CN106961152A - 用于光伏组件的辅助电路 - Google Patents

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徐亚伟
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Abstract

本发明公开用于光伏组件的辅助电路，包括：超级电容、DC/DC变换器和负载；其中，所述超级电容的输入端连接于光伏组件的输出端，以接收输出电流；所述DC/DC变换器被配置成连接于所述超级电容的输出端和所述负载，在所述超级电容处于所述光伏组件的最大功率点时，所述DC/DC变换器获取等同于所述光伏组件输出的最大功率输送至所述负载。该用于光伏组件的辅助电路克服了现有技术中的光伏组件最大功率点跟踪不方便的问题，实现了光伏组件的最大功率点跟踪，并实现了放电效率最大化。

Description

用于光伏组件的辅助电路
技术领域
本发明涉及光伏组件的输出控制领域，具体地，涉及用于光伏组件的辅助电路。
背景技术
在一定的日照强度和环境温度下，光伏组件所接负载阻抗不同，输出功率不同。由电路理论可知，只有当所接负载阻抗与光伏组件实时的最佳匹配阻抗相等时，光伏组件的输出功率才能达到最大值。因此，在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率，一个重要的途径就是实时调整所接负载阻抗，使之始终等于光伏组件的最佳匹配阻抗，这一过程就称之为最大功率点跟踪。
现如今如何对光伏组件的最大功率点进行跟踪，如何让光伏组件的放电效率最大化成为一种亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于光伏组件的辅助电路，该用于光伏组件的辅助电路克服了现有技术中的光伏组件最大功率点跟踪不方便的问题，实现了光伏组件的最大功率点跟踪，并实现了放电效率最大化。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于光伏组件的辅助电路，该辅助电路包括：超级电容、DC/DC变换器和负载；其中，所述超级电容的输入端连接于光伏组件的输出端，以接收输出电流；所述DC/DC变换器被配置成连接于所述超级电容的输出端和所述负载，在所述超级电容处于所述光伏组件的最大功率点时，所述DC/DC变换器获取等同于所述光伏组件输出的最大功率输送至所述负载。
优选地，该辅助电路还包括：检测模块、电源和驱动开关，所述检测模块检测所述超级电容的电压和所述超级电容的功率，且被配置成连接于所述超级电容和所述DC/DC变换器，在判定所述超级电容处于所述光伏组件的最大功率点的情况下，所述检测模块控制所述驱动开关的闭合，所述驱动开关、电源和DC/DC变换器形成一条闭合的回路，所述DC/DC变换器获取等同于所述光伏组件输出的最大功率输送至所述负载。
优选地，该辅助电路还包括：断路器，所述断路器连接于所述检测模块，且所述断路器连接于所述回路中，在检测模块检测到所述驱动开关处于闭合，且所述超级电容的电压低于预设值的情况下，所述检测模块输出控制信号至所述断路器，所述断路器断开所述回路。
优选地，所述超级电容为镍碳超级电容。
优选地，所述超级电容的输入端和上述光伏组件的输出端之间直接设置连接导线。
优选地，所述驱动开关为电磁开关，在接收到高电平的情况下，所述电磁开关闭合，所述电磁开关电连接于所述检测模块中，并设置于所述回路中。
通过上述的实施方式，本发明的采用在光伏组件与DC/DC变换器之间并联超级电容的电路拓扑结构利用超级电容充放电频率高、功率密度大等特点，将光伏组件所发出的电能先存储于超级电容中，然后通过DC/DC变换器将存储于超级电容中电能经适当调整后输送给负载使用或并入直流微网。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种用于光伏组件的辅助电路的电路拓扑结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种用于光伏组件的辅助电路，该辅助电路包括：超级电容、DC/DC变换器和负载；其中，所述超级电容的输入端连接于光伏组件的输出端，以接收输出电流；所述DC/DC变换器被配置成连接于所述超级电容的输出端和所述负载，在所述超级电容处于所述光伏组件的最大功率点时，所述DC/DC变换器获取等同于所述光伏组件输出的最大功率输送至所述负载。
通过上述的实施方式，本发明的采用在光伏组件与DC/DC变换器之间并联超级电容的电路拓扑结构利用超级电容充放电频率高、功率密度大等特点，将光伏组件所发出的电能先存储于超级电容中，然后通过DC/DC变换器将存储于超级电容中电能经适当调整后输送给负载使用或并入直流微网。
以下结合附图1对本发明进行进一步的说明，为了提高本发明的适用范围，特别使用下述的具体实施方式来实现。
在本发明的一种具体实施方式中，该辅助电路还可以包括：检测模块、电源和驱动开关，所述检测模块检测所述超级电容的电压和所述超级电容的功率，且被配置成连接于所述超级电容和所述DC/DC变换器，在判定所述超级电容处于所述光伏组件的最大功率点的情况下，所述检测模块控制所述驱动开关的闭合，所述驱动开关、电源和DC/DC变换器形成一条闭合的回路，所述DC/DC变换器获取等同于所述光伏组件输出的最大功率输送至所述负载。
通过上述的实施方式，可以让超级电容处于所述光伏组件的最大功率点的情况下输出最大功率至所述负载。
在该种实施方式中，该辅助电路还可以包括：断路器，所述断路器连接于所述检测模块，且所述断路器连接于所述回路中，在检测模块检测到所述驱动开关处于闭合，且所述超级电容的电压低于预设值的情况下，所述检测模块输出控制信号至所述断路器，所述断路器断开所述回路。
通过断路器，可以让回路断开，在电压过低时，可以再次实现充电。
在本发明的一种具体实施方式中，所述超级电容为镍碳超级电容。
在本发明的一种具体实施方式中，所述超级电容的输入端和上述光伏组件的输出端之间直接设置连接导线。通过导线直接连接，光伏组件始终以其能够输出的最大电流对超级电容充电。
在该种实施方式中，所述驱动开关为电磁开关，在接收到高电平的情况下，所述电磁开关闭合，所述电磁开关电连接于所述检测模块中，并设置于所述回路中。
在本发明的一种最优选的实施方式中，如图1所示，当有光照时，光伏组件以短路电流即光伏组件能够输出的最大电流给超级电容充电，超级电容两端的电压随之上升，在超级电容两端电压上升过程中，光伏组件始终以其能够输出的最大电流对超级电容充电，在超级电容参数选择合适的情况下，其两端电压将很快上升到最大功率点附近，之后光伏组件的输出电流将显著减小，超级电容上电压上升的速度就变慢，通过不断检测超级电容两端的电压和充电电流，就可得出光伏组件输出的功率，在检测到光伏组件输出的功率开始减小的时刻(光伏组件的输出电压已高于最大功率点电压值)，控制DC/DC变换器中的功率器件开通，将超级电容存储的能量输出到负载，超级电容两端的电压并随之下降，光伏组件的输出电流就会增大，但远小于提供给负载的电流。在超级电容两端电压下降一固定电压步长后(如下降0.2V)，关断DC/DC变换器中的功率器件，光伏组件再次输出电能给超级电容充电。经过几个周期的检测与比较，就可搜寻到光伏组件的最大功率点，控制DC/DC变换器在光伏组件的最大功率点左右工作，使光伏组件输出最大功率。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种用于光伏组件的辅助电路，其特征在于，该辅助电路包括：超级电容、DC/DC变换器和负载；其中，所述超级电容的输入端连接于光伏组件的输出端，以接收输出电流；所述DC/DC变换器被配置成连接于所述超级电容的输出端和所述负载，在所述超级电容处于所述光伏组件的最大功率点时，所述DC/DC变换器获取等同于所述光伏组件输出的最大功率输送至所述负载。
2.根据权利要求1所述的用于光伏组件的辅助电路，其特征在于，该辅助电路还包括：检测模块、电源和驱动开关，所述检测模块检测所述超级电容的电压和所述超级电容的功率，且被配置成连接于所述超级电容和所述DC/DC变换器，在判定所述超级电容处于所述光伏组件的最大功率点的情况下，所述检测模块控制所述驱动开关的闭合，所述驱动开关、电源和DC/DC变换器形成一条闭合的回路，所述DC/DC变换器获取等同于所述光伏组件输出的最大功率输送至所述负载。
3.根据权利要求2所述的用于光伏组件的辅助电路，其特征在于，该辅助电路还包括：断路器，所述断路器连接于所述检测模块，且所述断路器连接于所述回路中，在检测模块检测到所述驱动开关处于闭合，且所述超级电容的电压低于预设值的情况下，所述检测模块输出控制信号至所述断路器，所述断路器断开所述回路。
4.根据权利要求1所述的用于光伏组件的辅助电路，其特征在于，所述超级电容为镍碳超级电容。
5.根据权利要求1所述的用于光伏组件的辅助电路，其特征在于，所述超级电容的输入端和所述光伏组件的输出端之间直接设置连接导线。
6.根据权利要求2所述的用于光伏组件的辅助电路，其特征在于，所述驱动开关为电磁开关，在接收到高电平的情况下，所述电磁开关闭合，所述电磁开关电连接于所述检测模块中，并设置于所述回路中。
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