CN207488873U - 带有pv曲线校正装置的降压型光伏优化系统 - Google Patents

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孟令孔
揭东华
宋朝盛
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Abstract

本实用新型涉及带有PV曲线校正装置的降压型光伏优化系统，PV曲线校正装置的PV特性为电压越高则其消耗的功率越大；阵列和所述PV曲线校正装置并联，并接入后端逆变器，逆变器输出并入电网或者连接负载。本实用新型采用的PV曲线校正装置的PV特性为电压越高，功率损耗越大，即向左单调递增，因此可以将降压型光伏优化系统的PV曲线的平台校正为向左单调增的曲线，使后端的逆变器可以正常实现最大功率点跟踪。

Description

带有PV曲线校正装置的降压型光伏优化系统
技术领域
本发明涉及一种光伏发电系统优化领域，具体地说是一种带有PV曲线校正装置的降压型光伏优化系统。
背景技术
参见CN201610989232.3号中国专利公布文件，其图1展示了一种现有的光伏发电系统，即：每一块光伏组件独立接入一台光伏优化器的输入侧，各光伏优化器的输出侧接入同一台光伏逆变器的直流侧。。每台光伏优化器用于对各自的光伏组件进行MPPT( MaximumPowerPoint Tracking，最大功率点跟踪)控制，从而所述光伏并网系统实现了组件级别的MPPT功能。上述传统的光伏发电系统，因为损坏、老化、遮挡等因素造成的系统失配问题（即串、并联后的输出总功率往往小于各个单体太阳能电池输出功率之和），会严重影响光伏发电系统的发电量；光伏优化器可以有效挽回失配问题造成的损失，实现组件级最大功率点跟踪（MPPT），以提高系统发电量。
此外，光伏优化器有两种拓扑结构，降压型光伏优化器（Buck拓扑），升降压型光伏优化器（Buck+Boost拓扑）；图2为降压型光伏优化器拓扑，图3为升降压型光伏优化器拓扑。其中，升降压型光伏优化器拓扑相对复杂，控制相对复杂，成本高，效率低。而降压型光伏优化器拓扑简单，控制简单，成本低，效率高，因此降压型光伏优化器成为光伏优化系统的首选，但降压型光伏优化器因为本身特性会使系统PV曲线出现平台问题，如图4所示；后端逆变器做MPPT时，进入平台部分后，因为平台部分各个点功率值都相等，再考虑到逆变器采样误差，逆变器无法准确判断功率的变化情况，容易在平台内来回振荡，无法跨过平台部分走到最大功率点处，无法实现MPPT控制；因此，解决平台问题，同时又不能过多引入损耗，就成为光伏优化系统迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明为解决现有的平台问题，旨在提供一种结构简单、损耗小的带有PV曲线校正装置的光伏系统及其校正方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括若干光伏电池，每块光伏电池的输出接光伏优化器的输入，光伏优化器的输出依次串联形成组串，若干组串并联形成阵列，还包括PV曲线校正装置，所述PV曲线校正装置的PV特性为电压越高则其消耗的功率越大；所述阵列和所述PV曲线校正装置并联，并接入后端逆变器，逆变器输出并入电网或者连接负载。
其中，PV曲线校正装置由一个负载和一个开关串联组成，所述负载和开关之间为串联。
本发明还提供一种基于上述带有PV曲线校正装置的光伏系统的PV曲线校正方法，所述PV曲线校正装置周期性地每间隔一段时间打开，其中关闭时间为Toff、打开时间为Ton，因为光伏系统运行情况（特别是失配情况）变化速度比较慢，而且Ton时间内PV曲线校正装置会造成损耗，因此Toff》Ton，例如Ton为10s，Toff为10min，这样既保证PV曲线校正装置使系统工作点跨过平台部分，又不会因为校正造成过多的损耗。
和现有技术相比，本发明采用的PV曲线校正装置的PV特性为电压越高，功率损耗越大，即向左单调递增，因此可以将光伏系统的PV曲线的平台校正为向左单调增的曲线，使后端的逆变器可以正常实现最大功率点跟踪；
本发明PV曲线校正装置的开关周期性开通和关断，开通时间非常短，关断时间相对要长很多，并且开关的频率非常低，即开关绝大部分时间都处于关断状态；因为后端逆变器做最大功率点跟踪时，一旦跨过平台部分，即可稳定在最大功率点，这种控制方式使得PV曲线校正装置损耗非常小。
附图说明
图1为本发明实施例的拓扑图；
图2为降压型光伏优化器拓扑图；
图3为升降压型光伏优化器拓扑图；
图4为存在失配的光伏系统加装降压型优化器前后系统PV曲线图；
图5为加装PV曲线校正装置前后系统PV曲线图；
图中符号说明：
1011-101n：光伏电池；1021-102n：降压型光伏优化器；103：PV曲线校正装置；104：逆变器；105：电网或者负载。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步地说明。
参见图1，图1展示的是本发明的一个实施例，降压型光伏优化系统会因为平台问题，易使后级逆变器无法实现MPPT，进而导致发电量严重降低。
本实施例提出了一种带有PV曲线校正装置的降压型光伏优化系统，每块光伏电池101的输出接光伏优化器102的输入，光伏优化器102的输出依次串联形成组串；若干组串并联形成阵列，阵列再与一PV曲线校正装置103并联，然后接入后端逆变器104，逆变器104输出并入电网或者连接负载105；
其中，PV曲线校正装置103由一个负载和一个开关串联组成；PV曲线校正装置103的负载PV特性为电压越高，其消耗的功率越大，即PV曲线向左单调增，“负载功率损耗/电压”的值要大于后端逆变器MPPT的分辨率，即确保逆变器可以正确执行最大功率点跟踪，在此基础上，负载损耗的功率越小越好。
PV曲线校正装置103的开关周期性开通和关断，即间隔一段较长时间Toff，开通一段较短时间Ton，且开关频率非常低。因为光伏系统运行情况（特别是失配情况）变化速度比较慢，而且Ton时间内PV曲线校正装置会造成损耗，因此Toff》Ton，例如Ton为10s，Toff为10min，这样既保证PV曲线校正装置使系统工作点跨过平台部分，又不会因为校正造成过多的损耗。
上述结构和操作能够确保PV曲线校正装置103不会引入过多的损耗。利用开关开通的这段较短时间，改变了系统PV曲线，使平台部分变为向左单调递增，使系统实现最大功率点跟踪，一旦实现后，开关断开即可，开关断开后是无法修正PV曲线的（这段时间也不需要修正），周期性开通是考虑系统运行条件可能发生变化，所以重新进行校正。
根据上述方案，本发明利用PV曲线校正装置103开关短暂的开通时间，使降压型光伏优化系统PV曲线的平台变为向左单调增的曲线，使后级的逆变器104可以顺利实现最大功率点跟踪。
在逆变器104实现最大功率点跟踪后，再断开PV曲线校正装置103的开关，避免引入不必要的损耗；考虑到系统失配条件的变化，PV曲线校正装置103的开关会周期性进行开通和关断；可见，本实施例以极小的损耗和成本，有效地解决了降压型光伏优化系统PV曲线的平台问题，确保系统实现最大功率点跟踪。
上面结合附图及实施例描述了本发明的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本发明的限制，本领域内熟练的技术人员可依据需要做出调整，在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改均在保护范围内。

Claims (2)

1.一种带有PV曲线校正装置的降压型光伏优化系统，包括若干光伏电池，每块光伏电池的输出接光伏优化器的输入，光伏优化器的输出依次串联形成组串，若干组串并联形成阵列，其特征在于：
还包括PV曲线校正装置，所述PV曲线校正装置的PV特性为电压越高则其消耗的功率越大；
所述阵列和所述PV曲线校正装置并联，并接入后端逆变器，逆变器输出并入电网或者连接负载。
2.根据权利要求1所述的一种带有PV曲线校正装置的降压型光伏优化系统，其特征在于：PV曲线校正装置由一个负载和一个开关串联组成，所述负载和开关之间为串联。
CN201721715088.0U 2017-08-15 2017-12-11 带有pv曲线校正装置的降压型光伏优化系统 Active CN207488873U (zh)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111245364A (zh) * 2018-11-28 2020-06-05 原子能和替代能源委员会 确定电气系统的校正的电流-电压特性曲线的方法
WO2023272574A1 (zh) * 2021-06-30 2023-01-05 华为数字能源技术有限公司 一种光伏系统、快速关断方法及光伏逆变器

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