CN204578425U - 新型的太阳能发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的太阳能发电系统，包括太阳能电池板、直流优化器和逆变器，所述太阳能电池板和直流优化器均为N个，所述逆变器的个数为M个，每个太阳能电池板的输出都连接一个直流优化器，直流优化器的主要功能为追踪太阳能电池板的最大功率点和稳定输出电流的作用，实现最大化太阳能电池板的输出功率，且所有直流优化器的输出并联在一起，构建起直流总线，M个逆变器的输入并联在一起，输入并联在一起的M个逆变器从直流总线上抽取电流，且M个逆变器的输出也并联于同一个电网。实现安全可靠且发电效率高的优点。

Description

新型的太阳能发电系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电领域，具体地，涉及一种新型的太阳能发电系统。

背景技术

目前，太阳能作为清洁能源的一种，正受到世界范围内的广泛关注。在欧洲，美洲都建立了大型的光伏电站。光伏发电还很灵活，可以在楼房屋顶，广场或是直接替代楼宇外墙搭建小型的发电站，不仅可以起到美观的作用，还能有效的利用太阳能。目前的太阳能发电系统有如下几种，如图1所示：太阳能电池板串联起来接组串式逆变器。图1所示方案的优点为是系统成本低，只用一个大功率的组串式逆变器连接组件，组成太阳能发电系统，装配简单。而这种系统的缺点也很明显，由于组件的串联结构，单个逆变器无法做到每个太阳能电池板工作于最大输出功率条件下，发电量受阴影，遮挡等影响比较大，而且将所有组件串联在一起，其输出电压很高，系统存在安全隐患，需要额外的增加灭弧装置于高压直流侧。

现有的太阳能发电系统的方案2，如图2所示，在方案1的系统上增加优化器，该方案弥补了方案1中单个逆变器无法保证每个太阳能电池板都工作于最大功率点的弊端，每个太阳能电池板都连接了一个直流优化器，用于追踪太阳能电池板的最大功率点，做到最大化太阳能系统发电。方案2相对方案1的进步是明显的，但是他并没有解决方案1中高压直流电来的安全问题，同时增加的直流优化器也比方案1的成本要高。整个系统的造价要高于方案1，但是考虑到增加的发电量，对于投资回报率来说，反而优于传统的电池板直接连接组串式逆变器的方案。

现有的太阳能发电系统的方案3，如图3所示，是最近开始越来越受到人们重视的方案。每个太阳能电池板输出直接连接微型逆变器，将太阳能电池板所发电直接转化为交流电，并网发电。微型逆变器内部已经包含了最大功率跟踪策略，能够优化连接的太阳能电池板，做到最大功率输出运行。由于单块太阳能电池板的输出电压最高不大于50V，因此这样的系统相对方案1和方案2来说，优点也非常清晰，即安全性高。对于太阳能发电系统，投资回报率是建立在电站可以长期，稳定，持续发电的基础上的，如果因为安全的原因，导致了电站损坏，火灾等事故，得不偿失。因此在美国，欧洲，方案3越来越受到人们的青睐，特别是美国，也已经初步在设定法规，在不久的将来，太阳能发电系统中的系统电压要求将低于80V的安全范围，以保证太阳能电站安全，可靠，长期的运行。当然，方案3的缺点也非常明显，由于每个电池板都连接了逆变器，而且每个逆变器都包含了传统逆变器所需要的升压，逆变，最大功率跟踪等电路和控制方法，微型逆变器方案是3个方案里面成本最高的。

综上所述，现有的太阳能发电系统各有优缺点，并没有一个太阳能发电系统既便宜，发电量又多，而且还安全可靠。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种新型的太阳能发电系统，以实现安全可靠且发电效率高的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种新型的太阳能发电系统，包括太阳能电池板、直流优化器和逆变器，所述太阳能电池板和直流优化器均为N个，所述逆变器的个数为M个，每个太阳能电池板的输出都连接一个直流优化器，直流优化器的主要功能为追踪太阳能电池板的最大功率点和稳定输出电流的作用，实现最大化太阳能电池板的输出功率，且所有直流优化器的输出并联在一起，构建起直流总线，M个逆变器的输入并联在一起，输入并联在一起的M个逆变器从直流总线上抽取电流，且M个逆变器的输出也并联于同一个电网。

优选的，所述直流优化器集成在太阳能电池板接线盒内或作为一个独立的外置设备连接到太阳能电池板上，且该直流优化器集成通信，通过远程通信，调节直流优化器的输入功率。

优选的，所述逆变器的个数为M+1个,即按照功率满额的情况下多配置一台逆变器。

优选的，所述直流总线上电连接低压直流设备，为低压直流设备提供能量，供低压直流设备运行。

优选的，所述直流总线上连接蓄电池，且为了弥补直流总线上蓄电池能量的不足，直流总线上外接交流转低压直流整流器，该交流转低压直流整流器在直流总线上的能量不足时给蓄电池充电。

优选的，还包括离网型逆变器和切换开关，在电网停电时，使用切换开关切断电网对内部负载的供电，而只留下离网型逆变器给内部负载供电，起到应急供电的作用。

优选的，所述逆变器的个数M为1到N之间的任何一个数，根据M和N的比例来调节DC功率对AC功率的比例。

优选的，所述太阳能电池板至少包括多晶硅电池板、单晶硅电池板和薄膜电池板。

优选的，所述逆变器至少包括，微型逆变器或低输入电压并网型逆变器；

所述微型逆变器是单路输入、两路输入或多路输入，所述低输入电压并网型逆变器是单路输入、两路输入或多路输入。

本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型将直流优化器的输出全部并联，共享一个直流总线避免了传统组串式方案中的高压，系统中只有低电压的存在，因此系统无需考虑高压系统中的安全问题，减少了灭弧器，直流断路器等保护元器件的使用。而采用自均流控制和冗余控制，延长太阳能发电系统的寿命，提高整个系统的转换效率。从而达到安全可靠且发电效率高的目的。而通过增加蓄电池以及离网型逆变器进一步增强了系统的灵活性。由于直流总线和蓄电池的存在，还可以直接给低压直流负载供电，如果蓄电池电量不足，还能直接使用交流转直流的整流器给低压蓄电池充电。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有的太阳能电池板串联接组串式逆变器的太阳能发电系统的示意图；

图2为现有的太阳能电池板加优化器接传统组串式逆变器的太阳能发电系统示意图；

图3为现有的太阳能电池板连接微型逆变器的太阳能发电系统示意图；

图4a至图4c为本实用新型实施例所述的新型的太阳能发电系统示意图；

图5a为现有优化器的负载电流流动方向示意图；

图5b为现有优化器故障时候的负载电流流动方向示意图；

图6a为本实用新型实施例所述的新型的太阳能发电系统中直流优化器输出并联时候负载电流流动方向示意图；

图6b为本实用新型实施例所述的新型的太阳能发电系统中直流优化器输出并联时故障的负载电流流动方向示意图；

图7为本实用新型实施例所述的微型逆变器并联输入接直流总线示意图；

图8为本实用新型实施例所述的微型逆变器并联输入使用均流控制算法时候的电流流动方向示意图；

图9为本实用新型实施例所述的微型逆变器冗余控制方案电流流动方向示意图；

图10和图11为本实用新型实施例所述的微型逆变器冗余控制特性示意图；

图12为本实用新型实施例所述的连接蓄电池的新型的太阳能发电系统示意图；

图13a至图13c为本实用新型实施例所述的连接低压直流设备的新型的太阳能发电系统示意图；

图14和图15为本实用新型实施例所述的使用低压输入并网型逆变器构建的新型太阳能发电系统示意；

图16a至图16c为本实用新型实施例所述的使用低压输入并网型逆变器构建的新型太阳能发电系统连接低压直流设备的系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例用微型逆变器为例进行具体说明：

如图4b所示太阳能发电系统，将每个太阳能电池板的输出都连接了一个直流优化器，它的主要功能是追踪太阳能电池板的最大功率点，实现最大化太阳能电池板的输出功率。而每个直流优化器的输出区别于方案2中串联的接法，而是将所有直流优化器的输出并联在一起，构建起直流总线。直流总线的电压不高于80V。之后使用微型逆变器做直流到交流的转换，同样的所有微型逆变器的输入也是并联在一起的，而微型逆变器的输出也是并联于同一个电网，将太阳能所发的直流电转换为交流电并网发电。由于直流优化器的存在，微型逆变器并没有直接连接到太阳能电池板，因此他不需要最大功率追踪控制。本实用新型技术方案构建的直流总线为低压直流总线。

太阳能电池板的输出电压范围是22V-55V，而直流优化器的输出电压低于60V，图4b所示的连接方式，首先避免了图1所示的串式方案中的高压，系统中只有低电压的存在，因此系统无需考虑高压系统中的安全问题，减少了灭弧器，直流断路器等保护元器件的使用。

直流优化器可以集成在太阳能电池板接线盒内，也可以作为一个独立的外置设备连接到太阳能电池板上。直流优化器集成通信，可以通过(WIFI，GRPS，RF，3G或4G等)通信方式，调节直流优化器的输入功率。太阳能发电系统的功率可以通过远程控制(如WIFI，GPRS，RF，电力载波，3G或4G)通讯方式来控制和监控太阳能优化器的输出从而进一步来调节系统的功率输出。例如每一个直流优化器或者是微型逆变器都是可以被单独控制的。微型逆变器可以是单路输入的，也可以是两路或者多路输入的。

图4a为逆变器实现的太阳能发电系统，图4b为微型逆变器实现的太阳能发电系统图，方案4b将直流优化器的输出全部并联，共享一个直流总线。图4c为使用低输入电压并网型逆变器实现的太阳能发电系统。如图5a的所示，现有的直流优化器，总的负载电流会流过每个直流优化器，一旦其中一个优化器发生故障，需要考虑使用旁路二极管将电流旁路掉，防止这样的电流流过已经损坏的直流优化器而不断发热引起火灾。即使使用旁路二极管，在满载情况下，大的负载电流也会流过其旁路二极管，产生损耗，进一步会引起发热，而持续的发热会引起火灾的安全隐患，如5b所示。

本实用新型技术方案的直流优化器输出并联构建直流总线的方式，负载电流不会流过所有的直流优化器。如图6a所示，此时的负载电流由所有的直流优化器输出电流叠加获得，一旦其中一个优化器发生故障，故障机不再提供负载电流，直流优化器输出的保险丝可以有效的阻断其他负载电流的流入，防止电流在损坏机器上通过引起发热。从而进一步提高系统的可靠性，如图6b所示。

构建直流总线之后，对于其后端的微型逆变器带来了新的特点。组串式逆变器的输入电压必须高于200V，因此现有的做法都是将直流优化器输出串联或者直接将太阳能电池板串联已获得高压。而直流优化器并联输出构建的直流总线，电压很低，通常小于60V，正好适合于微型逆变器的输入条件。但是多个微型逆变器并联输入，存在如何做到能量流的最优分配的问题。

结合本实用新型中使用直流优化器构建直流总线的方案，本实用新型提出解决能量流的最优分配问题：即将微型逆变器的低压输入并联，全部接到统一的直流总线上，如图7所示。

为了能增加系统运行的可靠性，微型逆变器的控制策略不同于常规的微型逆变器。本实用新型提出两种控制方式：

微型逆变器的控制方式1、自均流控制，由直流优化器输出构建的直流总线，能够提供总的输出功率为P_max＝V_dcbus*(I₁+I₂+…+I_n),使用M个微型逆变器并联连接在直流总线上，则每台微型逆变器处理的功率为P_inverter＝P_max/M,如图8所示。由于使用了自均流控制，每台微型逆变器工作在同样的工作条件(同样的输入电压，同样的输入电流，同样的输出电压—电网，同样的输出电流)，整个系统处在一个非常平稳的工作条件中。同样的功率条件，代表同样的热，对于散热处理来说也是非常优异的工作条件。相对于现有的太阳能电池板直接连接微型逆变器的方式，由于各个太阳能电池板受到环境的影响不一，处理的功率不一致，散热条件也不一致，因此在微型逆变器的散热上，只能统一的按照最大功率，最大损耗时候的热来考虑。再进一步的，由于逆变器这类电子产品的最高效率点通常分布于满功率的60％-80％，平均分配总功率代表着系统的转换效率可以维持在最高点附近，而满载和轻载条件下，逆变器转换效率较低，这种自均流方案可以减少部分机器重载，部分机器轻载(不同太阳能电池板发电时候的差异)所引起的损耗，进一步提高系统的发电量。

微型逆变器的控制方式2、冗余控制，让部分机器工作于最高转换效率的工作点，而让剩余的机器停止工作，降低损耗，提高系统运行的整体可靠性。每天早晨，每台微型逆变器启动，通过算法，该算法可采用现有算法实现，获得随机的一个工作点(V_setpoint)，并向直流总线抽适当功率(最大效率时候的功率)。N台直流优化器输出电流相加，开始向直流总线充电，一旦直流总线电压冲高到其中一台微型逆变器的工作点(相对其他台来说最低电压点)，这台微型逆变器开始转换能量，输出功率。一旦有能量向电网端流动，则母线电压又会被拉低下来。存在两种情况，一种是直流优化器提供的功率大于这台微型逆变器的能够输出的功率，则直流总线电压会被继续冲高，当电压升高达到另外一台微型逆变器的工作点时，第二台微型逆变器开始输出功率(抽取直流总线的功率)，如果功率还是大于两台微型逆变器输出功率的和，第三台微型逆变器再加入工作，如此循环上去，直到直流总线提供的功率小于在运行的微型逆变器输出的功率，此时，最开始工作的几台微型逆变器工作于最高转换效率条件，而最后一台工作于适当的功率。此时满足：P_{inverter_1}+P_{inverter_2}+…+P_{inverter_M}＝P_DC。P_{inverter_1}到P_{inverter_M-1}都工作于最高效率点，只有P_{inverter_M}没有工作于到最高效率点，剩下的微型逆变器不参与工作，不输出功率，处于待机状态以减小损耗，提高系统整体的运行可靠性。第二种情况是，当直流总线提供的功率小于微型逆变器功率，则只有一台微型逆变器工作，而其他逆变器处于待机状态。可将多个微型逆变器设置相同的工作点，且设置相同的工作点的多个微型逆变器一起工作，工作点相同的多个微型逆变器一起工作时，多个微型逆变器起用自均流控制。

图9所示，在冗余控制原则下，电流只流过工作点较低的几台逆变器，而剩下的逆变器处于待机状态。由于每天早上太阳升起，获得的工作点电压是随机的，也就代表着每天最开始工作的机器是不固定的，而待机的机器也是不固定的，通过这种让部分机器休息，并优化功率走向的方式，延长太阳能发电系统的寿命，提高整个系统的可靠性。

具体举例如下：

如使用10台250W的直流优化器和10台250w的微型逆变器组成本实用新型的太阳能发电系统。直流优化器输出电压范围为36V～50V。而微型逆变器的输入工作电压设定为40V(小于该电压，微型逆变器不输出功率)。早上有太阳光之后，通过直流优化器，控制每个太阳能电池板都工作于此时的最大功率点，输出最大功率150W，10个太阳能电池板输出的总功率为1500W。而10台250W的微型逆变器早上起来程序随机的选取自己的启动电压。假设随机的有五台选取了40V，有三台选取了40.1V，剩下两台选取了40.2V。随着直流优化器一起输出电流，直流总线电压开始上升，当电压上升到40V，工作点选择40V的微型逆变器开始工作，从直流总线上抽取功率，每台抽取200W(200w/250w＝80％，逆变器在处理功率80％时候的效率最高)，五台逆变器一共处理了1000w的功率，由于直流优化器输出电流是并联的，提供的功率大于了1000W，电压继续上升，当直流总线电压上升到40.1V，工作点设定到40.1V的三台逆变器开始工作处理功率，采样控制方式1即自均流控制，此时每台微型逆变器输出功率(1500-1000)/3＝166.67W。由于逆变器输出功率和直流总线的功率平衡了，直流总线上的电流全部被这八台微型逆变器处理掉，直流总线电压维持在40.1V(工作点40V的五台维持200W运行于40.1V工作点)，剩下两台工作点选取为40.2V的，由于直流总线电压没有达到40.2V，这两台处于待机状态，不参与工作。

随着时间的推移，光照量上升，太阳能电池板输出的功率上升，当太阳能电池板的输出功率达到200W时，直流优化器的输出直流总线功率达到2000W，随着直流总线功率的上升，而已经工作的八台微型逆变器只能处理1600W，多余的400W功率会继续推高直流总线，到直流总线电压达到40.2V，剩下的两台微型逆变器加入工作，开始处理功率，抽取多余的400W并送到电网端，至此所有的微型逆变器都参与功率处理。

进一步的，随着时间的推移，到正午时分，太阳能电池板输出功率上升到220W，直流总线的功率达到2200W，由于直流总线的功率大于逆变器处理的功率，直流总线无法维持在40.2V，被进一步推高，如果微型逆变器不能够多抽功率，直流总线电压会持续的上升，直到直流总线电压被冲高到41V，此时工作点选取为40V的五台逆变器切换工作点到41V，并允许输出功率达到250W，工作点40.1V的三台逆变器也切换到工作点41.1V，并允许输出功率到250W，剩下的两台微型逆变器工作点也切换到41.2V，此时功率走向发生改变，工作点设置在41V的五台逆变器，每台处理功率250W，他们仅仅处理了1250W的功率，直流总线电压任然维持不住，电压持续上升到41.1V，接下来工作点设置在41.1V的微型逆变器开始工作，并输出功率，处理的功率达到750W，但是总的功率还是低于2200W，多出来的200W继续将直流总线电压冲高到41.2V，最后两台微型逆变器开始工作，并共同处理余下来的200W功率。结合之前的自均流特性。10台微型逆变器工作状态为：八台工作于满载250W，剩下的两台工作于100W。

对于冗余控制方式，还有一个好处就是备份，由于每台微型逆变器工作都不同固定的电池板，固定的优化器连接，任何一个电池板故障，优化器故障，都不会影响微型逆变器工作于最优点。同样的，微型逆变器发生故障，只要输入保险丝断开，就不会影响其他微型逆变器的正常工作。为了保证系统可以长期，安全可靠的运行，可以在系统中配备M+1个微型逆变器，也就是说，按照功率满额的情况下多配一台微型逆变器，这将极大的延长系统的寿命。如果发生故障，只需要更换故障机即可。冗余控制的自适应特性如图10所示。图中包含两个工作点，一个是最优工作点A，一个是满载工作点B。微型逆变器优先工作于最优工作点，只有到直流总线提供的功率大于所有微型逆变器的最优工作点功率之和后，才切换到满载工作点。

如图10所示，最优工作点和满载工作点都是一个范围(如例子中的40V,40.1V,40.2V)，微型逆变器的冗余控制会在一个电压附近随机的选取工作点，这样可以让每天早上起来工作的微型逆变器不固定，每天工作时间最长的机器也变成不固定的，从而提高整个系统的可靠性和运行寿命。进一步的，工作点的设计不仅仅局限于最优工作点A，满载工作点B，还可以设置次优工作点C，再次优工作点D等等。如图11所示，多个工作点的设置，主要目的是为了让整个系统在不同的光照条件时候，做到发电量最高，最高效，最长寿命的利用逆变器转换能量。

对于直流优化器输出直接并联的结构，在每块太阳能电池板输出功率不一致的情况下，任然可以保证各个微型逆变器工作于最优工作点，而不同于传统的方案3，微型逆变器只能处理本块太阳能电池板的功率。这种将优化器输出并联后建立直流总线的方案给能量流的优化带来了很多可能性。

在构建低压直流总线之后，本实用新型带来的另外一个好处是可以兼容储能系统，如图12所示。由于直流总线的低压特性，使用常规的12V铅酸蓄电池串联之后获得36V或者48V的蓄电池组(依据冗余控制选取的优化点来选择)，蓄电池组可以直接连接在直流总线上，微型逆变器兼容蓄电池管理控制策略，由于微型逆变器工作与否决定于直流总线电压，微型逆变器可以通过直流总线电压现在的值来确定是否并网发电。具体的控制策略介绍如下：当蓄电池没电的时候，直流优化器追踪太阳能电池板最大功率，并向直流总线上输出功率，此时由于蓄电池电量较低，直流总线上的电压较低(以36V蓄电池为例，电压掉到30V一下)，太阳能发电系统的电流优先给蓄电池充电，直到直流总线的电压冲到40V，微型逆变器才开始工作，微型逆变器把太阳能发电中多余的电并网发给电网。需要蓄电池放电的时候，只要通过通信调整微型逆变器的工作电压小于36V，即可让蓄电池放电。为了保护蓄电池，微型逆变器的工作电压不能低于蓄电池的安全电压。

本实用新型提出的太阳能发电系统，结合蓄电池之后，可以扩展很多应用，由于现有的太阳能发电系统或者没有直流总线，或者只有高压直流总线。没有总线的不具备储能功能，只能实时将太阳能所发电能转换为市电的交流电并网发电，而这往往无法给客户带来最大收益，在很多家庭用户，白天用电少，但是太阳能发电多，而晚上用电多却没有太阳能电能可用的情况下，本实用新型提出的集成蓄电池方案就可以解决他们的困难。而高压直流总线带来问题不言而喻，需要具有专业电气资质的工程人员才能安装，替换蓄电池，并且高压蓄电池存在拉弧，放电等安全隐患，需要额外的安全设备做保护。如果用高压直流总线，又要使用低压蓄电池，则需要新的直流转直流变换器连接于直流总线和电池之间，做电能转换，而且由于蓄电池需要考虑充电和放电，这种直流变换器通常会选择两个，高压转低压储能，低压转高压放能，或者使用双向的直流变换器，这都增加了系统的复杂度，多出来的变换器也会在充电和放电的时候产生能量损耗，降低整个系统的效率。

进一步的，由于蓄电池的引入，本实用新型提出的太阳能发电系统，还可以在直流总线上增加离网型太阳能逆变器，可以在电网停电的时候做后备能源供电，如图13a所示。这种新型的发电系统中包含了离网型逆变器，切换开关，以及内部负载，在电网停电之后，可以使用切换开关切断电网对内部负载的供电，而只留下离网逆变器给内部负载供电，起到应急供电的作用，如图13b所示，直流总线还可以给任何适应的低压直流设备提供能量，供低压直流设备运行。如图13c所示为了弥补低压直流总线上蓄电池能量的不足，还可以使用外接的交流转低压直流整流器给蓄电池充电。

上述说明可以看出本实用新型提出的太阳能发电系统在可靠性，发电量，可扩展型方面有巨大的优势。这种太阳能发电系统的缺点是成本略高，以3kW的系统搭建成本为例来说明。如下表1所示：

表一、四种3kW太阳能发电系统搭成本：

本实用新型提出的太阳能系统相对比于其他方案的成本增加并不多。但是这种低压直流总线方案带来的安全性，可靠性，可扩展性提升却是非常明显的。而且由于微型逆变器的自均流和冗余控制方式，可以减配逆变器的数量。依据实际经验，250W的太阳能电池板，通常能够工作的最大功率只有225W，也就是说，3kW的太阳能电池板，最大能够提供的直流总线功率只有2.7kw，因此250W的微型逆变器不需要12台，系统使用11台就足够了，从备份和冗余控制考虑才多加1台。如果从系统搭建的成本上考虑，完全可以把多余的这台去掉，进一步降低系统的搭建成本。

再进一步的，微型逆变器可以被传统的低输入电压并网型逆变器替代，也就是说这种太阳能发电系统并不局限于使用微型逆变器，一旦低压直流总线构建完成，使用传统的低输入电压并网型逆变器也可以搭建太阳能发电系统，如图14所示，适当的依据系统的太阳能电池板功率调配低输入电压并网型逆变器的数量，可以进一步的优化系统的成本，做到低成本，高可靠性。这里传统的低输入电压并网型逆变器可以使用单台足够功率的搭建系统，也可以使用多台并联输入一起搭建系统，只要这个低输入电压并网型逆变器也做自均流控制和冗余控制即可。

对应的，如图15所示，使用低输入电压并网型逆变器构建的新型太阳能发电系统也可以在低压直流总线上直接增加蓄电池储能，如图16a所示，还可以在低压直流总线上连接离网型逆变器，当电网停电的时候，可以切换到离网系统，给需要供电的内部负载提供后备电力。如图16b所示，直流总线可以给任何适应的低压直流设备提供能量，供低压直流设备运行。如图16c所示为了弥补低压直流总线上蓄电池能量的不足，还可以使用外接的交流转低压直流整流器给蓄电池充电。

低输入电压并网型逆变器可以是单路输入的，也可以是两路或者多路输入的。

综上所述，本实用新型公开的太阳能电池板使用直流优化器控制每块太阳能电池板工作于最大功率点，直流优化器输出并联构建低压直流总线，使用微型逆变器或者低输入电压并网型逆变器将低压直流电转换为交流电并网发电，低压直流总线的建立可以直接连接低压蓄电池，形成带有储能功能的太阳能发电系统，还能够连接离网型逆变器建成具有后备电力能力的新型太阳能发电系统.为了能提高整个太阳能发电系统的寿命，本实用新型还在逆变器的控制方面提出自均流控制和冗余控制方案，自均流可以让逆变器损耗均衡，热分布均匀，延长系统寿命，冗余控制让逆变器工作于系统的最高转换效率点，减少系统的能量损失，提高整个系统的转换效率，同时冗余控制可以优化能量流动，让部分机器处于待机状态，冗余控制中的随机工作点原则可以让每天工作最长时间的逆变器是不同的逆变器，从而延长逆变器的使用寿命，提高整个系统的可靠性和稳定性。本实用新型的新型太阳能系统相对传统的太阳能发电系统成本增加并不多，带来的稳定性，可靠性，可扩展型方面的进步非常明显。

本实用新型技术方案的太阳能发电系统可以是单相的，也可以由单相组成不同电压等级的三相发电系统。

本实用新型技术方案使用微型逆变器和低输入电压并网型逆变器进行具体说明，但本实用新型技术方案可以用其它的逆变器来代替，这对于本领域技术人员来说是常用手段，其原理和技术手段相同，在此不再累述。

本实用新型技术方案中的逆变器也可以是组串式逆变器。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型的太阳能发电系统，其特征在于，包括太阳能电池板、直流优化器和逆变器，所述太阳能电池板和直流优化器均为N个，所述逆变器的个数为M个，每个太阳能电池板的输出都连接一个直流优化器，直流优化器的主要功能为追踪太阳能电池板的最大功率点和稳定输出电流的作用，实现最大化太阳能电池板的输出功率，且所有直流优化器的输出并联在一起，构建起低压直流总线，下文简称直流总线，M个逆变器的输入并联在一起，输入并联在一起的M个逆变器从直流总线上抽取电流，且M个逆变器的输出也并联于同一个电网。

2.根据权利要求1所述的新型的太阳能发电系统，其特征在于，所述直流优化器集成在太阳能电池板接线盒内或作为一个独立的外置设备连接到太阳能电池板上，且该直流优化器集成通信，通过远程通信，调节直流优化器的输入功率。

3.根据权利要求2所述的新型的太阳能发电系统，其特征在于，所述逆变器的个数为M+1个, 即按照功率满额的情况下多配置一台逆变器。

4.根据权利要求3所述的新型的太阳能发电系统，其特征在于，所述直流总线上电连接低压直流设备，为低压直流设备提供能量，供低压直流设备运行。

5.根据权利要求4所述的新型的太阳能发电系统，其特征在于，所述直流总线上连接蓄电池， 且为了弥补直流总线上蓄电池能量的不足，直流总线上外接交流转低压直流整流器，该交流转低压直流整流器在直流总线上的能量不足时给蓄电池充电。

6.根据权利要求5所述的新型的太阳能发电系统，其特征在于，还包括离网型逆变器和切换开关，在电网停电时，使用切换开关切断电网对内部负载的供电，而只留下离网型逆变器给内部负载供电，起到应急供电的作用。

7.根据权利要求1所述的新型的太阳能发电系统，其特征在于，所述逆变器的个数M为1到N之间的任何一个数，根据M和N的比例来调节DC功率对AC功率的比例。

8.根据权利要求1所述的新型的太阳能发电系统，其特征在于，所述太阳能电池板至少包括多晶硅电池板、单晶硅电池板和薄膜电池板。

9.根据权利要求1至8任一所述的新型的太阳能发电系统，其特征在于，所述逆变器至少包括，微型逆变器或低输入电压并网型逆变器；

所述微型逆变器是单路输入、两路输入或多路输入，所述低输入电压并网型逆变器是单路输入、两路输入或多路输入。