[發明專利]一種新能源發電系統以及分布式混合最大功率跟蹤方法

無效

• 申請號: 201310132943.5
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN104113073A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 孟令孔;鄭偉
• 申請（專利權）人: 上?？低丶茉醇夹g有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G05F1/67
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

技術領域

本發明屬新能源技術領域，涉及太陽能光伏電池并網/離網系統最大功率點跟蹤技術，特別涉及一種新能源發電系統，以及相應的分布式混合最大功率跟蹤系統以及相應的跟蹤方法。

背景技術

發展和利用太陽能、熱電等新型能源發電技術是應對能源和環境危機的重要舉措。由于新能源發電設備成本高且能量轉換效率低，極大增加了發電成本，限制了新能源發電技術的推廣和應用。下面以太陽能光伏發電系統為例來說明本發明的應用背景。

光伏并網發電是太陽能發電應用最主要的方式，據統計，全世界超過90%的光伏發電設備安裝容量為并網應用，這是因為并網應用相對獨立光伏系統有成本低和免維護等優勢。光伏并網發電系統分為集中式和分布式兩種類型。分布式MPPT系統可以保證每個光伏新能源發電設備工作在各自的最大功率點，解除各個新能源發電設備直接串并聯連接時存在的電壓或電流耦合，消除光伏新能源發電設備之間特性不一致或環境條件不一致時因為彼此相互影響導致的發電量降低問題，改善系統發電效率，同時提高系統可靠性高，因而受到廣泛關注。

現階段分布式MPPT系統普遍通過串聯方式接入光伏新能源發電設備后端，每個MPPT系統處理的是與其相連的光伏新能源發電設備整體功率，所以使得每個分布式MPPT系統的自損耗較大、發熱量較大、成本較高、可靠性也下降。

綜合考慮到分布式發電的特點，其成本較傳統發電系統有了較大的提高，因此分布式MPPT系統的發電量和成本是個非常關鍵的問題。

發明內容

本發明針對現有分布式MPPT系統所存在的問題，而提供一種分布式新能源發電系統；同時基于該系統，本發明還提供一種分布式混合最大功率跟蹤方法。本發明利用DC-DC變換器和后端集中式變換器分別對單個新能源發電設備以及整個新能源發電系統的輸出功率做MPPT，新能源發電設備的差異電流送入DC-DC變化器，利用DC-DC變換器調整輸出電壓使這部分能量再并入直流母線，共同送入集中式變換器，通過兩種MPPT功能的相互協調配合，使得整個新能源發電系統達到最大功率輸出。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種新能源發電系統，所述新能源發電系統由若干新能源發電設備、若干DC-DC變換器和一個集中變換器構成，其中，所述新能源發電設備的輸出端與DC-DC變換器的輸入端并聯，并且若干新能源發電設備的輸出側串聯，由此形成直流設備組串，所述直流設備組串中新能源發電設備串聯后的輸出端形成高壓直流母線；再者，直流設備組串中每個新能源發電設備對應的DC-DC變換器的輸出端再依次串聯后與后端直流母線并聯，最后直流母線再與集中變換器的輸入端相連。

在發電系統的優選實例中，所述的新能源發電設備可以是光伏新能源發電設備、熱電池設備。

進一步的，所述的集中變換器為DC-DC變換器或并網逆變器，當集中變換器為DC-DC變換器時，集中變換器的輸出端與用電負載或蓄電池相連；當集中變換器為并網逆變器時，集中變換器的輸出端與電網相連。

進一步的，所述DC-DC變換器為隔離的升降壓型的直直變換器。

進一步的，所述新能源發電系統包括若干個直流設備組串和一個集中變換器，所述多路直流設備組串的輸出端與集中變換器的輸入端相連，形成新能源發電系統。

作為本發明的第二目的，基于上述系統實施的分布式混合最大功率跟蹤方法，當系統運行時，前端的DC-DC變換器和后端集中式變換器分別對對應連接的新能源發電設備的輸出功率及整個新能源發電系統的輸出功率做MPPT；同時，將每個新能源發電設備產生的差異電流送入對應連接的DC-DC變換器，利用DC-DC變換器調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。

在跟蹤方法方案的優選實例中，通過DC-DC變換器分流相應差異電流產生的部分功率即可實現對每個新能源發電設備的最大功率輸出；DC-DC變換器調整輸入電壓時，當DC-DC變換器增大電壓后，如果新能源發電設備整體功率增大則電壓繼續增加至新能源發電設備整體功率變小為止；當DC-DC變換器降低電壓后，如果新能源發電設備整體功率增加則電壓繼續降低至新能源發電設備整體功率變小為止。

進一步的，所述跟蹤方法的具體實施如下：