟蹤方法使得各輸入支路均工作在各自的最大功率點(diǎn)處，則各輸入支路經(jīng)匯流箱中的匯流排并聯(lián)輸出后，由于匯流排上的電壓值(即直流母線電壓值)是所有并聯(lián)的輸入支路電壓的一個(gè)綜合值，也就使得各輸入支路的工作電壓變成了匯流排上的電壓值，而不是各輸入支路原來(lái)的最大功率點(diǎn)處的電壓值了，因此匯流箱各輸入支路的輸出功率并沒(méi)有達(dá)到最大，從而導(dǎo)致匯流箱的總輸出功率也無(wú)法達(dá)到最大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種光伏陣列匯流箱，該匯流箱在其各輸入支路均具有最大功率跟蹤功能的基礎(chǔ)上，使得每個(gè)輸入支路在匯流后仍能以最大功率進(jìn)行輸出，有效解決了因匯流箱各輸入支路的最大功率點(diǎn)不同而使得各輸入支路的輸出功率在匯流后無(wú)法達(dá)到最大的問(wèn)題。解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是所述光伏陣列匯流箱包括多路直流輸入支路，所述多路直流輸入支路并聯(lián)后匯流成一路直流輸出，每路直流輸入支路均具備最大功率跟蹤功能，使得每路直流輸入支路均工作在各自的最大功率點(diǎn)處，所述匯流箱還包括分別與所述多路直流輸入支路串聯(lián)的多個(gè)電壓補(bǔ)償單元，以及比較計(jì)算單元，所述比較計(jì)算單元用于比較得出各路直流輸入支路最大功率點(diǎn)處電壓的最大值， 然后分別計(jì)算所述電壓的最大值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值之差，并將所述差值分別輸出至各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元處；所述電壓補(bǔ)償單元的數(shù)量與直流輸入支路的數(shù)量相等，用于根據(jù)所述差值對(duì)其對(duì)應(yīng)的直流輸入支路進(jìn)行電壓補(bǔ)償，使該路直流輸入支路的輸出電壓值等于所述電壓的最大值。優(yōu)選的是，所述比較計(jì)算單元包括比較模塊與計(jì)算模塊，所述比較模塊的輸入端與所述多路直流輸入支路的輸出端相連，用于對(duì)所述多路直流輸入支路分別進(jìn)行最大功率跟蹤后得到的最大功率點(diǎn)處電壓進(jìn)行比較與分析，得出其中最大值作為該匯流箱匯流輸出的直流母線電壓值，并將所述直流母線電壓值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值實(shí)時(shí)輸出至計(jì)算模塊；所述計(jì)算模塊的輸出端與所述多個(gè)電壓補(bǔ)償單元相連，用于計(jì)算所述直流母線電壓值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值之差，并將所述差值分別輸出至各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元處。優(yōu)選的是，所述每個(gè)電壓補(bǔ)償單元均包括調(diào)壓模塊與控制模塊，所述控制模塊與比較計(jì)算單元中的計(jì)算模塊相連，用于根據(jù)該電壓補(bǔ)償單元對(duì)應(yīng)的差值控制調(diào)壓模塊輸出與所述差值相等的電壓值。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述調(diào)壓模塊包括第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、電感以及電容，所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極與該調(diào)壓模塊的正極輸入端相連，第一開(kāi)關(guān)管的源極與第二開(kāi)關(guān)管的漏極相連，第二開(kāi)關(guān)管的漏極與該調(diào)壓模塊的負(fù)極輸入端相連，所述電感的輸入端與第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)相連，電感的輸出端與電容的負(fù)極相連，電容的正極與第一開(kāi)關(guān)管的漏極相連，該調(diào)壓模塊的輸出端正負(fù)極分別與電容的正負(fù)極相連；所述控制模塊通過(guò)控制第一開(kāi)關(guān)管與第二開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)占空比來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)壓模塊輸出的電壓值，使該電壓值與所述差值相等。優(yōu)選的是，所述電壓補(bǔ)償單元還包括逆變模塊、降壓模塊以及整流模塊，所述逆變模塊的輸入端與該電壓補(bǔ)償單元對(duì)應(yīng)的直流輸入支路的輸出端相連，用于將輸入該支路的直流電逆變?yōu)榻涣麟?；所述降壓模塊的輸入端與逆變模塊的輸出端相連，用于對(duì)所述交流電進(jìn)行降壓；所述整流模塊的輸入端與降壓模塊的輸出端相連，用于將所述降壓后的交流電整流成單向脈動(dòng)性直流電；所述調(diào)壓模塊的輸入端與整流模塊的輸出端相連，用于將所述單向脈動(dòng)性直流電作為電源并根據(jù)控制模塊輸出的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)壓。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述逆變模塊采用逆變電路；所述整流模塊采用整流電路；所述降壓模塊采用隔離變壓器。優(yōu)選的是，所述匯流箱還包括多個(gè)第一電路保護(hù)單元，其分別串聯(lián)在各路直流輸入支路的輸出端與各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元之間，用于對(duì)該匯流箱進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述第一電路保護(hù)單元采用熔斷器。優(yōu)選的是，所述匯流箱還包括第二電路保護(hù)單元，其與所述匯流箱的輸出端相連， 用于對(duì)該匯流箱進(jìn)行過(guò)載及短路保護(hù)。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述第二電路保護(hù)單元采用直流斷路器。有益效果本發(fā)明所述光伏陣列匯流箱在其各直流輸入支路均具有最大功率跟蹤功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)在每路直流輸入支路上都串聯(lián)一個(gè)電壓補(bǔ)償單元，用于補(bǔ)償該路直流輸入支路最大功率點(diǎn)處電壓與匯流箱匯流輸出的直流母線電壓之間的差值，使得每路直流輸入支路在匯流后仍能以最大功率進(jìn)行輸出，而不會(huì)因各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓不同而導(dǎo)致匯流輸出的直流母線電壓將原本各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓改變，從而使得該匯流箱的總輸出功率達(dá)到最大，有效地提高了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的整體效率。經(jīng)實(shí)際檢測(cè)可知，采用不具備最大功率跟蹤功能光伏陣列匯流箱的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的損失率高達(dá)3%，采用現(xiàn)有的具有最大功率跟蹤功能光伏陣列匯流箱的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的損失率降低至2%，而采用本發(fā)明所述光伏陣列匯流箱的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的損失率只有1%左右。由于本發(fā)明匯流箱的各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓之間相差不大，對(duì)串聯(lián)在各路直流輸入支路上的電壓補(bǔ)償單元的輸出功率的要求也就比較低，因此所述電壓補(bǔ)償單元可以對(duì)該支路先降壓之后再調(diào)壓(如將該支路上的幾百伏的電壓降壓整流為幾十伏的電壓，再針對(duì)所述幾十伏的電壓進(jìn)行調(diào)壓)，使得調(diào)壓模塊中的開(kāi)關(guān)管及電感、電容的工作電壓和工作電流都很小，故該電壓補(bǔ)償單元電路中的熱損耗很小，簡(jiǎn)化了該電壓補(bǔ)償單元電路的熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與器件的選型。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I中光伏陣列匯流箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中比較計(jì)算單元與電壓補(bǔ)償單元的連接示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例I中電壓補(bǔ)償單元的電路原理示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例I中光伏陣列匯流箱的電路原理示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例I中光伏陣列匯流箱的控制流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明光伏陣列匯流箱作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例I :如圖I所示，所述光伏陣列匯流箱包括多路直流輸入支路、多個(gè)電壓補(bǔ)償單元以及比較計(jì)算單元。其中，所述每路直流輸入支路均具備最大功率跟蹤功能。這里，所述直流輸入支路具備最大功率跟蹤功能可采用現(xiàn)有的在光伏陣列匯流箱的各輸入支路分別加入 DC/DC升壓模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以采用其他的能夠?qū)崿F(xiàn)最大功率跟蹤功能的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述多路直流輸入支路并聯(lián)后匯流成一路直流輸出，可采用匯流排將所述多路直流輸入支路并聯(lián)后匯流成一路，優(yōu)選所述匯流排采用匯流銅排。其中每路直流輸入支路輸入端的正負(fù)極分別與一光伏陣列(太陽(yáng)能電池串列)輸出端的正負(fù)極相連，每路直流輸入支路輸出端的正負(fù)極分別與匯流排的正負(fù)極相連，該匯流箱的輸出端與后級(jí)的逆變器的輸入端相連。所述多個(gè)電壓補(bǔ)償單元分別與多路直流輸入支路串聯(lián)，即所述電壓補(bǔ)償單元的數(shù)量與直流輸入支路的數(shù)量相同，且每一電壓補(bǔ)償單元均對(duì)應(yīng)一路直流輸入支路。其中，每個(gè)電壓補(bǔ)償單元均位于其對(duì)應(yīng)的直流輸入支路的輸出端與所述匯流排之間。所述比較計(jì)算單元的輸入端分別與各路直流輸入支路的輸出端相連，所述比較計(jì)算單元的輸出端分別與所述多個(gè)電壓補(bǔ)償單元相連。所述比較計(jì)算單元用于對(duì)各路直流輸入支路最大功率點(diǎn)處電壓進(jìn)行比較，得到其中的最大電壓值(即電壓的最大值)，然后分別計(jì)算所述最大值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值之差，并將所述差值分別輸出至各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元處；所述電壓補(bǔ)償單元用于根據(jù)所述差值對(duì)其對(duì)應(yīng)的直流輸入支路進(jìn)行電壓補(bǔ)償，使該路直流輸入支路的輸出電壓值等于所述最大值。如圖2所示，所述比較計(jì)算單元包括比較模塊與計(jì)算模塊；所述每個(gè)電壓補(bǔ)償單元均包括逆變模塊、降壓模塊、整流模塊、調(diào)壓模塊以及控制模塊。其中，所述比較模塊的輸入端與所述多路直流輸入支路的輸出端相連，用于將所述多路直流輸入支路分別進(jìn)行最大功率跟蹤后得到的最大功率點(diǎn)處電壓進(jìn)行比較與分析， 得出其中電壓的最大值作為該匯流箱匯流輸出的直流母線電壓值，并將所述直流母線電壓值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值實(shí)時(shí)輸出至計(jì)算單元；所述計(jì)算模塊的輸出端與所述多個(gè)電壓補(bǔ)償單元相連，用于計(jì)算所述直流母線電壓值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值之差，并將所述差值分別輸出至各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元處。所述電壓補(bǔ)償單元中的控制模塊的輸入端與比較計(jì)算單元中的計(jì)算模塊的輸出端相連，用于根據(jù)該電壓補(bǔ)償單元對(duì)應(yīng)的差值控制調(diào)壓模塊輸出與所述差值相等的電壓值。所述電壓補(bǔ)償單元中的逆變模塊的輸入端與其對(duì)應(yīng)的直流輸入支路的輸出端相連，用于將輸入該支路的直流電逆變?yōu)榻涣麟?；所述降壓模塊的輸入端與逆變模塊的輸出端相連，用于對(duì)所述交流電進(jìn)行降壓；所述整流模塊的輸入端與降壓模塊的輸出端相連，用于將所述降壓后的交流電整流成單向脈動(dòng)性直流電；所述調(diào)壓模塊的輸入端與整流模塊的輸出端相連，用于將所述單向脈動(dòng)性直流電作為電源并根據(jù)控制模塊輸出的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)壓。如圖3所示，本實(shí)施例中，所述逆變模塊采用逆變電路；所述整流模塊采用整流電路；所述降壓模塊采用隔離變壓器；所述調(diào)壓模塊包括第一開(kāi)關(guān)管VT1、第二開(kāi)關(guān)管VT2、電感L以及電容C，所述第一開(kāi)關(guān)管VTl的漏極與該調(diào)壓模塊的正極輸入端相連，第一開(kāi)關(guān)管 VTl的源極與第二開(kāi)關(guān)管VT2的漏極相連，第二開(kāi)關(guān)管VT2的漏極與該調(diào)壓模塊的負(fù)極輸入端相連，所述電感L的輸入端與第一開(kāi)關(guān)管VTl和第二開(kāi)關(guān)管VT2的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)相連，電感L 的輸出端與電容C的負(fù)極相連，電容C的正極與第一開(kāi)關(guān)管VTl的漏極相連，該調(diào)壓模塊的輸出端正負(fù)極分別與電容C的正負(fù)極相連。所述控制模塊通過(guò)控制第一開(kāi)關(guān)管VTl與第二開(kāi)關(guān)管VT2的開(kāi)關(guān)占空比來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)壓模塊輸出的電壓值，使該電壓值與所述差值(即所述直流母線電壓值與其對(duì)應(yīng)的直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值的差值)相等。如圖4所述，本實(shí)施例中，所述光伏陣列匯流箱還可包括多個(gè)第一電路保護(hù)單元以及一個(gè)第二電路保護(hù)單元。所述多個(gè)第一保護(hù)單元分別串聯(lián)在各路直流輸入支路的輸出端與各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元之間，用于對(duì)該匯流箱進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，防止各路直流輸入支路發(fā)生短路時(shí)，對(duì)匯流箱以及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)造成損害。優(yōu)選所述第一電路保護(hù)單元采用熔斷器。所述第二電路保護(hù)單元與所述匯流排的輸出端正負(fù)極相連，即與所述匯流箱的輸出端相連，用于對(duì)該匯流箱進(jìn)行過(guò)載及短路保護(hù)。優(yōu)選所述第二電路保護(hù)單元采用直流斷路器。本發(fā)明所述光伏陣列匯流箱的工作原理為所述匯流箱在其各直流輸入支路均具有最大功率跟蹤功能的基礎(chǔ)上，先將各路直流輸入支路經(jīng)過(guò)最大功率跟蹤后所得到的最大功率點(diǎn)處電壓值進(jìn)行比較與分析，得到其中的電壓的最大值，并將此電壓的最大值作為該匯流箱匯流輸出的直流母線電壓值，然后根據(jù)計(jì)算得到所述直流母線電壓值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值之差，通過(guò)各直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元對(duì)各支路的輸入電壓進(jìn)行補(bǔ)償，使得各路直流輸入支路的輸出電壓均等于所述直流母線電壓，而各路直流輸入支路的輸入電壓(即與該路直流輸入支路相連的光伏陣列/太陽(yáng)能電池串列的輸出電壓)仍然為最大功率點(diǎn)處電壓，即各路直流輸入支路在經(jīng)所述匯流箱匯流后仍以其最大功率進(jìn)行輸出，而不會(huì)因各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓不同而導(dǎo)致匯流輸出的直流母線電壓將原本各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓改變，因而能使得該匯流箱的總輸出功率達(dá)到最大。如圖5所示，所述光伏陣列匯流箱的控制流程包括如下步驟slOl.比較與分析各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓Vmax，得出其中最大值作為該匯流箱匯流輸出的直流母線電壓值V。sl02.計(jì)算所述直流母線電壓值V與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值 Vmax的差值Δ V。sl03.根據(jù)所述差值A(chǔ)V，計(jì)算每個(gè)電壓補(bǔ)償單元的調(diào)壓模塊中的第一開(kāi)關(guān)管VTl的導(dǎo)通占空比Dl以及第二開(kāi)關(guān)管VT2的導(dǎo)通占空比D2。sl04.根據(jù)每個(gè)電壓補(bǔ)償單元的調(diào)壓模塊中的第一開(kāi)關(guān)管VTl的導(dǎo)通占空比Dl以及第二開(kāi)關(guān)管VT2的導(dǎo)通占空比D2，分別對(duì)各調(diào)壓模塊中的第一開(kāi)關(guān)管VTl及第二開(kāi)關(guān)管 VT2的導(dǎo)通/截止時(shí)間進(jìn)行控制，使各調(diào)壓模塊輸出電壓均等于其對(duì)應(yīng)的差值A(chǔ)V，也即使每個(gè)電壓補(bǔ)償單元輸出的電壓均等于其對(duì)應(yīng)的差值Λ V。重復(fù)執(zhí)行步驟SlOl sl04，直至各路直流輸入支路的輸出電壓均等于所述直流母線電壓，從而保證各路直流輸入支路始終以最大功率進(jìn)行輸出。實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于本實(shí)施例中，所述電壓補(bǔ)償單元不包括逆變模塊、降壓模塊以及整流模塊，即所述電壓補(bǔ)償單元只包括控制模塊與調(diào)壓模塊。本實(shí)施例中的其他結(jié)構(gòu)以及作用都與實(shí)施例I相同，這里不再贅述?？梢岳斫獾氖?，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光伏陣列匯流箱，包括多路直流輸入支路，所述多路直流輸入支路并聯(lián)后匯流成一路直流輸出，每路直流輸入支路均具備最大功率跟蹤功能，使得每路直流輸入支路均工作在各自的最大功率點(diǎn)處，其特征在于，所述匯流箱還包括分別與所述多路直流輸入支路串聯(lián)的多個(gè)電壓補(bǔ)償單元，以及比較計(jì)算單元，所述比較計(jì)算單元用于比較得出各路直流輸入支路最大功率點(diǎn)處電壓的最大值，然后分別計(jì)算所述電壓的最大值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值之差，并將所述差值分別輸出至各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元處；所述電壓補(bǔ)償單元的數(shù)量與所述直流輸入支路的數(shù)量相等，用于根據(jù)所述差值對(duì)其對(duì)應(yīng)的直流輸入支路進(jìn)行電壓補(bǔ)償，使該路直流輸入支路的輸出電壓值等于所述電壓的最大值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述比較計(jì)算單元包括比較模塊與計(jì)算模塊，所述比較模塊的輸入端與所述多路直流輸入支路的輸出端相連，用于對(duì)所述多路直流輸入支路分別進(jìn)行最大功率跟蹤后得到的最大功率點(diǎn)處電壓進(jìn)行比較與分析，得出其中最大值作為該匯流箱匯流輸出的直流母線電壓值，并將所述直流母線電壓值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值實(shí)時(shí)輸出至計(jì)算模塊；所述計(jì)算模塊的輸出端與所述多個(gè)電壓補(bǔ)償單元相連，用于計(jì)算所述直流母線電壓值與各路直流輸入支路的最大功率點(diǎn)處電壓值之差，并將所述差值分別輸出至各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述每個(gè)電壓補(bǔ)償單元均包括調(diào)壓模塊與控制模塊，所述控制模塊與比較計(jì)算單元中的計(jì)算模塊相連，用于根據(jù)該電壓補(bǔ)償單元對(duì)應(yīng)的差值控制調(diào)壓模塊輸出與所述差值相等的電壓值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述調(diào)壓模塊包括第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、電感以及電容，所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極與該調(diào)壓模塊的正極輸入端相連，第一開(kāi)關(guān)管的源極與第二開(kāi)關(guān)管的漏極相連，第二開(kāi)關(guān)管的漏極與該調(diào)壓模塊的負(fù)極輸入端相連，所述電感的輸入端與第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)相連，電感的輸出端與電容的負(fù)極相連，電容的正極與第一開(kāi)關(guān)管的漏極相連，該調(diào)壓模塊的輸出端正負(fù)極分別與電容的正負(fù)極相連；所述控制模塊通過(guò)控制第一開(kāi)關(guān)管與第二開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)占空比來(lái)調(diào)節(jié)所述調(diào)壓模塊輸出的電壓值，使該電壓值與所述差值相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述電壓補(bǔ)償單元還包括逆變模塊、降壓模塊以及整流模塊，所述逆變模塊的輸入端與該電壓補(bǔ)償單元對(duì)應(yīng)的直流輸入支路的輸出端相連，用于將輸入該支路的直流電逆變?yōu)榻涣麟姡凰鼋祲耗K的輸入端與逆變模塊的輸出端相連，用于對(duì)所述交流電進(jìn)行降壓；所述整流模塊的輸入端與降壓模塊的輸出端相連，用于將所述降壓后的交流電整流成單向脈動(dòng)性直流電；所述調(diào)壓模塊的輸入端與整流模塊的輸出端相連，用于將所述單向脈動(dòng)性直流電作為電源并根據(jù)控制模塊輸出的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述逆變模塊采用逆變電路； 所述整流模塊采用整流電路；所述降壓模塊采用隔離變壓器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述匯流箱還包括多個(gè)第一電路保護(hù)單元，其分別串聯(lián)在各路直流輸入支路的輸出端與各路直流輸入支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元之間，用于對(duì)該匯流箱進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述第一電路保護(hù)單元采用熔斷器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述匯流箱還包括第二電路保護(hù)單元，其與所述匯流箱的輸出端相連，用于對(duì)該匯流箱進(jìn)行過(guò)載及短路保護(hù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光伏陣列匯流箱，其特征在于，所述第二電路保護(hù)單元采用直流斷路器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光伏陣列匯流箱，包括多路直流輸入支路，其并聯(lián)后匯流成一路直流輸出，每路支路均具備最大功率跟蹤功能，使得每路支路均工作在各自的最大功率點(diǎn)處，所述匯流箱還包括分別與各支路串聯(lián)的多個(gè)電壓補(bǔ)償單元，以及比較計(jì)算單元，所述比較計(jì)算單元用于比較得出各支路的最大功率點(diǎn)處電壓的最大值，然后分別計(jì)算所述最大值與各最大功率點(diǎn)處電壓值之差，并將所述差值分別輸出至各支路對(duì)應(yīng)的電壓補(bǔ)償單元處；所述電壓補(bǔ)償單元用于根據(jù)所述差值對(duì)其對(duì)應(yīng)的支路進(jìn)行電壓補(bǔ)償，使該路支路的輸出電壓值等于所述最大值。本發(fā)明所述光伏陣列匯流箱能保證各支路在匯流輸出后仍能以各自的最大功率進(jìn)行輸出，使該匯流箱的總輸出功率達(dá)到最大。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102611355SQ20121006689
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者劉偉增, 張新濤, 羊睦漢 申請(qǐng)人:特變電工新疆新能源股份有限公司, 特變電工西安電氣科技有限公司