[发明专利]一种蚁群并联光伏发电系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及太阳能电池发电系统，具体是一种蚁群并联光伏发电系统。

背景技术

光伏发电是一种利用自然界太阳光获取能量，并通过光伏电池板将其转换为电能。

传统的光伏发电系统一般根据额定负载采用光伏电池的串并联，直接通过逆变器向负载供电。对光伏发电的研究往往注重对控制器的研究，提出很多种有效的变换电路结构和控制方式，但是对光伏电池本身的连接方式往往采用传统的串并联结构，即按系统设计要求，控制器输入电压大于单块光伏开路电压时，串入光伏电池，输入电流达不到要求时，再并入光伏电池，最后辅以保护二极管，直到满足要求为止。如果某个光伏电池受光变化将导致光伏电池组不能适应负载的实时需要；如果部分光伏电池出现异常(如内阻变化、光照不均衡、损坏等)，将导致光伏电池组输出电流瓶颈，从而影响整个光伏发电系统的寿命和发电品质。新发展的光伏发电系统采用了最大功率点控制(MPPT)，有效利用光伏电池使用效率，对光伏发电技术的提高和应用推广起到了积极作用，但由于无法避免部分电池板异常带来整个系统供电异常的弊端，增加了维修工作量和成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种蚁群并联光伏发电系统。

一种蚁群并联光伏发电系统，其特征在于：包括控制器及多个光伏电池，每个光伏电池均串联一个电流泵后向直流母线提供电能，由直流母线对外供电，电流泵均受控制器控制。

进一步的，控制器通过对电流泵进行直流母线功率控制实现功率平衡。

进一步的，所述电流泵为单端反激式变换电路。进一步的，所述单端反激式变换电路包括第一二极管、第二二极管、高频变压器、第一场效应管、第一电感以及第二电容，光伏电池的正极经第一二极管和高频变压器初级绕组后连接至第一场效应管的漏极，光伏电池的负极与第一场效应管的源极相连，第一场效应管的栅极与控制器相连，高频变压器次级反相同名端经第二二极管、第一电感连接至直流母线；第二电容连接在直流母线与高频变压器次级同相同名端之间。

进一步的，所述电流泵为直流升压斩波变换电路。进一步的，所述直流升压斩波变换电路包括第三电容、第二电感、第二场效应管、第三二极管以及第四电容，第三电容与光伏电池并联，光伏电池的正极经第二电感连接至第二场效应管的漏极，第二场效应管的漏极经第三二极管后连接至直流母线，光伏电池的负极与第二场效应管的源极相连，第二场效应管的栅极与控制器相连，第四电容连接在直流母线与第二场效应管的源极之间。

本发明的蚁群并联光伏发电系统包括蚁群并联结构，和与之协调工作的电流泵，各电流泵的工作由蚁群控制算法进行控制。

电流泵的开关管触发脉冲采用间断式脉冲进行调制，并对直流母线上的功率进行闭环控制，以提高电流泵工作的稳定性。

蚁群并联光伏发电系统只使用并联结构，采用独立升压式变换电路，即可以有效避免单个电池异常带来整个系统供电异常的弊端。采用蚁群并联结构是受蚂蚁搬运大件食物的启发，一个大件食物对于一个单独的蚂蚁是无法搬运回巢穴的，但是一群蚂蚁通过协作搬运回巢穴是可以实现的。单独一个光伏电池对负载的贡献是有限，但是许多(如蚁群)光伏电池通过协作，是可以实现负载的需要的。

本发明最突出效果是每一个光伏电池作为独立供电系统，对直流母线进行供电。可以有效克服串联光伏结构存在的电流瓶颈的问题，尤其适合大中型(大于3Kw)并网型光伏发电系统。

附图说明

图1为本发明提供的一种蚁群并联光伏发电系统的整体结构图；

图2为单端反激式变换电路原理图；

图3为直流升压斩波变换电路原理图；

图4为蚁群并联光伏发电控制系统结构图；

图5为控制器内部结构图。

具体实施方式

下面将结合附图详细叙述本发明专利的蚁群并联光伏发电系统的结构和原理。

参考图1，该图为蚁群并联光伏发电系统结构图，其中图中所指1为升压变换电路构成的电流泵，2为光伏电池，3为直流母线。该系统可以根据直流母线上的负载需求进行光伏电池的扩展。光伏电池和电流泵构成的发电单元并联在直流母线上，电流泵的开关由控制器控制，超级电容C1主要起稳定直流母线瞬间功率突变的作用。