[發(fā)明專利]一種新能源發(fā)電系統(tǒng)以及分布式混合最大功率跟蹤方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310132943.5
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN104113073A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟令孔;鄭偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海康威特吉能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G05F1/67
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

1.一種新能源發(fā)電系統(tǒng)，所述新能源發(fā)電系統(tǒng)由若干新能源發(fā)電設(shè)備、若干DC-DC變換器和一個集中變換器構(gòu)成，其中，所述新能源發(fā)電設(shè)備的輸出端與DC-DC變換器的輸入端并聯(lián)，并且若干新能源發(fā)電設(shè)備的輸出側(cè)串聯(lián)，由此形成直流設(shè)備組串，所述直流設(shè)備組串中新能源發(fā)電設(shè)備串聯(lián)后的輸出端形成高壓直流母線；其特征在于，所述直流設(shè)備組串中每個新能源發(fā)電設(shè)備對應(yīng)的DC-DC變換器的輸出端再依次串聯(lián)后與后端直流母線并聯(lián)，最后直流母線再與集中變換器的輸入端相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的新能源發(fā)電設(shè)備可以是光伏新能源發(fā)電設(shè)備、熱電池設(shè)備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的集中變換器為DC-DC變換器或并網(wǎng)逆變器，當(dāng)集中變換器為DC-DC變換器時，集中變換器的輸出端與用電負(fù)載或蓄電池相連；當(dāng)集中變換器為并網(wǎng)逆變器時，集中變換器的輸出端與電網(wǎng)相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述DC-DC變換器為隔離的升降壓型的直直變換器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種新能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述新能源發(fā)電系統(tǒng)包括若干個直流設(shè)備組串和一個集中變換器，所述多路直流設(shè)備組串的輸出端與集中變換器的輸入端相連，形成新能源發(fā)電系統(tǒng)。

6.分布式混合最大功率跟蹤方法，其特征在于，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時，前端的DC-DC變換器和后端集中式變換器分別對對應(yīng)連接的新能源發(fā)電設(shè)備的輸出功率及整個新能源發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率做MPPT；同時，將每個新能源發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的差異電流送入對應(yīng)連接的DC-DC變換器，利用DC-DC變換器調(diào)整輸出電壓使這部分能量再并入高壓直流母線，共同送入后端集中式變換器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式混合最大功率跟蹤方法，其特征在于，通過DC-DC變換器分流相應(yīng)差異電流產(chǎn)生的部分功率即可實(shí)現(xiàn)對每個新能源發(fā)電設(shè)備的最大功率輸出；DC-DC變換器調(diào)整輸入電壓時，當(dāng)DC-DC變換器增大電壓后，如果新能源發(fā)電設(shè)備整體功率增大則電壓繼續(xù)增加至新能源發(fā)電設(shè)備整體功率變小為止；當(dāng)DC-DC變換器降低電壓后，如果新能源發(fā)電設(shè)備整體功率增加則電壓繼續(xù)降低至新能源發(fā)電設(shè)備整體功率變小為止。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的分布式混合最大功率跟蹤方法，其特征在于，所述跟蹤方法的具體實(shí)施如下：

（1）當(dāng)系統(tǒng)開始工作時，前端的DC-DC變換器分別對每個新能源發(fā)電設(shè)備輸出功率做MPPT，即分別調(diào)節(jié)u₁，u₂…u_n為與當(dāng)前條件對應(yīng)的固定值，以實(shí)現(xiàn)各個新能源發(fā)電設(shè)備的MPPT，u₁+u₂+…+u_n=u_bus；各新能源發(fā)電設(shè)備的輸出功率分別為p₁=i₁*u₁，p₂=i₂*u₂，…，p_n=i_n*u_n，其中i₁、i₂…i_n為新能源發(fā)電設(shè)備最大功率點(diǎn)處的輸出電流，u₁、u₂…u_n為新能源發(fā)電設(shè)備最大功率點(diǎn)處的輸出電壓；此時，新能源發(fā)電設(shè)備串聯(lián)支路的輸出電流為i_bus1，且i_bus1<min{i₁，i₂…i_n}，由此可以確定新能源發(fā)電設(shè)備串聯(lián)支路輸出功率為p_bus1=i_bus1*u_bus；

（2）每個新能源發(fā)電設(shè)備輸入對應(yīng)的DC-DC變換器根據(jù)每個新能源發(fā)電設(shè)備在最大功率點(diǎn)處的輸出電流與新能源發(fā)電設(shè)備串聯(lián)支路的輸出電流之間的差值分流相應(yīng)的部分功率，具體功率為Δp₁，Δp₂…Δp_n，Δp_n=（i_n-i_bus1）*u_n；

（3）所有DC-DC變換器輸出端串聯(lián)支路輸出總功率為p_bus2=Δp₁+Δp₂+…+Δp_n；DC-DC輸出端串聯(lián)支路的電流為i_bus2=p_bus2/u_bus，據(jù)此每個DC-DC變換器調(diào)整輸出電壓為v_n=Δp_n/i_bus2，并且滿足條件v₁+v₂+…+v_n=u_bus；

（4）整個新能源發(fā)電系統(tǒng)的最大輸出功率p_max=p_bus2+p_bus1；

（5）當(dāng)前端新能源的發(fā)電設(shè)備輸出一致時，DC-DC變換器全部關(guān)掉，后端集中式變換器的MPPT功能即可實(shí)現(xiàn)對每個新能源發(fā)電設(shè)備的最大功率輸出；此時i₁=i₂=i₃=…=i_n，Δp₁=Δp₂=…=Δp_n=0；整個新能源發(fā)電系統(tǒng)的最大輸出功率為p_max=p_bus2+p_bus1=i_n*u_bus；

（6）當(dāng)前端新能源的發(fā)電設(shè)備輸出不完全一致時，即不滿足i₁=i₂=i₃=…=i_n，DC-DC變換器需要對對應(yīng)的新能源發(fā)電設(shè)備單獨(dú)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)每個新能源設(shè)備的最大功率輸出，新能源發(fā)電設(shè)備串聯(lián)支路輸出功率p_bus1=i_bus1*u_bus，DC-DC變換器輸出端串聯(lián)支路輸出功率p_bus2=Δp₁+Δp₂+…+Δp_n，整個新能源發(fā)電系統(tǒng)的最大輸出功率為p_max=p_bus2+p_bus1=（i_bus1+i_bus2）*u_bus。