CN103337873A

CN103337873A - 一种光伏发电系统

Info

Publication number: CN103337873A
Application number: CN2013102315088A
Authority: CN
Inventors: 胡兵; 曹仁贤; 赵为; 张彦虎; 薛丽英; 王强
Original assignee: Sungrow Power Supply Co Ltd
Current assignee: Sungrow Power Supply Co Ltd
Priority date: 2013-06-09
Filing date: 2013-06-09
Publication date: 2013-10-02

Abstract

一种光伏发电系统，包括至少一个电压变换支路，每个电压变换支路包括n个电压变换单元以及n个光伏组串，n为正整数，n不小于2；n个电压变换单元为第一电压变换单元、第二电压变换单元、……、第n-1电压变换单元、第n电压变换单元；每个光伏组串包括至少一个光伏组件；每个电压变换单元分别具有第一直流输入端子和第二直流输入端子以及第一交流输出端子和第二交流输出端子；所述电压变换单元的第一直流输入端子和第二直流输入端子与各自的光伏组串的两端相连；该光伏发电系统具有更高的效率，并且降低了成本。

Description

一种光伏发电系统

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏发电系统的架构。

背景技术

光伏发电系统多采用组串式逆变器构成，请参见图1，组串式逆变器2是指把一定数量光伏组件4串联构成的光伏组串1输出的直流电转换成符合电网3或交流负载（未示出）要求的交流电的电能转换装置。组串式逆变器2允许多路输入，每路有单独的MPPT，能够很好的避免并联阵列因模块差异和遮荫等因素给系统带来的影响，减少了光伏组件最佳工作点和逆变器不匹配的情况。

但是组串式光伏发电系统的成本较高，另外由于光伏组串1是由一定数量的光伏组件串联构成的，仍然存在局部阴影的问题。

因此，有必要研究出一种效率更高、成本更低的光伏发电系统架构。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种光伏发电系统，具有更高的效率，并且降低了成本。

本申请提供一种光伏发电系统，所述光伏发电系统包括至少一个电压变换支路，每个电压变换支路包括n个电压变换单元以及n个光伏组串，n为正整数，n不小于2；n个电压变换单元为第一电压变换单元、第二电压变换单元、……、第n-1电压变换单元、第n电压变换单元；每个光伏组串包括至少一个光伏组件；每个电压变换单元分别具有第一直流输入端子和第二直流输入端子以及第一交流输出端子和第二交流输出端子；所述电压变换单元的第一直流输入端子和第二直流输入端子与各自的光伏组串的两端相连；第一电压变换单元的第一交流输出端子做为所述电压变换支路的第一交流输出端，第一电压变换单元的第二交流输出端子与第二电压变换单元的第一交流输出端子相连，依此类推，第n-1电压变换单元的第二交流输出端子与第n电压变换单元的第一交流输出端子相连，第n电压变换单元的第二交流输出端子做为为所述电压变换支路的第二交流输出端；

所述光伏发电系统为单相系统时，所述光伏发电系统包括一个所述的电压变换支路，该电压变换支路的第一交流输出端、第二交流输出端分别与交流负载或电网的两端相连；

所述光伏发电系统为三相系统时，所述光伏发电系统包括三个所述的电压变换支路，三个电压变换支路的第一交流输出端连接交流负载或电网，三个电压变换支路的第二交流输出端连接在一起。

进一步地，每个电压变换单元独立控制工作。

进一步地，所述光伏组串由一个光伏组件构成。

进一步地，所述电压变换支路的第一交流输出端和/或第二交流输出端与交流负载或电网之间连接有滤波电路。

进一步地，所述电压变换单元与各自的光伏组串之间连接有直流电容。

进一步地，每个电压变换单元包括DC/AC变换器，所述DC/AC变换器包括最大功率点跟踪模块。

或者，每个电压变换单元包括DC/DC变换器和DC/AC变换器，所述DC/DC变换器包括最大功率点跟踪模块。

进一步地，每个电压变换支路中各电压变换单元的DC/AC变换器被配置成相同的或不同的拓扑结构。

进一步地，所述DC/AC变换器为并网逆变器。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本申请提供的光伏发电系统，采用至少两个电压变换单元级联、将其交流输出叠加后与电网或交流负载连接的系统架构，具有多电平的特点，具有更低的器件应力，能够使开关速度较快的器件和耐压值较高的期间一起协同工作，可以采用更经济的器件，因此具有更高的系统效率并且降低了成本；并且，每个电压变换单元由独立的单个光伏组件提供直流电，每个电压变换单元具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，解决了局部阴影的问题，使得发电效率更高。

附图说明

图1是现有技术中光伏发电系统组串式结构示意图

图2是本申请提供的光伏发电系统实施例一示意图；

图3是本申请提供的光伏发电系统实施例二示意图；

图4是本申请提供的光伏发电系统实施例三示意图；

图5是本申请提供的光伏发电系统实施例四示意图；

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。

相对比现有技术，本申请提供了一种光伏发电系统，具有更高的效率，并且降低了成本。

请参见图2，为本申请提供的光伏发电系统实施例一，所述光伏发电系统10为单相系统，所述光伏发电系统10包括一个电压变换支路11，该电压变换支路11的第一交流输出端11a、第二交流输出端11b分别与交流负载或电网的两端相连；

电压变换支路11包括n个电压变换单元以及n个光伏组串，n为正整数，n不小于2；n个电压变换单元分别与各自的光伏组串相连。

n个电压变换单元为第一电压变换单元110、第二电压变换单元、……、第n-1电压变换单元、第n电压变换单元；

每个光伏组串包括至少一个光伏组件，请参见图1；

需要说明的是，为描述简洁，各个光伏组串分别用DC1、DC2、……、DCn来表示。

每个电压变换单元分别具有第一直流输入端子和第二直流输入端子101以及第一交流输出端子和第二交流输出端子102；所述电压变换单元的第一直流输入端子和第二直流输入端子101与各自的光伏组串的两端相连；

第一电压变换单元的第一交流输出端子做为所述电压变换支路的第一交流输出端11a，第一电压变换单元的第二交流输出端子与第二电压变换单元的第一交流输出端子相连，依此类推，第n-1电压变换单元的第二交流输出端子与第n电压变换单元的第一交流输出端子相连，第n电压变换单元的第二交流输出端子做为为所述电压变换支路的第二交流输出端11b；

本申请实施例提供的光伏发电系统，采用至少两个电压变换单元级联、将其交流输出叠加后与电网或交流负载连接的系统架构，具有多电平的特点，具有更低的器件应力，能够使开关速度较快的器件和耐压值较高的期间一起协同工作，可以采用更经济的器件，因此具有更高的系统效率并且降低了成本。

进一步地，上述每个电压变换单元可以独立控制工作，使得电压变换支路的控制方式灵活多样。

进一步地，上述光伏组串由一个光伏组件构成，使得每个电压变换单元由独立的单个光伏组件提供直流电。

进一步地，上述电压变换支路的第一交流输出端11a和/或第二交流输出端11b与交流负载或电网之间连接有滤波电路。

请参见图2，该滤波电路为电感L，连接在第一交流输出端11a与交流负载或电网之间。

该滤波电路还可以采用LC电路；和/或，第二交流输出端11b与交流负载或电网之间也可以连接电感L或LC电路（图中未示出），进一步改善滤波效果。

进一步地，每个电压变换单元与各自的光伏组串之间连接有直流电容，以滤除直流电中的纹波，并起到稳压作用。

请参见图3，为本申请光伏发电系统实施例二，光伏发电系统20为单相系统，所述光伏发电系统20包括一个电压变换支路21，该电压变换支路21的第一交流输出端、第二交流输出端分别与交流负载或电网的两端相连；

电压变换支路21包括n个电压变换单元以及n个光伏组串，n为正整数，n不小于2；n个电压变换单元分别与各自的光伏组串相连。

n个电压变换单元为第一电压变换单元210、第二电压变换单元、……、第n-1电压变换单元、第n电压变换单元；

与实施例一的区别在于，每个电压变换单元包括DC/AC变换器，即，所述DC/AC变换器将光伏组串提供的直流电转换为交流电，需要说明的是，任何可以将直流电转换为交流电的电路都可应用到本申请中。

所述DC/AC变换器包括最大功率点跟踪模块，实现对各自所连的光伏组件最大功率点的跟踪。这样，由于每个电压变换单元都具有最大功率点跟踪功能，解决了局部阴影的问题，使得发电效率进一步提高。

请参见图4，为本申请光伏发电系统实施例三，光伏发电系统30为单相系统，所述光伏发电系统30包括一个电压变换支路31，该电压变换支路31的第一交流输出端、第二交流输出端分别与交流负载或电网的两端相连；

电压变换支路31包括n个电压变换单元以及n个光伏组串，n为正整数，n不小于2；n个电压变换单元分别与各自的光伏组串相连。

n个电压变换单元为第一电压变换单元310、第二电压变换单元、……、第n-1电压变换单元、第n电压变换单元；

与实施例一的区别在于，每个电压变换单元包括DC/DC变换器和DC/AC变换器，所述DC/DC变换器将光伏组串提供的直流电进行电压等级的变换，所述DC/AC变换器将DC/DC变换器输出的直流电转换为交流电，需要说明的是，任何可以将直流电转换为交流电的电路都可应用到本申请中。所述DC/DC变换器包括最大功率点跟踪模块，实现对各自所连的光伏组件最大功率点的跟踪。这样，由于每个电压变换单元都具有最大功率点跟踪功能，解决了局部阴影的问题，使得发电效率进一步提高。

需要说明的是，本申请实施例中，各个光伏组串DC1、DC2、……、DCn的类型和\或尺寸可以不同。

相应地，每个电压变换支路中各电压变换单元的DC/AC变换器被配置成相同的或不同的拓扑结构，只要各个电压变换单元与其各自的光伏组串的类型和功率相匹配即可。

需要说明的是，本申请实施例中，当电压变换支路的交流输出端接电网时，所述DC/AC变换器为并网逆变器。

请参见图5，为本申请提供的光伏发电系统实施例四，光伏发电系统40为三相系统，包括三个电压变换支路410，三个电压变换支路410的第一交流输出端41a、41b、41c连接交流负载或电网，三个电压变换支路的第二交流输出端41d连接在一起。

请参见图2、图3和图4，所述电压变换支路410的构成可以与上述实施例一、二、三中所述的电压变换支路110、210、310一致。

三个电压变换支路410的第一交流输出端41a、41b、41c与交流负载或电网之间分别设置滤波电路，请参见图5，该滤波电路为电感L。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电系统包括至少一个电压变换支路，每个电压变换支路包括n个电压变换单元以及n个光伏组串，n为正整数，n不小于2；

n个电压变换单元为第一电压变换单元、第二电压变换单元、……、第n-1电压变换单元、第n电压变换单元；

每个光伏组串包括至少一个光伏组件；

每个电压变换单元分别具有第一直流输入端子和第二直流输入端子以及第一交流输出端子和第二交流输出端子；所述电压变换单元的第一直流输入端子和第二直流输入端子与各自的光伏组串的两端相连；

第一电压变换单元的第一交流输出端子做为所述电压变换支路的第一交流输出端，第一电压变换单元的第二交流输出端子与第二电压变换单元的第一交流输出端子相连，依此类推，第n-1电压变换单元的第二交流输出端子与第n电压变换单元的第一交流输出端子相连，第n电压变换单元的第二交流输出端子做为为所述电压变换支路的第二交流输出端；

2.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，每个电压变换单元独立控制工作。

3.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述光伏组串由一个光伏组件构成。

4.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述电压变换支路的第一交流输出端和/或第二交流输出端与交流负载或电网之间连接有滤波电路。

5.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述电压变换单元与各自的光伏组串之间连接有直流电容。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光伏发电系统，其特征在于，每个电压变换单元包括DC/AC变换器，所述DC/AC变换器包括最大功率点跟踪模块。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的光伏发电系统，其特征在于，每个电压变换单元包括DC/DC变换器和DC/AC变换器，所述DC/DC变换器包括最大功率点跟踪模块。

8.根据权利要求6或7所述的光伏发电系统，其特征在于，每个电压变换支路中各电压变换单元的DC/AC变换器被配置成相同的或不同的拓扑结构。

9.根据权利要求6或7所述的光伏发电系统，其特征在于，所述DC/AC变换器为并网逆变器。