陣中，每個(gè)單相交流串 聯(lián)式光伏方陣的m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸出端將電網(wǎng)電壓分 壓，并通過(guò)交流隔離輸出模塊高壓隔離變壓器，反向?qū)?duì)應(yīng)的A~C三相交流串聯(lián)式光伏方 陣每相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率、電壓耦合到交流隔離輸出模塊的輸入繞組端。串 聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的控制器模塊通過(guò)相位監(jiān)測(cè)電壓傳感器讀取相 位、頻率、電壓信息及星角型并網(wǎng)平衡控制器提供的過(guò)零點(diǎn)同步信號(hào)，并將此信息數(shù)據(jù)通過(guò) 雙向通訊電路通訊端口回傳到星角型并網(wǎng)平衡控制器多機(jī)通訊模塊端口中。星角型并網(wǎng)平 衡控制器依據(jù)此A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率、電壓數(shù)據(jù)及同步信息，分別 通過(guò)多機(jī)通訊模塊的端口和時(shí)序控制模塊的端口對(duì)應(yīng)的向串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流 功率調(diào)節(jié)裝置發(fā)送控制數(shù)據(jù)及同步脈沖信號(hào)，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置 的控制器模塊依據(jù)此數(shù)據(jù)及同步脈沖信號(hào)，控制H電橋功率驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)交流隔離輸出模塊 交流輸出。
[0026] 所述的控制器模塊由CPU、A/D采樣電路、光隔電路、雙向通訊電路和同步電路組 成。所述的A/D采樣電路的輸入端分別對(duì)應(yīng)與每個(gè)最大功率跟蹤模塊的電流傳感器的輸出 端連接，同時(shí)也分別與DC/AC轉(zhuǎn)換模塊的匯流母排、H橋功率驅(qū)動(dòng)電路的相位監(jiān)測(cè)電壓傳感 器連接；所述光隔電路的輸入端與控制器模塊中CPU的I/O端口連接，光隔電路的輸出端分 別與每個(gè)最大功率跟蹤t旲塊的功率開關(guān)控制輸入端、H橋功率驅(qū)動(dòng)電路的4個(gè)控制輸入端 和保護(hù)繼電器電路的控制開關(guān)管的控制輸入端連接。
[0027] 雙向通訊電路的一端與控制器模塊中CPU的通訊端口連接，雙向通訊電路的另一 端也是串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的通訊端口，通過(guò)光纖或無(wú)線與星角型 并網(wǎng)平衡控制器PLC中的多機(jī)通訊模塊端口連接，實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)；同步電路的一端與控制 器模塊中CPU的I/O端口連接，同步電路的另一端也是串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率 調(diào)節(jié)裝置的同步輸入端口，通過(guò)光纖或無(wú)線與星角型并網(wǎng)平衡控制器PLC中的時(shí)序控制模 塊輸出端連接，實(shí)現(xiàn)每相交流串聯(lián)式光伏方陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié) 裝置輸出與該相電網(wǎng)過(guò)零點(diǎn)同步。
[0028] 所述的電源模塊由DC/DC電源、避雷器和保護(hù)繼電器電路組成。DC/DC電源的輸入 端與避雷器的兩端并聯(lián)，保護(hù)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置電器避免雷擊； DC/DC電源的輸出端與保護(hù)繼電器電路的輸入端并聯(lián)；所述的保護(hù)繼電器電路由繼電器和 控制開關(guān)管組成；控制開關(guān)管的功率輸入端也是保護(hù)繼電器電路的負(fù)輸入端，控制開關(guān)管 的功率輸出端與繼電器一端連接，繼電器的另一端為保護(hù)繼電器電路的正輸入端，控制開 關(guān)管的控制輸入端也是保護(hù)繼電器電路的控制輸入端。
[0029] 在DC/DC電源沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，保護(hù)繼電器電路兩端沒(méi)有電壓，保護(hù)繼電器常閉接點(diǎn) 閉合，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出阻抗R = 〇 Ω。當(dāng)DC/DC電源啟動(dòng)輸 出直流電壓時(shí)，保護(hù)繼電器在控制器的控制下，依據(jù)需求控制常閉接點(diǎn)開閉，對(duì)串聯(lián)式光伏 方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出阻抗R = OQ或R = B2r Ω控制，r為交流隔離輸出模 塊的功率輸入內(nèi)阻。
[0030] 所述的交流隔離輸出模塊由高壓隔離變壓器、兩個(gè)隔離開關(guān)和一個(gè)短路開關(guān)組 成。所述的高壓隔離變壓器有一個(gè)功率輸入繞組和一個(gè)功率輸出繞組，其中高壓隔離變壓 器的功率輸入繞組也是交流隔離輸出模塊的輸入端；功率輸出繞組的兩端分別與兩個(gè)隔離 開關(guān)的輸入端連接，兩個(gè)隔離開關(guān)的輸出端分別與短路開關(guān)兩端連接，短路開關(guān)兩端是交 流隔離輸出模塊的輸出端，也是串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出端，輸出 電壓為Uac。并且高壓隔離變壓器隔離電壓>Uacsmax。由于高壓隔離變壓器的加入，使 串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的隔離電壓> Uacsmax。所述的Uacsmax也稱 為系統(tǒng)最高交流電壓。A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣分別輸出最大A相電壓=Uasmax = Ualmax+Ua2max+Ua3max，…，+Uammax ;B 相電壓：Ubsmax = Ublmax+Ub2max+Ub3max，…， +Ubmmax ;C 相電壓：Ucsmax = Uclmax+Uc2max+Uc3max， …，+Ucmmax ;Uammax、Ubmmax， Ucmmax為第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出最大電壓值。m為多1的 整數(shù)。
[0031] 所述高壓隔離變壓器功率輸入繞組的兩端與DC/AC轉(zhuǎn)換模塊中H橋功率驅(qū)動(dòng)電路 功率輸出端連接，DC/AC轉(zhuǎn)換模塊將η個(gè)最大功率跟蹤模塊的輸出功率經(jīng)功率輸入繞組耦 合到功率輸出繞組輸出交流功率。
[0032] 串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中的H橋功率驅(qū)動(dòng)電路對(duì)應(yīng)輸出A~ C三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率、功率，經(jīng)交流隔離輸出模塊的高壓隔離變壓器耦 合輸出，并經(jīng)兩個(gè)隔離開關(guān)、短路開關(guān)輸出交流功率。短路開關(guān)正常時(shí)處于開路狀態(tài)，當(dāng)某 一串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置維護(hù)或更換退出A~C三相交流串聯(lián)式光伏 方陣時(shí)，為不影響A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣正常工作，將短路開關(guān)閉合。
[0033] 本發(fā)明的工作原理和工作過(guò)程如下：
[0034] 為提高光伏方陣輸出功率、減少損耗、降低成本，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)集中交流逆變、無(wú) 變壓器三相平衡輸電，本發(fā)明采用光伏組串串聯(lián)，通過(guò)隔離裝置進(jìn)行高壓隔離，組成三相交 流串聯(lián)式光伏方陣。由于光伏組串最高承受電壓〈1000V，如將光伏組串之間串聯(lián)勢(shì)必造成 光伏組件電壓擊穿損壞，為此在每個(gè)光伏組串之間增加一個(gè)高壓隔離環(huán)節(jié)，提高光伏組串 的隔離電壓能力。本發(fā)明將每個(gè)光伏組串通過(guò)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置 進(jìn)行高壓電氣隔離后輸出，使每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的耐電壓> 交流系統(tǒng)電壓Uacsmax，由此實(shí)現(xiàn)m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的串聯(lián)。
[0035] 由于串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的隔離電壓提高，m個(gè)串聯(lián)式光 伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置串聯(lián)的輸出電壓分別為A~C三相交流串聯(lián)式光伏方 陣輸出的相電壓Uas、Ubs、Ucs。Uas、Ubs、Ucs為每相串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率 調(diào)節(jié)裝置輸出電壓之和：Uas = Ual+Ua2+Ua3+."Uam ;Ubs = Ubl+Ub2+Ub3+…Ubm ;Ucs = Ucl+UC2+UC3+*"Ucm。由于每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中的光伏組件 參數(shù)偏差、或某一時(shí)刻輻照量不同、或組成的光組串?dāng)?shù)量不同，使每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓 隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸出電壓Uam、Ubm、Ucm有可能不同，為保證A~C三相交流串聯(lián) 式光伏方陣輸出平衡Uas = Ubs = Ucs = Uacs，星角型并網(wǎng)平衡控制器對(duì)A~C三相交流 串聯(lián)式光伏方陣中每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出協(xié)調(diào)控制，使Uas =Ual+Ua2+Ua3+...Uam、Ubs = Ubl+Ub2+Ub3+…Ubm、Ucs = Ucl+Uc2+Uc3+...Ucm 并保證 Ias =Ibs = Ics，其中Uacs為并網(wǎng)點(diǎn)交流電壓，las、lbs、Ics分別為A~C三相交流串聯(lián)式 光伏方陣輸出電流。
[0036] A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣中串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置在 不同情形下工作過(guò)程描述如下：
[0037] 在沒(méi)有光照或很低時(shí)，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置沒(méi)有電源供 給，此時(shí)由于保護(hù)繼電器開關(guān)接點(diǎn)閉合，變壓器輸入內(nèi)阻r = 0 Ω，依據(jù)變壓器原理輸出阻 抗R = B2r，其中B為變壓器變比，r為交流隔離輸出模塊的功率輸入內(nèi)阻，由此輸出阻抗R =0Ω，沒(méi)有功率輸出。
[0038] 在光照逐漸增加時(shí)，每相交流串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸入功 率同步增加，為串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中的最大功率跟蹤、DC/AC轉(zhuǎn) 換、電源模塊提供電源。當(dāng)輸入電壓滿足電源模塊中DC/DC啟動(dòng)電壓時(shí)，DC/DC輸出直流電 壓使控制器工作?？刂破髂K初始化，控制保護(hù)繼電器電路中開關(guān)管導(dǎo)通，使保護(hù)繼電器工 作，保護(hù)繼電器常閉接點(diǎn)斷開，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出阻抗R = Β2γΩ?？刂破髂K分別通過(guò)同步電路和雙向通訊電路與星角型并網(wǎng)平衡控制器建立同步 與通訊聯(lián)系，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入默認(rèn)工作狀態(tài)。
[0039] 默認(rèn)工作模式：星角型并網(wǎng)平衡控制器與每相交流串聯(lián)式光伏方陣中串聯(lián)式光伏 方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置建立同步及通訊，并實(shí)時(shí)發(fā)送同步信號(hào)及交互數(shù)據(jù)，同時(shí) 確認(rèn)每相交流串聯(lián)式光伏方陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置工作的數(shù) 量。當(dāng)星角型并網(wǎng)平衡控制器監(jiān)測(cè)到每相交流串聯(lián)式光伏方陣中的光伏方陣高壓隔離交 流功率調(diào)節(jié)裝置已進(jìn)入工作狀態(tài)的數(shù)量，滿足每相交流串聯(lián)式光伏方陣最小工作數(shù)量Mmin =Uacs/U_aX時(shí)，星角型并網(wǎng)平衡控制器中的PLC控制器控制并網(wǎng)交流接觸器吸合，使 A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣并網(wǎng)。由于每相A~C三相平衡交流串聯(lián)式光伏方陣中串 聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置沒(méi)有功率輸出，輸出阻抗為R = B2r Ω，則每相交 流串聯(lián)式光伏方陣中串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出阻抗為Rl = R2 = R3 =……Rm，其中RU R2、R3、……Rm分別為一相交流串聯(lián)式光伏方陣中的m個(gè)串聯(lián)式光伏 方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸出阻抗。由于m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率 調(diào)節(jié)裝置串聯(lián)，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓加載到A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣時(shí)，流過(guò)每相交流串聯(lián) 式光伏方陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的電流相等，則有每個(gè)串聯(lián)式 光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出端分壓為Uam = Uas/m，Ual = Ua2 = Ua3 =… Uam、Ubm = Ubs/m，Ubl = Ub2 = Ub3 =".Ubm、Ucm = Ucs/m，Ucl = Uc2 = Uc3 =".Ucm，該 分壓電壓經(jīng)交流隔離輸出模塊高壓隔離變壓器反向?qū)?duì)應(yīng)A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣 的相位、頻率、電壓耦合到交流隔離輸出模塊的輸入端，控制器模塊通過(guò)相位監(jiān)測(cè)電壓傳感 器讀取此A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率及電壓信息，并將信息上傳到星角型 并網(wǎng)平衡控制器。
[0040] 此時(shí)，星角型并網(wǎng)平衡控制器依據(jù)此A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻 率、電壓數(shù)據(jù)及同步信息，向?qū)?yīng)的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置發(fā)送控制 數(shù)據(jù)及同步脈沖信號(hào)，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的控制器模塊依據(jù)此數(shù) 據(jù)及同步脈沖信號(hào)，控制H橋功率驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)交流隔離輸出模塊交流輸出，進(jìn)入工作模式。
[0041] 工作模式：
[0042] 當(dāng)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的控制器模塊依據(jù)此A~C三相交 流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率、電壓數(shù)據(jù)及同步脈沖信號(hào)，控制A~C三相交流串聯(lián)式光 伏方陣輸出交流電壓時(shí)，控制器模塊的CPU通過(guò)A/D采樣電路分別采集每個(gè)最大功率跟蹤 模塊的電流及匯流母排電壓，并依據(jù)MPPT最大功率跟蹤策略，通過(guò)控制光隔電路輸出脈沖 信號(hào)，控制最大功率跟蹤模塊的功率開關(guān)的開閉，實(shí)現(xiàn)MPPT最大功率跟蹤。
[0043] 其中最大功率跟蹤模塊由儲(chǔ)能電感、續(xù)流二極管、儲(chǔ)能電容、功率開關(guān)組成BOOST 電路，控制器模塊的CPU依據(jù)BOOST電路工作原理，通過(guò)控制功率開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)閉的占空 比，改變儲(chǔ)能電感輸出的能量，經(jīng)續(xù)流二極管輸出，對(duì)儲(chǔ)能電容充電或放電，改變光伏組串 的輸出電流和電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏組串最大功率跟蹤，并經(jīng)電流傳感器監(jiān)測(cè)輸出功率。此時(shí) CPU通過(guò)電流傳感器檢測(cè)到最大功率跟蹤電路輸出電流的變化及匯流母排電壓，并依據(jù)此 電流及電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，給出下一時(shí)間的MPPT最大功率跟蹤控制脈沖。
[0044] 此時(shí)每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中的控制器通過(guò)A/D采樣 電路分別檢測(cè)η個(gè)最大功率跟蹤模塊、匯流母排和DC/AC轉(zhuǎn)換模塊的電流、電壓。并通過(guò)雙 向通訊電路經(jīng)光纖或無(wú)線將數(shù)據(jù)上傳到星角型并網(wǎng)平衡控制器中，星角型并網(wǎng)平衡控制器 依據(jù)此數(shù)據(jù)及星角型并網(wǎng)平衡控制器監(jiān)測(cè)的并網(wǎng)點(diǎn)相位、頻率、電壓信息進(jìn)行三相平衡、相 位及同步控制分析計(jì)算，以及功率優(yōu)化策略分析計(jì)算，向?qū)?yīng)的A~C三相交流串聯(lián)式光伏 方陣中的光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置回傳控制數(shù)據(jù)。每個(gè)光伏方陣高壓隔離交流 功率調(diào)節(jié)裝置中的控制器依據(jù)接收數(shù)據(jù)，CPU通過(guò)光隔電路輸出PffM信號(hào)，控制H橋功率驅(qū) 動(dòng)電路4個(gè)控制信號(hào)輸入端，H橋功率驅(qū)動(dòng)電路的輸出功率經(jīng)交流隔離輸出模塊的高壓隔 離變壓器輸入繞組耦合到高壓隔離變壓器輸出繞組，再經(jīng)交流隔離輸出模塊中的兩個(gè)隔離 開關(guān)、短路開關(guān)輸出對(duì)應(yīng)A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率及功率。短路開關(guān) 正常時(shí)處于開路狀態(tài)，當(dāng)某一串聯(lián)式光伏