[發(fā)明專利]一種太陽能發(fā)電組件的控制裝置、發(fā)電裝置及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810470280.0
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108631592A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜憲明;薛立軍;司文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京漢能光伏投資有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;G05F1/67
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發(fā)明公開了一種太陽能發(fā)電組件的控制裝置、太陽能發(fā)電裝置及控制方法，其中，一種太陽能發(fā)電組件的控制裝置，包括：采集器，分別連接至太陽能發(fā)電組件和轉(zhuǎn)換電路，用于分別采集太陽能發(fā)電組件的輸出電壓和輸出電流，以及轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓并發(fā)送至控制器；控制器，與采集器連接，并連接至轉(zhuǎn)換電路，用于基于太陽能發(fā)電組件的輸出電壓和輸出電流，以及轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓計(jì)算得到占空比，并控制占空比作用于轉(zhuǎn)換電路，使太陽能發(fā)電組件輸出的電壓穩(wěn)定且輸出功率達(dá)到當(dāng)前環(huán)境下的最大值。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能發(fā)電組件輸出的電壓穩(wěn)定且輸出功率達(dá)到當(dāng)前環(huán)境下的最大值的雙重控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種太陽能發(fā)電組件的控制裝置、發(fā)電裝置及控制方法。

背景技術(shù)

近年來，移動(dòng)能源、能源共享的概念已經(jīng)越來越普及，應(yīng)用較多的太陽能移動(dòng)能源即屬于其中一個(gè)比較新的概念，而由于太陽能移動(dòng)能源大多數(shù)是應(yīng)用晶硅組件來制備，以及傳統(tǒng)晶硅組件具有不可彎曲、電池芯片容易碎裂等缺陷，使得其成為制約太陽能移動(dòng)能源快速發(fā)展的一個(gè)重要因素，于是，人們又研究出了柔性薄膜太陽能發(fā)電組件，其天然的可彎曲性決定了薄膜化將是太陽能移動(dòng)能源的主流發(fā)展方向。

目前市面上可見的太陽能移動(dòng)能源主要包括光伏發(fā)電紙、太陽能背包等產(chǎn)品，受光伏的光電轉(zhuǎn)換效率以及相應(yīng)產(chǎn)品尺寸的限制，上述太陽能移動(dòng)能源的額定功率一般不超過40W，而從節(jié)約成本、高溫環(huán)境下的適應(yīng)性角度考慮，該類型產(chǎn)品一般不增加儲(chǔ)能裝置，均是采用簡單的BUCK、BOOST或BUCK-BOOST電路實(shí)現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)，利用簡單的棒棒(Bang-Bang)控制原理根據(jù)負(fù)荷電壓變化(也是接口的輸出電壓)調(diào)整輸出占空比進(jìn)而調(diào)整輸出電流和功率。

該類型的太陽能移動(dòng)電源的缺陷包括：1)為了追蹤MPPT(Maximum Power PointTracking，最大功率點(diǎn)跟蹤)功能，不控制輸出電壓，通過較大的輸出電壓波動(dòng)并配合電源管理芯片來傳遞輸入側(cè)能量，使得電壓質(zhì)量差；2)不具備最大功率跟蹤功能，即使太陽能發(fā)電組件輸出功率已小于負(fù)載輸入功率時(shí)，太陽能發(fā)電組件仍不能運(yùn)行在最大功率點(diǎn)處。

因此，現(xiàn)有技術(shù)一般都是舍棄電壓質(zhì)量，采用MPPT專用控制芯片來追蹤最大功率，使得太陽能發(fā)電組件輸出功率穩(wěn)定在最大，但卻無法在單級DC/DC變換電路上實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤和輸出電壓穩(wěn)定的雙重控制功能。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤和輸出電壓穩(wěn)定的雙重控制功能的一種太陽能發(fā)電組件的控制裝置、發(fā)電裝置及控制方法。

(二)技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明的第一方面提供了一種太陽能發(fā)電組件的控制裝置，包括：采集器，分別連接至太陽能發(fā)電組件和轉(zhuǎn)換電路，用于分別采集太陽能發(fā)電組件的輸出電壓和輸出電流，以及轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓并發(fā)送至控制器；控制器，與采集器連接，并連接至轉(zhuǎn)換電路，用于基于太陽能發(fā)電組件的輸出電壓和輸出電流，以及轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓計(jì)算得到占空比，并控制占空比作用于轉(zhuǎn)換電路，使太陽能發(fā)電組件輸出的電壓穩(wěn)定且輸出功率達(dá)到當(dāng)前環(huán)境下的最大值。

進(jìn)一步地，所述控制器包括：最大功率控制器，與所述采集器連接，用于基于所述太陽能發(fā)電組件的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行最大功率跟蹤計(jì)算，得到第一子占空比；補(bǔ)償器，與所述轉(zhuǎn)換電路連接，用于基于所述轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓進(jìn)行計(jì)算，得到第二子占空比，所述第二子占空比用于補(bǔ)償所述第一子占空比；疊加器，分別與所述最大功率控制器和所述補(bǔ)償器連接，用于基于所述第一子占空比和所述第二子占空比進(jìn)行疊加計(jì)算，得到所述占空比。

進(jìn)一步地，所述基于所述轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓進(jìn)行計(jì)算，包括：判斷所述轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓是否在預(yù)定范圍內(nèi)；若所述轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓超出預(yù)定范圍，則基于所述輸出電壓超出預(yù)定范圍的誤差值計(jì)算得到第二子占空比。