[發明專利]基于總線式補償的光伏優化系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201810062541.5
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108183509A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 孟令孔;揭東華;宋朝盛
• 申請（專利權）人: 上海鹽巴信息科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種基于總線式補償的光伏優化系統及其控制方法，包括：組串及逆變器，組串包括多個依次串聯的光伏組件、與各光伏組件一一對應的功率優化器以及與各串光伏組件串聯的組串補償器。根據最大功率點跟蹤控制原則調整同一組串中各光伏組件的功率，彌補各光伏組件間的最大功率點處的電流差，解決串聯耦合問題；并基于各組串補償器的輸出電壓彌補各組串間的電壓差，解決并聯耦合問題；使各光伏組件均工作在最大功率點。本發明具有效率高、損耗小、成本低等優點，功率優化器之間通過補償總線解決組件串聯耦合問題，功率優化器與組串補償器間通過補償總線解決組串并聯耦合問題，可用于單組串或多組串并聯系統，系統搭配靈活方便。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，特別是涉及一種基于總線式補償的光伏優化系統及其控制方法。

背景技術

隨著石化能源的日益消耗及環境問題的逐漸凸顯，清潔能源的利用已越來越普遍，特別是光伏發電，已成為電力供應不可或缺的一部分。光伏發電的主要原理是半導體的光電效應，光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子；硅原子有4個外層電子，如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體；若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子，形成P型半導體；當P型和N型結合在一起時，接觸面就會形成電勢差；當太陽光照射到P-N結后，空穴由P極區往N極區移動，電子由N極區向P極區移動，形成電流，成為太陽能電池。

光伏發電系統是利用太陽能電池直接將太陽能轉換成電能的發電系統；它的主要部件是太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器，其特點是可靠性高、使用壽命長、不污染環境、能獨立發電又能并網運行，具有廣闊的發展前景。光伏發電系統首先將光伏組件串聯形成組串，組串再并聯形成陣列，然后接入后級逆變器并網發電。

但是，由于實際系統中存在遮擋、老化不一致、損壞、朝向不一致等各種失配因素，這些失配因素通過系統中的串聯耦合、并聯耦合互相影響，使得系統發電量大幅降低，即各種失配因素通過串并聯耦合使得陣列的最大功率點功率遠低于每個組件各自最大功率點功率之和。

現有技術中采用光伏優化器解決失配，但傳統的光伏優化器需要轉換組件的全部功率，光伏優化器功率較大，損耗較大，發熱比較嚴重。因此，如何只利用失配部分的功率來解決失配通過串并聯耦合造成發電量的損失已成為本領域技術人員亟待解決的問題之一。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于總線式補償的光伏優化系統及其控制方法，用于解決現有技術中光伏優化器克服失配問題時引起的功率大、損耗大，發熱嚴重等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于總線式補償的光伏優化系統，所述基于總線式補償的光伏優化系統至少包括：

組串及逆變器，所述組串包括多個光伏組件及與所述多個光伏組件一一對應的多個功率優化器；

各光伏組件依次串聯，用于將光能轉化為電能；

各功率優化器的一端分別連接一光伏組件、另一端連接補償總線，用于通過所述補償總線對各光伏組件之間的功率進行調整，使各光伏組件均工作在最大功率點；

所述逆變器與所述組串并聯后接入電網，用于將直流電轉換為交流電。

優選地，所述功率優化器為隔離型DC-DC雙向變換器。

優選地，所述基于總線式補償的光伏優化系統包括多個所述組串，各組串分別與所述逆變器并聯；所述組串還包括一組串補償器，所述組串補償器的一端與串聯后的各光伏組件串聯、另一端連接補償總線，所述組串補償器用于補償各組串之間的電壓差。

優選地，所述組串補償器為隔離型或者非隔離型升降壓DC-DC變換器。