本實(shí)用新型涉及發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人類社會的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)能源被不斷的消耗，環(huán)境問題越來越嚴(yán)重。為了減少環(huán)境的污染，保證能源的可持續(xù)利用，世界上很多國家都開始重視太陽能等新能源的開發(fā)利用，在這些可再生資源中，太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)成為繼風(fēng)力發(fā)電之后產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度最快、最大的產(chǎn)業(yè)。

在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池通常需要將多個(gè)光伏組件串聯(lián)，以滿足用戶對電壓或者功率的要求，圖1A為典型的光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，多個(gè)光伏組件串聯(lián)后，接入直流變換器，然后接入逆變器，從而將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，饋入電網(wǎng)。

目前，有些光伏發(fā)電系統(tǒng)帶有光伏陣列的中線和直流變換器的中線，光伏陣列的中線由兩個(gè)光伏組串串聯(lián)的連接線形成，直流變換器的中線由兩個(gè)直流變換單元串聯(lián)的連接線所形成，且光伏陣列的中線跟對應(yīng)的直流變換器的中線相連接，如圖1B所示，圖1B中所示的中線1、中線2等是指光伏陣列的中線跟對應(yīng)的直流變換器的中線的連接后形成的線。

由于在實(shí)際工程當(dāng)中，光伏組件的占地面積較大，光伏陣列到直流變換器的距離較遠(yuǎn)，如圖1C所示。如果采用圖1B所示的系統(tǒng)的話，光伏發(fā)電系統(tǒng)使用的線纜較多，系統(tǒng)復(fù)雜度較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，提出了本實(shí)用新型，以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的復(fù)雜度較高的缺陷。

依據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括N個(gè)光伏陣列、N個(gè)直流變換器和逆變器，所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列均與所述N個(gè)直流變換器中的一個(gè)直流變換器相對應(yīng)，且所述N個(gè)光伏陣列中的任意兩個(gè)不同的光伏陣列對應(yīng)的直流變換器均不相同，其中：

所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列均包括兩個(gè)光伏組串，所述兩個(gè)光伏組串的連線為該光伏陣列的中線，所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列的中線均與相鄰的光伏陣列的中線相連；

所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器均包括兩個(gè)直流變換單元，所述兩個(gè)直流變換單元中的一個(gè)直流變換單元的輸入正極與另一個(gè)直流變換單元的輸入負(fù)極的連線為該直流變換器的中線；所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器的中線均與相鄰的直流變換器的中線相連，且所述N個(gè)直流變換器中的M個(gè)直流變換器的中線均與對應(yīng)的光伏陣列的中線相連接，形成直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線，所述N＞所述M≥1，且所述M為整數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本實(shí)用新型的上述實(shí)施方式所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述N個(gè)光伏陣列中的任意一光伏陣列的正極與對應(yīng)的直流變換器的輸入正極相連，所述任意一光伏陣列的負(fù)極與對應(yīng)的直流變換器的輸入負(fù)極相連。

在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本實(shí)用新型的上述任一實(shí)施方式所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏陣列中的每一個(gè)光伏組串均包括至少一個(gè)串聯(lián)的光伏組件。

在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本實(shí)用新型的上述任一實(shí)施方式所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)，任意兩個(gè)不同的光伏組串所串聯(lián)的光伏組件的個(gè)數(shù)相等或不相等。

在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本實(shí)用新型的上述任一實(shí)施方式所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述直流變換單元為最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT功率變換單元。

在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本實(shí)用新型的上述任一實(shí)施方式所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器用于獲取所述N個(gè)光伏陣列中每個(gè)光伏組串的輸出電壓和輸出電流、所述N個(gè)直流變換器的輸出電壓、所述直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線的電流，并根據(jù)獲取到的電壓和電流對所述N個(gè)直流變換器進(jìn)行功率控制。

在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本實(shí)用新型的上述任一實(shí)施方式所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述逆變器的輸入端均與所述N個(gè)直流變換器的輸出端相連。

在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本實(shí)用新型的上述任一實(shí)施方式所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述逆變器的輸出端包括U輸出端、V輸出端和W輸出端，所述逆變器的輸出端能夠與電網(wǎng)或者負(fù)載連接。

在一些實(shí)施方式中，根據(jù)本實(shí)用新型的上述任一實(shí)施方式所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述任意一光伏陣列包括的光伏組串以串聯(lián)方式進(jìn)行連接。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，提出一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括N個(gè)光伏陣列、N個(gè)直流變換器和逆變器，所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列均與所述N個(gè)直流變換器中的一個(gè)直流變換器相對應(yīng)，且所述N個(gè)光伏陣列中的任意兩個(gè)不同的光伏陣列對應(yīng)的直流變換器均不相同，其中：所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列均包括兩個(gè)光伏組串，所述兩個(gè)光伏組串的連線為該光伏陣列的中線，所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列的中線均與相鄰的光伏陣列的中線相連；所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器均包括兩個(gè)直流變換單元，所述兩個(gè)直流變換單元中的一個(gè)直流變換單元的輸入正極與另一個(gè)直流變換單元的輸入負(fù)極的連線為該直流變換器的中線；所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器的中線均與相鄰的直流變換器的中線相連，且所述N個(gè)直流變換器中的M個(gè)直流變換器的中線均與對應(yīng)的光伏陣列的中線相連接；在該方案中，所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列的中線均與相鄰的光伏陣列的中線相連，所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器的中線均與相鄰的直流變換器的中線相連，然后，N個(gè)直流變換器中的M個(gè)直流變換器的中線均與對應(yīng)的光伏陣列的中線相連接，形成直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線，所述N＞所述M≥1，這樣，不需要每一個(gè)直流變換器的中線跟對應(yīng)的光伏陣列的中線相連，只需要N個(gè)直流變換器中的1個(gè)或部分直流變換器的中線跟對應(yīng)的光伏陣列的中線相連即可，因此，降低了光伏發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)雜度。

進(jìn)一步的，如果直流變換器和光伏陣列的連接的中線減少，那么在中線上配置的元件也可以進(jìn)一步減少，例如，功率電纜、接線端子、熔斷器、負(fù)荷開關(guān)、防雷器等，這樣，一方面可以提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性，另一方面也可以降低系統(tǒng)的成本、節(jié)省現(xiàn)場施工時(shí)間。

上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1A是現(xiàn)有技術(shù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1B是現(xiàn)有技術(shù)中包括中線的光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1C是現(xiàn)有技術(shù)中光伏發(fā)電系統(tǒng)的場景示意圖；

圖2A是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例提出的光伏發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖2B是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例提出的光伏發(fā)電系統(tǒng)的一種具體的示意圖；

圖2C是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例提出的光伏發(fā)電系統(tǒng)的另一種具體的示意圖；

圖2D是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例提出的光伏發(fā)電系統(tǒng)的另一種具體的示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例提出的光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

參閱圖2A所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中，提出一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括N個(gè)光伏陣列、N個(gè)直流變換器和逆變器，所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列均與所述N個(gè)直流變換器中的一個(gè)直流變換器相對應(yīng)，且所述N個(gè)光伏陣列中的任意兩個(gè)不同的光伏陣列對應(yīng)的直流變換器均不相同，其中：

所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列均包括兩個(gè)光伏組串，所述兩個(gè)光伏組串的連線為該光伏陣列的中線，所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列的中線均與相鄰的光伏陣列的中線相連；

所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器均包括兩個(gè)直流變換單元，所述兩個(gè)直流變換單元中的一個(gè)直流變換單元的輸入正極與另一個(gè)直流變換單元的輸入負(fù)極的連線為該直流變換器的中線；所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器的中線均與相鄰的直流變換器的中線相連，且所述N個(gè)直流變換器中的M個(gè)直流變換器的中線均與對應(yīng)的光伏陣列的中線相連接，形成直流變換器‐光伏陣列間的M條公共中線，所述N＞所述M≥1，且所述M為整數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，如果有N個(gè)光伏陣列和N個(gè)直流變換器的話，每一個(gè)光伏陣列的中線都需要跟對應(yīng)的直流變換器的中線相連，而在實(shí)際應(yīng)用中光伏陣列與相鄰的光伏陣列的距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光伏陣列到對應(yīng)的直流變換器的距離，如果N個(gè)直流變換器中的1個(gè)或部分直流變換器的中線與對應(yīng)的光伏陣列的中線相連接的話，會降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。

例如，如圖2B所示，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括2個(gè)光伏陣列、2個(gè)直流變換器和一個(gè)逆變器，所述2個(gè)光伏陣列包括光伏陣列1和光伏陣列2，2個(gè)直流變換器包括直流變換器1和直流變換器2，光伏陣列1與直流變換器1相對應(yīng)，光伏陣列2與直流變換器2相對應(yīng)，光伏陣列1的中線與光伏陣列2的中線相連，直流變換器1的中線與直流變換器2的中線相連，光伏陣列1的中線還與直流變換器1的中線相連。

又例如，如圖2C所示，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括3個(gè)光伏陣列、3個(gè)直流變換器和一個(gè)逆變器，所述3個(gè)光伏陣列包括光伏陣列1、光伏陣列2和光伏陣列3，3個(gè)直流變換器包括直流變換器1、直流變換器2和直流變換器3，光伏陣列1與直流變換器1相對應(yīng)，光伏陣列2與直流變換器2相對應(yīng)，光伏陣列3與直流變換器3相對應(yīng)，光伏陣列1的中線與光伏陣列2的中線相連，光伏陣列2的中線與光伏陣列3的中線相連，直流變換器1的中線與直流變換器2的中線相連，直流變換器2的中線與直流變換器3的中線相連，光伏陣列1的中線還與直流變換器1的中線相連。

需要說明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中的中線與對應(yīng)的直流變換器的中線相連的M個(gè)光伏陣列可以是N個(gè)光伏陣列中的任意M個(gè)光伏陣列，在此不做具體限定，例如，圖2B中可以是光伏組件1和直流變換器1的中線相連，也可以是光伏組件2和直流變換器2的中線相連，圖2C中，可以是光伏組件1和直流變換器1的中線相連，也可以是光伏組件2和直流變換器2的中線相連，或者，也可以是光伏組件3和直流變換器3的中線相連，在此不做具體限定。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，光伏陣列的中線與直流變換器的中線連接后的中線中可以配置接線端子、熔斷器、負(fù)荷開關(guān)、防雷器中的一種或者任意組合，在此不做具體限定。

當(dāng)然，還可以配置其他器件，在此不做具體限定。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，逆變器可以是一種將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的裝置。逆變器的輸出依據(jù)并網(wǎng)的要求，可以為三相四線(帶N線)制或三相三線制(不帶N線)。對于三相四線(帶N線)制而言，逆變器的輸出U、V、W代表U相、V相和W相(火線)，逆變器的輸出N為中性線(零線)。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，可選地，所述N個(gè)光伏陣列中的任意一光伏陣列的正極與對應(yīng)的直流變換器的輸入正極相連，所述任意一光伏陣列的負(fù)極與對應(yīng)的直流變換器的輸入負(fù)極相連，如圖2D所示。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，可選地，所述光伏陣列中的每一個(gè)光伏組串均包括至少一個(gè)串聯(lián)的光伏組件。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，可選地，任意兩個(gè)不同的光伏組串所串聯(lián)的光伏組件的個(gè)數(shù)相等或不相等。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，可選地，所述直流變換單元為MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率點(diǎn)跟蹤)功率變換單元。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，進(jìn)一步的，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器用于獲取所述N個(gè)光伏陣列中每個(gè)光伏組串的輸出電壓和輸出電流、所述N個(gè)直流變換器的輸出電壓、所述直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線的電流，并根據(jù)獲取到的電壓和電流對所述N個(gè)直流變換器進(jìn)行功率控制，參閱圖2D所示。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，可選地，所述逆變器的輸入端均與所述N個(gè)直流變換器的輸出端相連。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，可選地，所述逆變器的輸出端包括U輸出端、V輸出端和W輸出端，所述逆變器的輸出端能夠與電網(wǎng)或者負(fù)載連接。

需要說明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中的圖1A-1C、圖2A-2D中的接線端子、防雷器和負(fù)荷開關(guān)是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的可選元件，說明書中附圖中只是給出了光伏發(fā)電系統(tǒng)包括接線端子、防雷器和負(fù)荷開關(guān)的示例。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，可選地，所述任意一光伏陣列包括的光伏組串以串聯(lián)方式進(jìn)行連接。

參閱圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例還提出一種光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于如圖2A-圖2D任意一項(xiàng)描述的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，所述方法包括：

步驟300：檢測所述直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線的電流和所述N個(gè)光伏陣列中每個(gè)光伏組串的輸出電壓和輸出電流；

步驟310：判斷所述直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線的電流是否都在預(yù)設(shè)定的閾值內(nèi)，若是，執(zhí)行步驟320，否則執(zhí)行步驟330；

步驟320：將所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器的兩個(gè)直流變換子單元均控制處于MPPT工作模式；

步驟330：將所述N個(gè)光伏陣列中，正極和負(fù)極電流差最大的光伏陣列所對應(yīng)的直流變換器所包括的直流變換單元的工作模式切換成單路MPPT工作模式。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，進(jìn)一步的，將所述N個(gè)光伏陣列中，正極和負(fù)極電流差最大的光伏陣列所對應(yīng)的直流變換器所包括的直流變換單元的工作模式切換成單路MPPT工作模式之后，所述方法還包括：

如果所述直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線中，一條或多條公共中線的電流仍然超出所述預(yù)設(shè)定的閾值，將所述N個(gè)光伏陣列中對應(yīng)的直流變換器所包括的直流變換單元未切換成單路MPPT工作模式的光伏陣列中，正極和負(fù)極電流差最大的光伏陣列所對應(yīng)的直流變換器所包括的直流變換單元的工作模式切換成單路MPPT工作模式，直到所述直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線的電流都未超出所述預(yù)設(shè)定的閾值。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，提出一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，在該方案中，所述N個(gè)光伏陣列中的每一個(gè)光伏陣列的中線均與相鄰的光伏陣列的中線相連，所述N個(gè)直流變換器中的每一個(gè)直流變換器的中線均與相鄰的直流變換器的中線相連，然后，N個(gè)直流變換器中的M個(gè)直流變換器的中線均與對應(yīng)的光伏陣列的中線相連接，形成直流變換器-光伏陣列間的M條公共中線，所述N＞所述M≥1，這樣，不需要每一個(gè)直流變換器的中線跟對應(yīng)的光伏陣列的中線相連，只需要N個(gè)直流變換器中的1個(gè)或者部分直流變換器的中線跟對應(yīng)的光伏陣列的中線相連即可，因此，降低了光伏發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本實(shí)用新型的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個(gè)實(shí)用新型方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的描述中，本實(shí)用新型的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本實(shí)用新型要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，實(shí)用新型方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本實(shí)用新型的單獨(dú)實(shí)施例。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對實(shí)施例中的裝置中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個(gè)或多個(gè)裝置中?？梢园褜?shí)施例中的若干模塊組合成一個(gè)模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個(gè)子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者模塊中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個(gè)特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。