太陽能電池板的輸出電壓范圍是22V-55V，而直流優(yōu)化器的輸出電壓低于60V，圖 4b所示的連接方式，首先避免了圖1所示的串式方案中的高壓，系統(tǒng)中只有低電壓的存在， 因此系統(tǒng)無需考慮高壓系統(tǒng)中的安全問題，減少了滅弧器，直流斷路器等保護(hù)元器件的使 用。
[0041] 直流優(yōu)化器可以集成在太陽能電池板接線盒內(nèi)，也可以作為一個獨立的外置設(shè)備 連接到太陽能電池板上。直流優(yōu)化器集成通信，可以通過（WIFI，GRPS，RF，3G或4G等）通 信方式，調(diào)節(jié)直流優(yōu)化器的輸入功率。太陽能發(fā)電系統(tǒng)的功率可以通過遠(yuǎn)程控制（如WIFI， GPRS，RF，電力載波，3G或4G)通訊方式來控制和監(jiān)控太陽能優(yōu)化器的輸出從而進(jìn)一步來調(diào) 節(jié)系統(tǒng)的功率輸出。例如每一個直流優(yōu)化器或者是微型逆變器都是可以被單獨控制的。微 型逆變器可以是單路輸入的，也可以是兩路或者多路輸入的。
[0042] 圖4a為逆變器實現(xiàn)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，圖4b為微型逆變器實現(xiàn)的太陽能發(fā)電系 統(tǒng)圖，方案4b將直流優(yōu)化器的輸出全部并聯(lián)，共享一個直流總線。圖4c為使用低輸入電壓 并網(wǎng)型逆變器實現(xiàn)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。如圖5a的所示，現(xiàn)有的直流優(yōu)化器，總的負(fù)載電流 會流過每個直流優(yōu)化器，一旦其中一個優(yōu)化器發(fā)生故障，需要考慮使用旁路二極管將電流 旁路掉，防止這樣的電流流過已經(jīng)損壞的直流優(yōu)化器而不斷發(fā)熱引起火災(zāi)。即使使用旁路 二極管，在滿載情況下，大的負(fù)載電流也會流過其旁路二極管，產(chǎn)生損耗，進(jìn)一步會引起發(fā) 熱，而持續(xù)的發(fā)熱會引起火災(zāi)的安全隱患，如5b所示。
[0043] 本實用新型技術(shù)方案的直流優(yōu)化器輸出并聯(lián)構(gòu)建直流總線的方式，負(fù)載電流不會 流過所有的直流優(yōu)化器。如圖6a所示，此時的負(fù)載電流由所有的直流優(yōu)化器輸出電流疊加 獲得，一旦其中一個優(yōu)化器發(fā)生故障，故障機不再提供負(fù)載電流，直流優(yōu)化器輸出的保險絲 可以有效的阻斷其他負(fù)載電流的流入，防止電流在損壞機器上通過引起發(fā)熱。從而進(jìn)一步 提高系統(tǒng)的可靠性，如圖6b所示。
[0044] 構(gòu)建直流總線之后，對于其后端的微型逆變器帶來了新的特點。組串式逆變器的 輸入電壓必須高于200V，因此現(xiàn)有的做法都是將直流優(yōu)化器輸出串聯(lián)或者直接將太陽能電 池板串聯(lián)已獲得高壓。而直流優(yōu)化器并聯(lián)輸出構(gòu)建的直流總線，電壓很低，通常小于60V，正 好適合于微型逆變器的輸入條件。但是多個微型逆變器并聯(lián)輸入，存在如何做到能量流的 最優(yōu)分配的問題。
[0045] 結(jié)合本實用新型中使用直流優(yōu)化器構(gòu)建直流總線的方案，本實用新型提出解決能 量流的最優(yōu)分配問題：即將微型逆變器的低壓輸入并聯(lián)，全部接到統(tǒng)一的直流總線上，如圖 7所示。
[0046] 為了能增加系統(tǒng)運行的可靠性，微型逆變器的控制策略不同于常規(guī)的微型逆變 器。本實用新型提出兩種控制方式：
[0047] 微型逆變器的控制方式1、自均流控制，由直流優(yōu)化器輸出構(gòu)建的直流總線，能夠 提供總的輸出功率為pmax=V^ujaji2+-+U，使用M個微型逆變器并聯(lián)連接在直流總 線上，則每臺微型逆變器處理的功率為PinvCTtCT=P_/M，如圖8所示。由于使用了自均流控 制，每臺微型逆變器工作在同樣的工作條件（同樣的輸入電壓，同樣的輸入電流，同樣的輸 出電壓一電網(wǎng)，同樣的輸出電流），整個系統(tǒng)處在一個非常平穩(wěn)的工作條件中。同樣的功率 條件，代表同樣的熱，對于散熱處理來說也是非常優(yōu)異的工作條件。相對于現(xiàn)有的太陽能電 池板直接連接微型逆變器的方式，由于各個太陽能電池板受到環(huán)境的影響不一，處理的功 率不一致，散熱條件也不一致，因此在微型逆變器的散熱上，只能統(tǒng)一的按照最大功率，最 大損耗時候的熱來考慮。再進(jìn)一步的，由于逆變器這類電子產(chǎn)品的最高效率點通常分布于 滿功率的60% -80%，平均分配總功率代表著系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率可以維持在最高點附近，而 滿載和輕載條件下，逆變器轉(zhuǎn)換效率較低，這種自均流方案可以減少部分機器重載，部分機 器輕載（不同太陽能電池板發(fā)電時候的差異）所引起的損耗，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的發(fā)電量。
[0048] 微型逆變器的控制方式2、冗余控制，讓部分機器工作于最高轉(zhuǎn)換效率的工作點， 而讓剩余的機器停止工作，降低損耗，提高系統(tǒng)運行的整體可靠性。每天早晨，每臺微型逆 變器啟動，通過算法，該算法可采用現(xiàn)有算法實現(xiàn)，獲得隨機的一個工作點（Vsrtptjint)，并向 直流總線抽適當(dāng)功率（最大效率時候的功率）。N臺直流優(yōu)化器輸出電流相加，開始向直 流總線充電，一旦直流總線電壓沖高到其中一臺微型逆變器的工作點（相對其他臺來說最 低電壓點），這臺微型逆變器開始轉(zhuǎn)換能量，輸出功率。一旦有能量向電網(wǎng)端流動，則母線 電壓又會被拉低下來。存在兩種情況，一種是直流優(yōu)化器提供的功率大于這臺微型逆變器 的能夠輸出的功率，則直流總線電壓會被繼續(xù)沖高，當(dāng)電壓升高達(dá)到另外一臺微型逆變器 的工作點時，第二臺微型逆變器開始輸出功率（抽取直流總線的功率），如果功率還是大于 兩臺微型逆變器輸出功率的和，第三臺微型逆變器再加入工作，如此循環(huán)上去，直到直流總 線提供的功率小于在運行的微型逆變器輸出的功率，此時，最開始工作的幾臺微型逆變器 工作于最高轉(zhuǎn)換效率條件，而最后一臺工作于適當(dāng)?shù)墓β?。此時滿足：… +PilwertelJ - P DC。PilwerterJ到P ilwerte:r_M-l都工作于取冋效率點，只有P ilwerte:r_M沒有工作于到取 高效率點，剩下的微型逆變器不參與工作，不輸出功率，處于待機狀態(tài)以減小損耗，提高系 統(tǒng)整體的運行可靠性。第二種情況是，當(dāng)直流總線提供的功率小于微型逆變器功率，則只有 一臺微型逆變器工作，而其他逆變器處于待機狀態(tài)?？蓪⒍鄠€微型逆變器設(shè)置相同的工作 點，且設(shè)置相同的工作點的多個微型逆變器一起工作，工作點相同的多個微型逆變器一起 工作時，多個微型逆變器起用自均流控制。
[0049] 圖9所示，在冗余控制原則下，電流只流過工作點較低的幾臺逆變器，而剩下的逆 變器處于待機狀態(tài)。由于每天早上太陽升起，獲得的工作點電壓是隨機的，也就代表著每天 最開始工作的機器是不固定的，而待機的機器也是不固定的，通過這種讓部分機器休息，并 優(yōu)化功率走向的方式，延長太陽能發(fā)電系統(tǒng)的壽命，提高整個系統(tǒng)的可靠性。
[0050] 具體舉例如下：
[0051] 如使用10臺250W的直流優(yōu)化器和10臺250w的微型逆變器組成本實用新型的太 陽能發(fā)電系統(tǒng)。直流優(yōu)化器輸出電壓范圍為36V~50V。而微型逆變器的輸入工作電壓設(shè) 定為40V(小于該電壓，微型逆變器不輸出功率）。早上有太陽光之后，通過直流優(yōu)化器，控 制每個太陽能電池板都工作于此時的最大功率點，輸出最大功率150W，10個太陽能電池板 輸出的總功率為1500W。而10臺250W的微型逆變器早上起來程序隨機的選取自己的啟動 電壓。假設(shè)隨機的有五臺選取了 40V，有三臺選取了 40.IV，剩下兩臺選取了 40. 2V。隨著直 流優(yōu)化器一起輸出電流，直流總線電壓開始上升，當(dāng)電壓上升到40V，工作點選擇40V的微 型逆變器開始工作，從直流總線上抽取功率，每臺抽取200W(200W/250w= 80%，逆變器在 處理功率80%時候的效率最高），五臺逆變器一共處理了1000 w的功率，由于直流優(yōu)化器輸 出電流是并聯(lián)的，提供的功率大于了 1000W，電壓繼續(xù)上升，當(dāng)直流總線電壓上升到40.IV， 工作點設(shè)定到40.IV的三臺逆變器開始工作處理功率，采樣控制方式1即自均流控制，此 時每臺微型逆變器輸出功率（1500-1000)/3 = 166. 67W。由于逆變器輸出功率和直流總線 的功率平衡了，直流總線上的電流全部被這八臺微型逆變器處理掉，直流總線電壓維持在 40. 1V(工作點40V的五臺維持200W運行于40.IV工作點），剩下兩臺工作點選取為40. 2V 的，由于直流總線電壓沒有達(dá)到40. 2V，這兩臺處于待機狀態(tài)，不參與工作。
[0052] 隨著時間的推移，光照量上升，太陽能電池板輸出的功率上升，當(dāng)太陽能電池板的 輸出功率達(dá)到200W時，直流優(yōu)化器的輸出直流總線功率達(dá)到2000W，隨著直流總線功率的 上升，而已經(jīng)工作的八臺微型逆變器只能處理1600W，多余的400W功率會繼續(xù)推高直流總 線，到直流總線電壓達(dá)到40. 2V，剩下的兩臺微型逆變器加入工作，開始處理功率，抽取多余 的400W并送到電網(wǎng)端，至此所有的微型逆變器都參與功率處理。
[0053] 進(jìn)一步的，隨著時間的推移，到正午時分，太陽能電池板輸出功率上升到220W，直 流總線的功率達(dá)到2200W，由于直流總線的功率大于逆變器處理的功率，直流總線無法維持 在40. 2V，被進(jìn)一步推高，如果微型逆變器不能夠多抽功率，直流總線電壓會持續(xù)的上升，直 到直流總線電壓被沖高到41V，此時工作點選取為40V的五臺逆變器切換工作點到41V，并 允許輸出功率達(dá)到250W，工作點40.IV的三臺逆變器也切換到工作點41.IV，并允許輸出功 率到250W，剩下的兩臺微型逆變器工作點也切換到41. 2V，此時功率走向發(fā)生改變，