CN104124711A - 一种太阳能光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种太阳能光伏发电系统，包括光伏电池板、MPPT电路、逆变电路及控制器；光伏电池板包括若干个太阳能电池组件，MPPT电路包括N个MPPT单元，逆变电路包括M个逆变单元；N个MPPT单元与太阳能电池组件电性连接，将直流电汇至母线，输出给逆变电路中工作的逆变单元，工作的逆变单元将直流电逆变为交流电，并网供电；控制器与M个逆变单元电性连接，根据光伏电池板输出功率的大小控制M个逆变单元中需要投入工作的逆变单元。本发明优点如下：一、多路MPPT单元，提高了光伏电池板的最大功率输出性能。二、每个逆变单元相互独立，器件参数互不影响，有利于提高电能质量。三、系统输出功率和逆变单元数量成正比，轻载和满载效率几乎一致。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种太阳能光伏发电系统。
背景技术
可再生能源发电技术是解决我国电力紧缺问题的重要途径，与其他技术类型相比我国光伏产业起步较晚，但发展十分迅速。光伏发电系统是一种将太阳能转换为电能的装置，通过并接到电力系统中供用户使用。传统太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池组件、单一最大功率点跟踪(Maximum Power PointTracking，MPPT)电路、单台逆变器组成，如图1所示，图中101为光伏电池板，102为MPPT电路，103为逆变器，104为电网。这是一种线性架构，由太阳能电池组件采集太阳能转换为直流电能输出，经MPPT电路实现电压调节和MPPT功能，然后再逆变并网供电。但是，随着光伏产业的飞速发展，以光伏阵列为基础的光伏电站规模越来越大，传统的系统架构逐渐呈现出很多不足，具体包括：一、单一MPPT电路单元接入的太阳能电池组件串数越来越多，这对太阳能电池组件的最大功率输出有影响很大，可能造成每块太阳能电池组件与最大功率点偏差较大。而且，由于功率器件本身的限制，单一的MPPT电路不能接入过多的太阳能电池组件串数，这同样限制了大功率光伏逆变器的发展。二、单台逆变器容量越来越大，电感电容等器件参数均按照最大功率设计，轻载时输出电流谐波较大，严重影响电网电能质量。三、大功率逆变器构成复杂，器件繁多，在负载较小时本身耗能相对突出，降低了逆变器工作效率。
发明内容
本发明的目的在于通过一种太阳能光伏发电系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种太阳能光伏发电系统，其包括光伏电池板、MPPT电路、逆变电路及控制器；其中，所述光伏电池板包括若干个太阳能电池组件，所述MPPT电路包括N个MPPT单元，所述逆变电路包括M个逆变单元，M、N均为正整数；所述N个MPPT单元与太阳能电池组件电性连接，将直流电汇至母线，输出给所述逆变电路中工作的逆变单元，所述工作的逆变单元将所述直流电逆变为交流电，并网供电；所述控制器与M个逆变单元电性连接，根据光伏电池板输出功率的大小控制M个逆变单元中需要投入工作的逆变单元。
特别地，所述MPPT电路由电气参数相同的N个MPPT单元组成。
特别地，所述逆变电路由功率不同的M个逆变单元组成。
本发明提出的太阳能光伏发电系统具有如下优点：一、多路MPPT单元，提高了光伏电池板的最大功率输出性能。二、每个逆变单元相互独立，器件参数互不影响，有利于提高电能质量。三、系统输出功率和逆变单元数量成正比，轻载和满载效率几乎一致。
附图说明
图1为传统太阳能光伏发电系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的太阳能光伏发电系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
请参照图2所示，图2为本发明实施例提供的太阳能光伏发电系统结构示意图。本实施例中太阳能光伏发电系统具体包括光伏电池板201、MPPT电路202、逆变电路203及控制器204。所述光伏电池板201包括若干个太阳能电池组件2011。所述MPPT电路202包括N个MPPT单元2021，所述逆变电路203包括M个逆变单元2031，M、N均为正整数。所述N个MPPT单元2021与太阳能电池组件2011电性连接，将直流电汇至母线，输出给所述逆变电路203中工作的逆变单元2031，所述工作的逆变单元2031将所述直流电逆变为交流电，在内部汇流，最后输出给电网205供电。所述控制器204与M个逆变单元2031电性连接，根据光伏电池板201输出功率的大小控制M个逆变单元2031中需要投入工作的逆变单元2031。
于本实施例，所述MPPT电路202由电气参数相同的N个MPPT单元2021组成。每个MPPT单元2021均为现有的最大功率点跟踪电路，具体电路构成不再赘述。根据本系统功率设计的要求，MPPT电路202中MPPT单元2021的数量可以灵活增加或减少。例如，如单个MPPT单元2021的功率可设计为20kW，若要设计生产一套200kW的太阳能光伏发电系统，需要10个MPPT单元2021；若要生产一套500kW的太阳能光伏发电系统，则需将MPPT单元2021数量增加到25个。当太阳能光伏发电系统的方案确定后，MPPT单元2021的数量就不再改变。
所述逆变电路203由功率不同的M个逆变单元2031组成，灵活多变，适应性强。但不局限于此，M个逆变单元2031的功率参数也可以设计成一致。每个逆变单元2031均为现有的光伏发电用逆变器。系统工作时，在控制器204的调配下，根据光伏电池板201输出功率的大小控制M个逆变单元2031中需要投入工作的逆变单元2031。例如，一台500kW的逆变器电路，由5个逆变单元2031组成，每个逆变单元2031功率为100kW。中午阳光充足，光线直射，光伏电池板201输出功率较大，控制器204将所有的逆变单元2031投入工作，提高发电量。而在早上或是傍晚时，光线斜照，光伏电池板201输出功率下降，假设降为满功率的40％，控制器204通过检测前级母线上电压电流参数，确定光伏电池板201实际发电功率，此时只需两台逆变单元2031工作便可满足功率输出。控制器204对各逆变单元2031功率进行核算，保留1、2号逆变单元2031继续工作，停止3、4、5号逆变单元2031的工作，发出指令使之进入智能休眠模式，再通过断路器将其从逆变系统切除，降低功耗。在第二天中午时再唤醒休眠的逆变单元2031，闭合断路器使之正常工作。
本发明的技术方案具有如下优点：一、多路MPPT单元，提高了光伏电池板的最大功率输出性能。二、每个逆变单元相互独立，器件参数互不影响，有利于提高电能质量。三、系统输出功率和逆变单元数量成正比，轻载和满载效率几乎一致。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (3)
1.一种太阳能光伏发电系统，其特征在于，包括光伏电池板、MPPT电路、逆变电路及控制器；其中，所述光伏电池板包括若干个太阳能电池组件，所述MPPT电路包括N个MPPT单元，所述逆变电路包括M个逆变单元，M、N均为正整数；所述N个MPPT单元与太阳能电池组件电性连接，将直流电汇至母线，输出给所述逆变电路中工作的逆变单元，所述工作的逆变单元将所述直流电逆变为交流电，并网供电；所述控制器与M个逆变单元电性连接，根据光伏电池板输出功率的大小控制M个逆变单元中需要投入工作的逆变单元。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，所述MPPT电路由电气参数相同的N个MPPT单元组成。
3.根据权利要求1或2任一项所述的太阳能光伏发电系统，其特征在于，所述逆变电路由功率不同的M个逆变单元组成。
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