[发明专利]一种光伏发电分布式最大功率输出系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏发电分布式最大功率输出系统。

背景技术

光伏发电系统的基本单元是光伏模块。光伏模块的光电特性表现为非线性，其功率曲线存在着峰值，因此，人们提出了大量的最大功率点跟踪(MPPT)方法，来保证光伏模块的功率输出达到最大。光伏系统由多块光伏模块组成，这些光伏模块通过串联和并联方式连接，形成光伏阵列。在均匀光照条件下，各个光伏模块的功率曲线一致，光伏阵列的功率曲线存在唯一峰值。在部分阴影条件下，各个光伏模块的功率曲线不同，光伏阵列的功率曲线出现多峰现象。这时候，光伏发电系统可能并没有输出最大功率。

在各种MPPT技术方案中，可以划分为集中式MPPT和分布式MPPT。集中式MPPT方案的作法是，根据整个光电板阵列的综合作用进行补偿。而分布式MPPT方案的作法是，根据每块光伏模块的单独输出进行独立补偿。这时候，每块太阳能电池板的输出功率都达到最大化，因此分布式MPPT是提高太阳能发电系统能源生产率最有前景的技术。目前的功率输出控制结构如图1所示，各光伏模块串联直流电压转换模块后并联连接，并联连接的光伏模块与直流电压转换模块串联连接交直流电压转换模块。这种结构中电流值、电压值在电压变换输出功率过程中均产生变化，导致同组内的光伏模块彼此相互影响，需要获得相邻模块的信息，相邻模块之间会相互影响。要想平衡各模块功率输出，需要十分复杂的输出控制，输出控制的复杂性不但提升了控制成本，而且严重影响控制的可靠性和稳定性，从而影响发电系统的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种功率输出控制简单、可靠且稳定性高的光伏发电分布式最大功率输出系统。

为了解决上述问题，本发明提供了一种光伏发电分布式最大功率输出系统，包括：

太阳能采集装置，所述太阳能采集装置包括2组以上光伏模块组，所述光伏模块组中每个光伏模块均连接有前级控制模块，所述光伏模块采集太阳能并将该太阳能转变为直流电能发送到前级控制模块；

前级控制模块串组，所述前级控制模块串组包括2组以上与所述光伏模块一一对应并串联设置的前级控制模块，所述前级控制模块接收所述光伏模块发送来的直流电能后，在固定电流值的条件下进行电压变换，分别向后级控制模块输出最大功率值的电流；

后级控制模块组，所述后级控制模块组包括2个以上并联设置的后级控制模块，所述后级控制模块连接接收所述每组串联设置的前级控制模块输入的电流，进行直流电压变换后发送到逆变转换模块；

逆变转换模块，所述逆变转换模块连接接收所述后级控制模块组中各并联设置的后级控制模块输入的电流，将该直流电转换为交流电后进行输出。

进一步，所述前级控制模块包括：

第一滤波单元，所述第一滤波单元接收所述光伏模块发送的电流，进行滤波后发送到电压变换单元；

电压变换单元，所述电压变换单元接收所述第一滤波单元发送来的电流在跟踪控制单元控制下进行电压变换后发送到第二滤波单元；

第二滤波单元，所述第二滤波单元接收所述电压变换单元发送来的电流进行滤波后发送到输出单元；

输出单元，所述输出单元接收到所述第二滤波单元发送来的电流进行输出；

跟踪控制单元，所述跟踪控制单元采集所述光伏模块电压及电流参数与输出单元电压参数，并按照电流值固定输出功率最大的线性变化控制所述电压变换单元动作。

进一步，所述跟踪控制单元包括：

测量子单元，所述测量子单元测量光伏模块电压值与电流值，并以参数形式发送到控制子单元；

反馈子单元，所述反馈子单元跟踪监控所述输出单元电压值，并以参数形式发送到所述控制子单元；

控制子单元，所述控制子单元接收所述测量子单元与反馈子单元发送来的参数值，按照设定电流值，计算最大功率输出时控制各参数，并将该参数发送到调整子单元；

调整子单元，所述调整子单元接收所述控制子单元发送来的各控制参数，并依据占空比限制调整各参数值，并根据调整后的参数值控制所述电压变换单元动作。

进一步，所述第二滤波单元与所述输出单元之间还连接设置有智能保护单元，所述智能保护单元接收所述第二滤波单元发送来的电流进行测试，并与设定保护值进行比对，采取相应措施后发送到所述输出单元。

进一步，所述智能保护单元包括：

测试子单元，所述测试子单元对所述光伏模块电压及电流参数与输出单元电压参数进行测试，并将测试后数据发送到判断子单元；