專利名稱：能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路及光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，還涉及一種基于該能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路的高頻隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要分為集中式、單支路式、多支路式、直流模塊和交流模塊 (也稱微型逆變器)等多種形式。對(duì)于大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，考慮硬件成本的因素，集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)占有非常大的優(yōu)勢(shì)。但是，由于光伏陣列是由光伏面板(或稱光伏組件) 直接進(jìn)行串并聯(lián)連接組成，灰塵、落葉、云朵、積雪、樹(shù)影、高大建筑物等遮擋陽(yáng)光引起的部分陰影問(wèn)題，或者串聯(lián)連接的光伏面板由于不同朝向、角度以及不同參數(shù)等原因引起的與部分陰影問(wèn)題同樣的失配問(wèn)題，以上問(wèn)題統(tǒng)稱為部分陰影問(wèn)題。它們的存在都會(huì)導(dǎo)致光伏陣列的整體輸出功率下降，同時(shí)受部分陰影影響的光伏面板也會(huì)出現(xiàn)熱斑效應(yīng)，從而導(dǎo)致光伏面板可能出現(xiàn)故障，勢(shì)必影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全。因此，為防止光伏面板的熱斑效應(yīng)或斷路等故障，通常在光伏面板兩端并聯(lián)旁路二極管。當(dāng)旁路二極管導(dǎo)通時(shí)，光伏面板兩端電壓等于二極管壓降。若導(dǎo)通的旁路二極管數(shù)量較多時(shí)，勢(shì)必導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)無(wú)法向電網(wǎng)或負(fù)載供電。因此，如何克服光伏發(fā)電系統(tǒng)部分陰影和斷路等故障問(wèn)題是近些年來(lái)研究的熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[1]重點(diǎn)分析了以單端反激變換器為例的直流模塊結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)僅僅根據(jù)最大功率點(diǎn)工作原理控制光伏面板能量單方向傳遞給負(fù)載。文獻(xiàn)[2]分析的是由斬波電路和逆變電路組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)光伏面板電壓低時(shí)斬波電路工作，從而傳遞能量給負(fù)載， 反之，斬波電路不工作，由光伏面板直接向負(fù)載供電。該電路既不是隔離電路，也不是能量回饋電路。文獻(xiàn)[3]研究了一種單端反激變換電路，此電路將光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流母線能量回饋到光伏面板。此電路僅僅用于一塊光伏面板的陰影抑制，沒(méi)有涉及多塊光伏面板并聯(lián)時(shí)抑制陰影的措施。文獻(xiàn)[4]重點(diǎn)分析了并聯(lián)型直流模塊工作原理，比較分析了串聯(lián)直流模塊和旁路直流模塊的工作原理。并聯(lián)型和串聯(lián)直流模塊都是以獨(dú)立的電力電子電路與光伏面板級(jí)聯(lián)形式來(lái)完成光伏面板的陰影抑制功能。旁路直流模塊是用斬波電路實(shí)現(xiàn)的，其工作原理是將未受陰影影響的光伏面板能量通過(guò)電路轉(zhuǎn)移到受陰影影響的光伏面板電路，而且電路是非隔離的。文獻(xiàn)[5]研究了基于直流模塊電路的光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將光伏模塊發(fā)生的能量單方向傳輸給負(fù)載。文獻(xiàn)[6]研究了基于光伏面板P-V特性校正方法與裝置，是利用三個(gè)電容和兩個(gè)MOSFET功率管的多飛渡電容法來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用的是非隔離型電路，這兩個(gè)文獻(xiàn)都是將未受陰影影響的光伏面板多余能量通過(guò)飛渡電容轉(zhuǎn)移到受陰影影響的光伏面板電路。文獻(xiàn)[7]研究了由兩個(gè)MOSFET功率管、一個(gè)電感和兩個(gè)電容組成的校正電路，通過(guò)將未受陰影影響的光伏面板的多余能量傳遞到電感和電容中，從而達(dá)到向受陰影影響的光伏面板轉(zhuǎn)移能量的目的。文獻(xiàn)[8]研究了蟻群并聯(lián)光伏發(fā)電系統(tǒng)，每塊光伏面板通過(guò)電容器的充放電和一個(gè)開(kāi)關(guān)不停地周期動(dòng)作將能量單方向傳遞給負(fù)載。文獻(xiàn)[9]研究了交流模塊電路，它的基本思想是把光伏面板的能量通過(guò)電力電子電路的最大功率的形式單方向傳遞到交流電網(wǎng)。文獻(xiàn)[10]是研究基于模糊控制的自適應(yīng)光伏陣列變結(jié)構(gòu)方法，它是根據(jù)部分陰影現(xiàn)象，利用開(kāi)關(guān)矩陣改變光伏子模塊的連接方式，從而快速降低光伏系統(tǒng)輸出功率損失。文獻(xiàn)[11]研究了具有級(jí)聯(lián)和旁路功能的DC-DC模塊集成電路，采用所有級(jí)聯(lián)和旁路功能的DC-DC模塊集成電路占空比之和等于1的策略來(lái)進(jìn)行控制，此電路是非隔離型電路。文獻(xiàn)[1]張琦，孫向東，鐘彥儒，基于串聯(lián)型DC module的光伏發(fā)電系統(tǒng)研究，西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，25 ) :410-414.文獻(xiàn)[2]孫向東，鐘彥儒，任碧瑩，一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，中國(guó)專利， CN200810232114. 3，2009-04-15.文獻(xiàn)[3]張琦，孫向東，鐘彥儒，松井幹彥，一種新穎的用于解決光伏發(fā)電系統(tǒng)部分陰影問(wèn)題的電路拓?fù)?，第六屆IEEE國(guó)際電力電子與運(yùn)動(dòng)控制會(huì)議，2009，1-4: 1169-1174. (Zhang Qi,Sun X. D.，Zhong Y. R.，Matsui M.，A Novel Topology for Solving the Partial Shading Problem in Photovoltaic Power Generation System,2009IEEE 6th international power electronics and motion control conference. 2009,1-4 1169-1174.)文獻(xiàn)[4]劉邦銀，段善旭，康勇等，高能效直流模塊式光伏發(fā)電系統(tǒng)性能評(píng)估，太陽(yáng)能學(xué)報(bào)· 2008，四(9) :1107-1111.文獻(xiàn)[5]劉邦銀，梁超輝，段善旭，直流模塊式建筑集成光伏系統(tǒng)的拓?fù)溲芯?，中?guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008，(20) =99-104.文獻(xiàn)[6]段善旭，劉邦銀，康勇，用于光伏組件的有源P-V特性校正方法與裝置，中國(guó)專利，CN101593795, 2009-12-02.文獻(xiàn)[7]段善旭，劉邦銀，康勇，一種提高光伏組件輸出功率的方法及電路，中國(guó)專利，CN101599719, 2009-12-09.文獻(xiàn)[8]薛林，姚國(guó)興，蟻群并聯(lián)光伏發(fā)電系統(tǒng)，電測(cè)與儀表，2010，47 (8) =24-26.文獻(xiàn)[9]譚光慧，太陽(yáng)能交流模塊逆變器及其控制技術(shù)的研究，哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009.文獻(xiàn)[10]程澤，龐志超，劉艷麗，薛鵬，一種基于模糊控制的自適應(yīng)光伏陣列重構(gòu)方法，智能控制與自動(dòng)化世界大會(huì)，2010 :176-181. (Ze Cheng, Pang Zhichao, Liu Yanli, Xue Peng, An adaptive solar photovoltaic array reconfiguration method based on fuzzy control, Proceedings of the World Congress on Intelligent Control and Automation (WCICA) ,2010 :176-181.)文獻(xiàn)[11]沃克，皮爾斯，基于直流模塊集成轉(zhuǎn)換器的新穎級(jí)聯(lián)與旁路光伏并網(wǎng)電路拓?fù)湓O(shè)計(jì)與優(yōu)化，第37屆IEEE電力電子系統(tǒng)控制國(guó)際會(huì)議，2006 :1_7. (Walker G. R.， Pierce J. C. , PhotoVoltaic DC-DC Module Integrated Converter for Novel Cascaded and Bypass Grid Connection Topologies-Design and Optimisation, PESC' 06. 37th IEEE. 2006 :1-7.)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，解決了太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)不受部分陰影的影響，滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)運(yùn)行。本發(fā)明的另一目的是提供基于該能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路的高頻隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，其特征在于，包括連接有控制器的DC/AC變換電路，DC/AC變換電路的輸入端用于和PV直流母線相連接，DC/AC變換電路的輸出端與高頻變壓器的原邊相連接，高頻變壓器的副邊連接有高頻二極管整流電路，高頻二極管整流電路的輸出端用于與光伏面板或者光伏面板組相連接，光伏面板組由并列設(shè)置的多個(gè)光伏面板組成；控制器包括用于檢測(cè)PV直流母線電壓的第一電壓傳感器，第一電壓傳感器與DC/ AC變換電路的輸入端并聯(lián)連接，第一電壓傳感器的輸出端通過(guò)除法運(yùn)算器與減法運(yùn)算器的輸入端相連接，減法運(yùn)算器的另一輸入端與用于檢測(cè)光伏面板或者光伏面板組的第二電壓傳感器相連接，第二電壓傳感器與高頻二極管整流電路的輸出端并聯(lián)連接，減法運(yùn)算器的輸出端通過(guò)PI運(yùn)算器與比較器的輸入端相連接，比較器的另一輸入端連接有鋸齒波發(fā)生器，比較器的輸出端連接有脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出。DC/AC變換電路為正激電路、反激電路、推挽電路、半橋電路或全橋電路。高頻二極管整流電路為半波整流電路、全波整流電路或橋式整流電路。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種高頻隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括光伏陣列，光伏陣列包括串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)抗陰影光伏面板組，各抗陰影光伏面板組包括能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路的輸出端并聯(lián)有光伏面板或者光伏面板組，光伏面板組由并列設(shè)置的多個(gè)光伏面板組成；光伏陣列輸出端的正極通過(guò)防反充功率二極管與PV直流母線的輸入端正極相連接，光伏陣列輸出端的負(fù)極與PV直流母線的輸入端負(fù)極相連接，PV直流母線的輸出端與開(kāi)關(guān)變換器的輸入端相連接，開(kāi)關(guān)變換器的輸出端與負(fù)載或電網(wǎng)相連接。本發(fā)明能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路的有益效果是解決了受部分陰影或斷路故障影響的單塊光伏面板串聯(lián)組成光伏支路，或多塊并聯(lián)光伏面板組經(jīng)過(guò)串聯(lián)后組成光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤問(wèn)題，保證光伏支路或光伏陣列輸出較高的最優(yōu)工作電壓，從而順利實(shí)現(xiàn)向負(fù)載供電或向電網(wǎng)注入電能。多個(gè)能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路之間互相無(wú)影響，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。本發(fā)明高頻隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)的有益效果是除了具有常規(guī)光伏發(fā)電系統(tǒng)的所有功能之外，還具有陰影抑制功能，即在外界條件一致情況下，所有抗陰影光伏面板組對(duì)應(yīng)的能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路(簡(jiǎn)稱電力電子變換電路)不工作，不存在該電力電子變換電路電路自身工作而引起的功率損失問(wèn)題。當(dāng)存在部分陰影時(shí)，只有受到陰影影響的光伏面板組對(duì)應(yīng)的電力電子變換電路工作，從PV直流母線回饋小部分能量，來(lái)補(bǔ)償光伏陣列的最優(yōu)工作電流，其他沒(méi)有陰影影響的電力電子變換電路不工作。因此，在保證光伏陣列實(shí)時(shí)輸出最大功率的同時(shí)，也最大限度地降低了電力電子變換電路工作引起的功率損失，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。


圖1是本發(fā)明中包括能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路的抗陰影光伏面板組的電路連接圖；圖2是本發(fā)明能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路中的控制器的電路連接圖；圖3是本發(fā)明高頻隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)的電路連接圖。其中，1.抗陰影光伏面板組，2.防反充功率二極管，3.PV直流母線，4.開(kāi)關(guān)變換器，5.負(fù)載或電網(wǎng)，6. DC/AC變換電路，7.高頻變壓器，8.高頻二極管整流電路，9.光伏面板，10.能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，11.第一電壓傳感器，12.第二電壓傳感器，13.控制器，14.除法運(yùn)算器，15.減法運(yùn)算器，16. PI運(yùn)算器，17.比較器，18.鋸齒波發(fā)生器，19.脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10，包括DC/AC 變換電路6，DC/AC變換電路6連接有控制器13，控制器13通過(guò)產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出19，以控制DC/AC變換電路6中功率器件的工作。DC/AC變換電路6的輸入端用于和光伏發(fā)電系統(tǒng)的PV直流母線3相連接，DC/AC變換電路6的輸出端與高頻變壓器7的原邊相連接，高頻變壓器7的副邊連接有高頻二極管整流電路8，高頻二極管整流電路8的輸出端用于與光伏面板組并聯(lián)連接，光伏面板組由并列設(shè)置的多個(gè)光伏面板9組成。如圖2所示，控制器13包括用于檢測(cè)PV直流母線3電壓的第一電壓傳感器11，第一電壓傳感器11與DC/AC變換電路6的輸入端并聯(lián)連接，第一電壓傳感器11的輸出端通過(guò)除法運(yùn)算器14與減法運(yùn)算器15的輸入端相連接，減法運(yùn)算器15的另一輸入端與用于檢測(cè)光伏面板組的第二電壓傳感器12相連接，第二電壓傳感器12與高頻二極管整流電路8的輸出端并聯(lián)連接，減法運(yùn)算器15的輸出端通過(guò)PI運(yùn)算器16與比較器17的輸入端相連接， 比較器17的另一輸入端連接有鋸齒波發(fā)生器18，比較器17的輸出端連接有脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出19。高頻二極管整流電路8為半波整流電路、全波整流電路或橋式整流電路。DC/AC變換電路6為正激電路、反激電路、推挽電路、半橋電路或全橋電路。如圖3所示，本發(fā)明高頻隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏陣列，光伏陣列包括串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)抗陰影光伏面板組1。第一個(gè)抗陰影光伏面板組1的負(fù)極與第二個(gè)抗陰影光伏面板組1的正極相連，第二個(gè)抗陰影光伏面板組1的負(fù)極與第三個(gè)抗陰影光伏面板組1的正極相連，依次類推，使η個(gè)抗陰影光伏面板組1串聯(lián)，構(gòu)成光伏陣列，其中，η為構(gòu)成該光伏陣列的抗陰影光伏面板組1的數(shù)量，η為大于1的正整數(shù)。各抗陰影光伏面板組1包括上述能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10，能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10的輸出端并聯(lián)有光伏面板組，光伏面板組由并列設(shè)置的多個(gè)光伏面板9組成。a和b 是抗陰影光伏面板組1的輸入電壓正極和負(fù)極，該輸入電壓是PV直流母線3的電壓，因此每個(gè)抗陰影光伏面板組1的a和b都與PV直流母線3的對(duì)應(yīng)端相連，即各DC/AC變換電路 6的輸入端和光伏發(fā)電系統(tǒng)的PV直流母線3相連接。+和-是抗陰影光伏面板組1的輸出電壓正極和負(fù)極。光伏陣列輸出端的正極通過(guò)防反充功率二極管2與PV直流母線3的輸入端正極相連接，光伏陣列輸出端的負(fù)極與PV直流母線3的輸入端負(fù)極相連接，PV直流母線3的輸出端與開(kāi)關(guān)變換器4的輸入端相連接，開(kāi)關(guān)變換器4的輸出端與負(fù)載或電網(wǎng)5相連接。各抗陰影光伏面板組1還可以由能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10和一個(gè)光伏面板9并列設(shè)置組成。本發(fā)明的工作原理是由第一電壓傳感器11測(cè)量PV直流母線3的電壓并傳輸至除法運(yùn)算器14。在除法運(yùn)算器14中，將測(cè)得電壓值進(jìn)行除以η的運(yùn)算，其中，η為構(gòu)成光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏陣列的抗陰影光伏面板組1的數(shù)量，η為大于1的正整數(shù)。將得到的η分之一電壓作為控制器13的給定電壓，由給定電壓經(jīng)過(guò)減法運(yùn)算器15減去由電壓傳感器12 測(cè)量的反饋電壓，得出誤差電壓，誤差電壓進(jìn)行PI運(yùn)算器16，ΡΙ運(yùn)算器16的輸出與鋸齒波發(fā)生器18產(chǎn)生的鋸齒波經(jīng)過(guò)比較器17比較，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出19，從而控制DC/AC變換電路6中的功率開(kāi)關(guān)器件動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)抗陰影光伏面板組1實(shí)時(shí)輸出最大功率。由于每個(gè)抗陰影光伏面板組1都是獨(dú)立地進(jìn)行電壓閉環(huán)控制，沒(méi)有同步協(xié)調(diào)控制的要求，因此，更適合模塊化設(shè)計(jì)，且能使光伏發(fā)電系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定。當(dāng)外界環(huán)境相同時(shí)，控制器13的給定電壓和由第二電壓傳感器12測(cè)量光伏面板組的反饋電壓相等，因此，PI運(yùn)算器16輸出為零，與鋸齒波發(fā)生器18產(chǎn)生的鋸齒波經(jīng)過(guò)比較器17比較得到的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)19也為零。因此，DC/AC變換電路6中的功率開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷，即能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10處于待機(jī)狀態(tài)，所以此時(shí)能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10沒(méi)有功率損失。PI運(yùn)算器16的功能是使光伏面板組的兩端電壓即第二電壓傳感器12對(duì)應(yīng)的電壓實(shí)時(shí)跟蹤η分之一 PV直流母線3的電壓，目的是保證光伏面板組實(shí)現(xiàn)最大功率輸出。鋸齒波發(fā)生器18的功能是作為載波信號(hào)，與調(diào)制信號(hào)即PI運(yùn)算器16的輸出相比較，當(dāng)載波信號(hào)大于調(diào)制信號(hào)時(shí)，輸出高電平，反之，輸出低電平，從而形成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)19。鋸齒波發(fā)生器18的頻率一般為20kHz，通常采用單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)微處理器(即DSP)或可編程門(mén)陣列FPGA等實(shí)現(xiàn)單調(diào)升計(jì)數(shù)，達(dá)到計(jì)數(shù)周期時(shí)，計(jì)數(shù)值清零，重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，周而復(fù)始來(lái)產(chǎn)生高頻鋸齒波信號(hào)。當(dāng)部分陰影出現(xiàn)時(shí)，對(duì)于受到陰影影響的抗陰影光伏面板組1而言，控制器13的給定電壓和由第二電壓傳感器12測(cè)量光伏面板組的反饋電壓不同，因此，PI運(yùn)算器16輸出不為零，與鋸齒波發(fā)生器18產(chǎn)生的鋸齒波經(jīng)過(guò)比較器17比較得到脈沖寬度調(diào)制信號(hào)19， 控制DC/AC變換電路6中的功率器件進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，即能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10處于工作狀態(tài)，補(bǔ)償光伏面板組輸出電流的不足部分，從而使光伏陣列工作于最優(yōu)工作電流，保證整個(gè)系統(tǒng)重新處于最大功率輸出狀態(tài)。當(dāng)然，沒(méi)有陰影影響的抗陰影光伏面板組1對(duì)應(yīng)的能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10 —直處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)部分陰影消失時(shí)，當(dāng)初工作的抗陰影光伏面板組1對(duì)應(yīng)的能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10停止工作，其光伏面板組恢復(fù)最大功率輸出狀態(tài)。本發(fā)明光伏發(fā)電系統(tǒng)起動(dòng)運(yùn)行時(shí)，只有在DC/AC變換電路6自身控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，控制器13才投入運(yùn)行，以便保證整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全局最大功率點(diǎn)跟蹤目的。本發(fā)明在光伏面板組出現(xiàn)斷路故障時(shí)，對(duì)應(yīng)的能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10不工作，該變換電路的高頻二極管整流電路8充當(dāng)光伏陣列的電流通路，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)中的其他抗陰影光伏面板組1可以正常工作。
本發(fā)明與通常的直流模塊電路相比，能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10 并不是一直工作的，只有對(duì)應(yīng)的光伏面板組受到部分陰影影響時(shí)，才從PV直流母線3回饋能量進(jìn)行陰影補(bǔ)償，因此比通常的直流模塊電路組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)效率要高。因此，本發(fā)明的能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路10除了解決光伏陣列的部分陰影問(wèn)題和光伏單元斷路故障，也可以提高系統(tǒng)的發(fā)電效率。適于模塊化設(shè)計(jì)與安裝，安全可靠性高，故障診斷容易，應(yīng)用前景廣闊。
權(quán)利要求
1.一種能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，其特征在于，包括連接有控制器 (13)的DC/AC變換電路(6)，所述DC/AC變換電路(6)的輸入端用于和PV直流母線(3)相連接，所述DC/AC變換電路(6)的輸出端與高頻變壓器(7)的原邊相連接，所述高頻變壓器 (7)的副邊連接有高頻二極管整流電路(8)，所述高頻二極管整流電路(8)的輸出端用于與光伏面板(9)或者光伏面板組相連接，所述光伏面板組由并列設(shè)置的多個(gè)光伏面板(9)組成；所述控制器(13)包括用于檢測(cè)PV直流母線(3)電壓的第一電壓傳感器(11)，所述第一電壓傳感器(11)與DC/AC變換電路(6)的輸入端并聯(lián)連接，所述第一電壓傳感器(11)的輸出端通過(guò)除法運(yùn)算器(14)與減法運(yùn)算器(1 的輸入端相連接，所述減法運(yùn)算器(15)的另一輸入端與用于檢測(cè)光伏面板(9)或者光伏面板組的第二電壓傳感器(1 相連接，所述第二電壓傳感器(12)與高頻二極管整流電路(8)的輸出端并聯(lián)連接，所述減法運(yùn)算器(15) 的輸出端通過(guò)PI運(yùn)算器(16)與比較器(17)的輸入端相連接，所述比較器(17)的另一輸入端連接有鋸齒波發(fā)生器(18)，所述比較器(17)的輸出端連接有脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出 (19)。
2.按照權(quán)利要求1所述的能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，其特征在于，所述DC/AC變換電路(6)為正激電路、反激電路、推挽電路、半橋電路或全橋電路。
3.按照權(quán)利要求1所述的能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，其特征在于，所述高頻二極管整流電路(8)為半波整流電路、全波整流電路或橋式整流電路。
4.一種基于權(quán)利要求1、2或3的高頻隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括光伏陣列，所述光伏陣列包括串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)抗陰影光伏面板組(1)，所述各抗陰影光伏面板組 (1)包括能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，所述能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路的輸出端并聯(lián)有光伏面板(9)或者光伏面板組，所述光伏面板組由并列設(shè)置的多個(gè)光伏面板(9)組成；所述光伏陣列輸出端的正極通過(guò)防反充功率二極管(2)與PV直流母線(3)的輸入端正極相連接，所述光伏陣列輸出端的負(fù)極與PV直流母線(3)的輸入端負(fù)極相連接，所述PV 直流母線⑶的輸出端與開(kāi)關(guān)變換器⑷的輸入端相連接，所述開(kāi)關(guān)變換器⑷的輸出端與負(fù)載或電網(wǎng)(5)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路，包括連接有控制器的DC/AC變換電路，還包括高頻變壓器、高頻二極管整流電路、光伏面板或者光伏面板組；控制器包括第一電壓傳感器、除法運(yùn)算器、減法運(yùn)算器、第二電壓傳感器、高頻二極管整流電路、PI運(yùn)算器、比較器以及鋸齒波發(fā)生器，最終通過(guò)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出。本發(fā)明電力電子變換電路解決了太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)不受部分陰影的影響，滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)運(yùn)行。本發(fā)明還公開(kāi)了一種高頻隔離型光伏發(fā)電系統(tǒng)，其光伏陣列由多個(gè)抗陰影光伏面板組組成，各抗陰影光伏面板組均包括能量回饋式高頻隔離型電力電子變換電路；該系統(tǒng)實(shí)時(shí)輸出最大功率，且轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號(hào)H02M7/48GK102570875SQ20111043356
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者任碧瑩, 孫向東, 張琦, 鐘彥儒 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)