一種光伏電池板組串電壓穩(wěn)定控制結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，特別是一種光伏電池板組串電壓穩(wěn)定控制結(jié)構(gòu)。技術(shù)背景
[0002]在眾多的綠色能源中，太陽能以其分布廣泛、獲取方便而成為目前最重要的可再生能源之一。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，由于能源危機(jī)的蔓延和綠色環(huán)保概念的深入人心，太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)獲得了蓬勃的發(fā)展，在能源供給比例中占有越來越重要的位置。
[0003]我國的國情對于發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)具有很大的優(yōu)勢，由于占地面積大、南北瑋度寬、日照充足，光照條件十分豐富，發(fā)展光伏發(fā)電的前景非常廣闊。
[0004]目前我國的光伏發(fā)電系統(tǒng)基本都是“串聯(lián)-并聯(lián)”式架構(gòu)，如圖1所示:即先將若干個光伏電池板(以后統(tǒng)稱電池板)串聯(lián)起來，然后再將電池板組串進(jìn)行并聯(lián)，再接入逆變器進(jìn)行DC/AC變換，最后并入公用電網(wǎng)。
[0005]由于逆變器是在一定的電壓范圍下工作，在某一電壓范圍內(nèi)，逆變器具有較高的功率轉(zhuǎn)換效率。為了保證逆變器有較高的轉(zhuǎn)換效率，在實(shí)際進(jìn)行光伏電站規(guī)劃時，在每個電池板組串后接一個直流/直流變換器，維持組串端電壓為一固定值，每個電池板組串接一個直流/直流變換器，所有的直流/直流變換器最后都并聯(lián)接到逆變器上。
[0006]這種架構(gòu)方式下，每個電池板組串的電壓經(jīng)直流/直流變換器后，維持在一個固定值上。該架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制簡單，只需要控制一個直流/直流變換器，就可以將一個組串的電壓穩(wěn)定在一個固定值上。
[0007]該架構(gòu)的缺點(diǎn)是無法對單個電池板進(jìn)行功率優(yōu)化。在部分電池板被遮擋的情況下，受遮擋的電池板輸出電流降低，從而將整個電池板組串的電流都拉低，所有電池板都偏離最大功率點(diǎn)，輸出功率損失嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種光伏電池板組串電壓穩(wěn)定控制結(jié)構(gòu)，以便在維持電池板組串端電壓不變的前提下，讓每個電池板工作特性一致，在不被遮擋的情況下，均以最大功率輸出。
[0009]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種光伏電池板組串電壓穩(wěn)定控制結(jié)構(gòu)，其特征是:至少包括:第一光伏電池板、第二光伏電池板、第N光伏電池板;分別在第一光伏電池板、第二光伏電池板、第N光伏電池板的輸出端依次電連接第一直流/直流變換器、第二直流/直流變換器、第N直流/直流變換器;第一直流/直流變換器、第二直流/直流變換器、第N直流/直流變換器的正負(fù)電極采用依次串聯(lián)電連接進(jìn)行電壓輸出；由第一光伏電池板、第二光伏電池板、第N光伏電池板、第一直流/直流變換器、第二直流/直流變換器、第N直流/直流變換器構(gòu)成第一光伏電池陣列，分別由第一光伏電池陣列、第二光伏電池陣列、第N光伏電池陣列的電壓輸出端并聯(lián)與逆變器的輸入端電連接，逆變器的輸出端與電網(wǎng)電連接。
[0010]所述的第一光伏電池陣列、第二光伏電池陣列、第N光伏電池陣列具有相同的電路結(jié)構(gòu)。
[0011]所述的第一光伏電池陣列、第二光伏電池陣列、第N光伏電池陣列分別包括一控制電路、通信電路和輸出端控制電路，控制電路通過通信電路獲取自身光伏電池陣列中第一直流/直流變換器、第二直流/直流變換器、第N直流/直流變換器的電壓信號，當(dāng)自身輸出電壓低于自身光伏電池陣列中其它直流/直流變換器輸出的最小電壓值的30%時，控制電路控制輸出端控制電路短路。
[0012]所述的第一光伏電池陣列、第二光伏電池陣列、第N光伏電池陣列分別包括一控制電路、通信電路和輸出端控制電路，控制電路通過通信電路獲取自身光伏電池陣列中第一直流/直流變換器、第二直流/直流變換器、第N直流/直流變換器的電壓信號，當(dāng)自身輸出電壓低于自身光伏電池陣列中其它直流/直流變換器平均輸出的最小電壓值的70%時，控制電路控制輸出端控制電路短路。
[0013]所述的控制電路是帶有A/D輸入的單片機(jī)。
[0014]所述的輸出端控制電路至少包括兩個開關(guān)，第一個開關(guān)串接在直流/直流變換器的正極輸出回路或負(fù)極輸出回路;第二個開關(guān)并接在直流/直流變換器的輸出端，當(dāng)?shù)谝粋€開關(guān)處在斷開狀態(tài)時，第二個開關(guān)處在短路狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝粋€開關(guān)響應(yīng)后，在一個延時時間后，第二個開關(guān)響應(yīng)。
[0015]所述的第一個開關(guān)和第二個開關(guān)是繼電器。
[0016]所述的第一個開關(guān)和第二個開關(guān)是MOS開關(guān)管。
[0017]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
由于每個電池板輸出端都連接有一個直流/直流變換器，當(dāng)部分電池板受遮擋導(dǎo)致輸出電壓下降時，其電壓下降值會實(shí)時上報給中央控制單元，中央控制單元會將該電壓下降值平均分配給組串中沒有被遮擋的其余電池板，其余電池板根據(jù)分配到的電壓調(diào)整量進(jìn)行電壓抬升，從而維持整個組串的輸出電壓固定。
[0018]這樣分配給每個電池板抬升的電壓值比較小，而電池板的最大功率點(diǎn)附近，電流近似恒定。因此當(dāng)電池板輸出電壓微調(diào)時，電流近似不變，電池板的輸出功率也近似不變，還是在最大功率點(diǎn)附近。這種情況下，除了受遮擋的電池板外，組串中的其余電池板都近似工作在最大功率點(diǎn)，功率損失非常小?？梢詫?shí)現(xiàn)板級優(yōu)化，使控制更靈活，優(yōu)化更精確。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是常規(guī)光伏電站光伏電池板組串電壓控制示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例光伏電站組串電壓控制示意圖。
[0020]圖中，1、第一光伏電池板;2、第二光伏電池板;3、第N光伏電池板;4、第一直流/直流變換器;5、第二直流/直流變換器;6、第N直流/直流變換器;7、逆變器;8、電網(wǎng)；9、第一光伏電池陣列；10、第二光伏電池陣列；11、第N光伏電池陣列。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
如圖2所示，一種光伏電池板組串電壓穩(wěn)定控制結(jié)構(gòu)，至少包括:第一光伏電池板1、第二光伏電池板2、第N光伏電池板3;分別在第一光伏電池板1、第二光伏電池板2、第N光伏電池板3的輸出端依次電連接第一直流/直流變換器4、第二直流/直流變換器5、第N直流/直流變換器6;第一直流/直流變換器4、第二直流/直流變換器5、第N直流/直流變換器6的正負(fù)電極采用依次串聯(lián)電連接進(jìn)行電壓輸出；由第一光伏電池板1、第二光伏電池板2、第N光伏電池板3、第一直流/直流變換器4、第二直流/直流變換器5、第N直流/直流變換器6構(gòu)成第一光伏電池陣列9，分別由第一光伏電池陣列9、第二光伏電池陣列10、第N光伏電池陣列11的電壓輸出端并聯(lián)與逆變器7的輸入端電連接，逆變器7的輸出端與電網(wǎng)8電連接。所述的第一光伏電池陣列9、第二光伏電池陣列10、第N光伏電池陣列11分別包括一控制電路、通信電路和輸出端控制電路，控制電路通過通信電路獲取自身光伏電池陣列中第一直流/直流變換器4、第二直流/直流變換器5、第N直流/直流變換器6的電壓信號，當(dāng)自身輸出電壓低于自身光伏電池陣列中其它直流/直流變換器輸出的最小電壓值的門限值時，控制電路控制輸出端控制電路短路。所述的控制電路是帶有A/D輸入的單片機(jī)。所述的輸出端控制電路至少包括兩個開關(guān)，第一個開關(guān)串接在直流/直流變換器的正極輸出回路或負(fù)極輸出回路;第二個開關(guān)并接在直流/直流變換器的輸出端，當(dāng)?shù)谝粋€開關(guān)處在斷開狀態(tài)時，第二個開關(guān)處在短路狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝粋€開關(guān)響應(yīng)后，在一個延時時間后，第二個開關(guān)響應(yīng)。所述的第一個開關(guān)和第二個開關(guān)是繼電器。
[0022]實(shí)施例2
如圖2所示，一種光伏電池板組串電壓穩(wěn)定控制結(jié)構(gòu)，至少包括:第一光伏電池板1、第二光伏電池板2、第N光伏電池板3;分別在第一光伏電池板1、第二光伏電池板2、第N光伏電池板3的輸出端依次電連接第一直流/直流變換器4、第二直流/直流變換器5、第N直流/直流變換器6;第一直流/直流變換器4、第二直流/直流變換器5、第N直流/直流變換器6的正負(fù)電極采用依次串聯(lián)電連接進(jìn)行電壓輸出；由第一光伏電池板1、第二光伏電池板2、第N光伏電池板3、第一直流/直流變換器4、第二直流/直流變換器5、第N直流/直流變換器6構(gòu)成第一光伏電池陣列9，分別由第一光伏電池陣列9、第二光伏電池陣列10、第N光伏電池陣列11的電壓輸出端并聯(lián)與逆變器7的輸入端電連接，逆變器7的輸出端與電網(wǎng)8電連接。所述的第一光伏電池陣列9、第二光伏電池陣列10、第N光伏電池陣列11分別包括一控制電路、通信電路和輸出端控制電路，控制電路通過通信電路獲取自身光伏電池陣列中第一直流/直流變換器4、第二直流/直流變換器5、第N直流/直流變換器6的電壓信號，當(dāng)自身輸出電壓低于自身光伏電池陣列中其它直流/直流變換器輸出的最小電