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(yáng)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(yáng)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(lái)越重要的位置。
[0003]我國(guó)的國(guó)情對(duì)于發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)具有很大的優(yōu)勢(shì)，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(guó)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(gè)光伏電池板(以后統(tǒng)稱(chēng)電池板)串聯(lián)起來(lái)，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(shí)，在每個(gè)電池板組串后接一個(gè)直流/直流變換器，維持組串端電壓為一固定值，每個(gè)電池板組串接一個(gè)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(gè)電池板組串的電壓經(jīng)直流/直流變換器后，維持在一個(gè)固定值上。該架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，只需要控制一個(gè)直流/直流變換器，就可以將一個(gè)組串的電壓穩(wěn)定在一個(gè)固定值上。
[0007]該架構(gòu)的缺點(diǎn)是無(wú)法對(duì)單個(gè)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(gè)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(gè)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(guò)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(hào)，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(shí)，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(guò)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(hào)，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(shí)，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(gè)開(kāi)關(guān)，第一個(gè)開(kāi)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(gè)開(kāi)關(guān)并接在直流/直流變換器的輸出端，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)處在斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，第二個(gè)開(kāi)關(guān)處在短路狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)響應(yīng)后，在一個(gè)延時(shí)時(shí)間后，第二個(gè)開(kāi)關(guān)響應(yīng)。
[0015]所述的第一個(gè)開(kāi)關(guān)和第二個(gè)開(kāi)關(guān)是繼電器。
[0016]所述的第一個(gè)開(kāi)關(guān)和第二個(gè)開(kāi)關(guān)是MOS開(kāi)關(guān)管。
[0017]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
由于每個(gè)電池板輸出端都連接有一個(gè)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(shí)，其電壓下降值會(huì)實(shí)時(shí)上報(bào)給中央控制單元，中央控制單元會(huì)將該電壓下降值平均分配給組串中沒(méi)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(gè)組串的輸出電壓固定。
[0018]這樣分配給每個(gè)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(shí)，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(jí)優(yōu)化，使控制更靈活，優(yōu)化更精確。
【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)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(guò)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(hào)，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(mén)限值時(shí)，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(gè)開(kāi)關(guān)，第一個(gè)開(kāi)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(gè)開(kāi)關(guān)并接在直流/直流變換器的輸出端，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)處在斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，第二個(gè)開(kāi)關(guān)處在短路狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)響應(yīng)后，在一個(gè)延時(shí)時(shí)間后，第二個(gè)開(kāi)關(guān)響應(yīng)。所述的第一個(gè)開(kāi)關(guān)和第二個(gè)開(kāi)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(guò)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(hào)，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