[實用新型]一種用于光伏并網(wǎng)逆變器的多通道可自由組合式MPPT環(huán)節(jié)

有效

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• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN203326616U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 蔡鵬;王小峰;徐曉泉;夏貞寶
• 申請（專利權）人: 江蘇博緯新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M3/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱慶華

技術領域

本實用新型涉及光伏并網(wǎng)逆變器的MPPT環(huán)節(jié)，尤其涉及一種用于光伏并網(wǎng)逆變器的多通道可自由組合式MPPT環(huán)節(jié)。

背景技術

光伏并網(wǎng)逆變器是將光伏電池陣列（PV）輸出的直流電轉換為交流電輸出到電網(wǎng)的裝置。其中光伏陣列是由標準單位的光伏電池板通過串并聯(lián)組合形成的具有一定電壓和功率等級的電池整體。由于光伏板本身是非線性受控功率源，為了使其在當前光照條件下輸出最大功率，必須通過后端的光伏逆變器對其進行功率控制，因此一般光伏逆變器，特別是50KW以下的中小功率并網(wǎng)逆變器，內部會專門集成有獨立的最大功率追蹤（MPPT）環(huán)節(jié)。MPPT將前端光伏陣列輸出的不穩(wěn)定直流電轉換為穩(wěn)定直流電提供給后級逆變的同時，還按照一定的尋優(yōu)算法對輸入光伏陣列的輸出電壓或電流進行控制，使逆變器工作在光伏陣列的最大功率點。

現(xiàn)有的內部集成有獨立MPPT環(huán)節(jié)的光伏并網(wǎng)逆變器，均包括三個部分，MPPT環(huán)節(jié)、直流母線電容環(huán)節(jié)、功率逆變環(huán)節(jié)，三個部分從前向后順次連接，MPPT環(huán)節(jié)的功能是對接入的PV陣列進行DC-DC功率變換，為后級DC-AC逆變電路提供輸入直流電壓，并在此過程中通過自動尋優(yōu)算法控制，使輸入的光伏陣列工作在最大功率點；直流母線電容環(huán)節(jié)主要是為前級直流電和后級交流電之間提供功率解耦，或者能量儲存，一般采用電解電容或者薄膜電容，通過串并聯(lián)等方式構成具有一定耐壓值和一定容值的等效電容模塊；功率逆變環(huán)節(jié)是將各個MPPT單元輸出的直流電壓進行DC-AC變換，向電網(wǎng)輸出交流電。

目前市面上的光伏逆變器產(chǎn)品，大多為單通道MPPT，即實現(xiàn)對單個PV陣列的最大功率追蹤，單個PV陣列輸入應用方式的缺點是：由于PV本身的特性，陣列中任何一塊電池板單元因遮光、灰塵、局部發(fā)熱等因素導致的異常將會影響整個光伏陣列的性能，降低整體輸出功率；另一方面，當需要對PV陣列局部檢修時，也必須將整個光伏陣列與并網(wǎng)逆變器斷開，發(fā)電系統(tǒng)停止工作，造成發(fā)電損失。基于此，將光伏陣列分散化為多單元成為應用趨勢。

目前市場上的多通道MPPT產(chǎn)品僅見雙通道MPPT，即最多只能接入兩路獨立的PV陣列，并且其最大缺陷是無法與單通道MPPT逆變器兼容，即相互之間不可通用。這主要是因為目前市場上雙通道MPPT逆變器產(chǎn)品內部的兩個MPPT單元各自只能實現(xiàn)對一路獨立PV陣列的控制，而無法用兩個MPPT單元同時去控制一路PV陣列，否則會出現(xiàn)控制的紊亂而導致機器無法正常工作。因此雙通道MPPT并網(wǎng)逆變器接單路PV陣列輸入時，只能將PV陣列接入到其中的一路MPPT工作，而讓另一路MPPT處于閑置狀態(tài)，而且在此情況下所接入的PV陣列的最大功率不能超過機器內部單路MPPT單元的最大功率處理能力。但實際上由于在雙路MPPT逆變器中，單個MPPT單元的設計最大功率處理能力一般在整機最大功率的50%~70%之間，所以這將導致逆變器只能降額使用，造成輸入光伏陣列電能的浪費。

發(fā)明內容

本實用新型要解決的技術問題是現(xiàn)有的多通道MPPT產(chǎn)品兼容性差，且在使用時存在一路MPPT閑置的情況，導致逆變器只能降額使用，造成輸入光伏陣列電能的浪費。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種用于光伏并網(wǎng)逆變器的多通道可自由組合式MPPT環(huán)節(jié)，包括n路基本MPPT通道、一路輸出，每個基本MPPT通道均設一路PV輸入接口；一路以上的基本MPPT通道并聯(lián)組成一路等效MPPT通道，一路等效MPPT通道連接一路外設的PV輸入，所述外設的PV輸入分多路輸入線，分別連接等效MPPT通道中的每一個基本MPPT通道的PV輸入接口。

本實用新型在逆變器內部集成n路基本MPPT通道，每個基本MPPT通道均有一路PV輸入接口，通過界面設置或遠程通訊指令，當設置為單個MPPT模式時，n路基本MPPT通道在外部輸入接口上進行并聯(lián)連接，在內部控制上設為并聯(lián)運行模式，構成一路等效MPPT單元，由于內部所有MPPT基本通道均實際參與功率轉換，整機可以工作在滿負荷狀態(tài)；當設置為雙路MPPT模式時，n路基本MPPT通道按照雙路PV的功率大小關系組合成兩路獨立的等效MPPT單元，每個單元各自工作在獨立MPPT的模式，對外構成兩個獨立的MPPT，可以接入兩個獨立的光伏陣列，整機可以工作在滿負荷狀態(tài)；以此類推，內部集成n個基本MPPT通道的MPPT環(huán)節(jié)，則最多可實現(xiàn)1～n路獨立MPPT的不同組合方案，從而極大的提高了對于同一款并網(wǎng)逆變器輸入光伏陣列配置的靈活性，或者說極大的提高了逆變器對設定的光伏陣列的適應性，對于制造廠家，也提高了產(chǎn)品的通用性。