[發明專利]光伏功率轉換器和閉環最大功率點追蹤

無效

• 申請號: 201110223573.7
• 申請日: 2011-08-01
• 公開（公告）號: CN102420523A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 詹姆斯·西加馬尼;揚西·F·博卡托
• 申請（專利權）人: 雅達電子國際有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M3/156;H02N6/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李春暉

技術領域

本公開內容涉及光伏功率轉換器和閉環最大功率點追蹤。

背景技術

本部分提供了不一定屬于現有技術的、與本公開內容有關的背景信息。

光伏(PV)電池(通常還被稱作太陽能電池)從光能生成電功率。可以單獨地或以陣列耦合到一起地使用PV電池。PV電池具有如下工作點：在該點，PV電池輸出的電流和電壓的值將產生最大功率輸出。該點通常被稱作最大功率點(MPP)。特定電池的MPP根據PV電池正工作所處的條件而改變。例如，PV電池的輻射量、PV電池的溫度等將影響MPP的位置。

在PV系統中使用各種最大功率點追蹤(MPPT)技術，以通過連續追蹤MPP而使PV陣列輸出功率最大。一些已知的MPPT使用開環控制方法，諸如擾動觀察法、增量電導法等。這些開環控制方法往往操作PV電池以在MPP附近振蕩(通常不曾在擴展時間段內穩定于MPP處)。在一些示例中，當條件(例如，溫度、輻射等)的改變是快速的時，一些已知開環控制方法會滑離MPP。

發明內容

本部分提供了本公開內容的總體概述，并且不是其全范圍或其所有特征的綜合公開內容。

根據本公開內容的一個方面，公開了一種用于光伏(PV)系統的功率轉換器。該功率轉換器包括用于耦合到PV系統的輸入。該輸入被配置成從PV系統接收輸入電壓(Vin)和輸入電流(Iin)。功率轉換器包括用于提供輸出電壓的輸出和耦合在輸入與輸出之間的開關。功率轉換器包括被配置成使用控制信號C控制開關的操作的控制器。C是至少輸入電壓、輸出電壓和變量(K)的函數。

根據另一個方面，用于光伏(PV)系統的功率轉換器包括用于耦合到PV系統的輸入。該輸入被配置成從PV系統接收輸入電壓和輸入電流。功率轉換器包括用于將輸出電壓提供給負載的輸出和耦合在輸入與輸出之間的開關。功率轉換器包括被配置成控制開關的操作以在最大功率點操作PV系統的控制器。控制器至少根據輸入電壓、輸出電壓和變量最大功率設置點(K)來控制開關的操作。控制器還被配置成控制負載以控制功率轉換器的輸出電壓。

下面描述了合并有這些方面的一個或更多個的功率轉換器和PV系統的一些示例性實施例。根據以下的描述，其它方面和應用范圍將變得明顯。應理解，可以單獨地或者與一個或更多個其它方面結合地實現本公開內容的各方面。還應理解，這里描述和具體示例被提供僅用于說明的目的，而非旨在限制本公開內容的范圍。

附圖說明

這里描述的附圖僅用于說明選定實施例而非所有可能實現的目的，并非旨在限制本公開內容的范圍。

圖1是根據本公開內容的各方面的光伏系統的簡化圖。

圖2是用于在圖1的系統中使用的示例性PI控制器的基本表示。

圖3是用于確定圖1的系統的MPPT變量的電路的示例性框圖。

圖4是針對各水平輻射、在二十五攝氏度的電池溫度下的薄膜PV電池的示例性IV曲線。

圖5是根據本公開內容的方面的另一光伏系統的圖。

圖6是具有可調負載和負載控制塊的圖5的系統。

圖7是使用平均電流模式控制的根據本公開內容的方面的另一光伏系統的圖。

圖8是根據本公開內容的方面的并網PV系統的塊示意圖。

圖9是包括根據本公開內容的方面的非隔離并網逆變器的PV系統。

圖10是根據本公開內容的方面的另一并網PV系統。

圖11是根據本公開內容的各方面的具有平均電流模式控制的并網逆變器。

在附圖的幾個視圖中，對應的附圖標記表示對應的部件。

具體實施方式

現在將參照附圖更全面地描述示例性實施例。

提供了示例性實施例，使得本公開內容將是透徹的，并且將范圍完全傳達給本領域的技術人員。闡述了多個具體細節，諸如具體部件、裝置和方法的示例，以提供對本公開內容的實施例的透徹理解。本領域的技術人員將清楚不一定使用具體細節，能夠以許多不同形式來實施示例性實施例，以及不應被構造為限制本公開內容的范圍。在一些示例性實施例中，沒有詳細描述公知的處理、公知的裝置結構和公知的技術。