[实用新型]一种光伏电能优化器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏发电系统，尤其涉及一种适用于光伏发电的光伏电能优化器。 

背景技术

随着当今世界能源危机和环境污染的日益严重，太阳能以其无噪声、无污染、能量随处可得等优点越来越受到重视。但由于太阳能发电成本较高，近年来，研究者主要致力于提高光伏系统稳定性和转化效率、降低成本的研究。 

众所周知，在不同光照强度和环境温度下，光伏模块的输出电流-电压(I-V)以及功率-电压(P-V)具有非线性特性；光伏模块在某一输出电压值时，其输出功率才能达到最大值，这时的工作点称为最大功率点(maximum power point，简称MPP)。因此，要提高光伏发电系统的整体效率，一个重要的途径就是实时调整光伏模块的工作点，使之始终工作在最大功率点附近，这一过程就为最大功率点跟踪(maximum power point tracking，简称MPPT)。 

电能优化器安装在每个光伏模块上独立运作，可单独处理每块光伏模块的MPPT，保证光伏模块安全连续地运行。现有技术的硬件响应速度慢，在稳态情况下，会导致光伏模块的实际工作点在MPP附近振荡，造成功率损失，在噪声、测量误差和数字控制量化误差的影响，特别是外界环境变化剧烈时，现有电能优化器也无法避免最大功率点附近的振荡。 

实用新型内容

本发实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种针对外界光照强度或温度突变，以及光伏模块部分遮挡时，用于控制光伏模块的输出最大功率 点的光伏电能优化器。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏电能优化器，该光伏电能优化器包括：光伏模块，其将太阳能转化为直流电能；第一电容，其耦接于所述光伏模块，对所述直流电能进行滤波；转换模块，其耦接于所述第一电容，转换所述光伏模块的输出功率以生成最大功率；最大功率点跟踪控制模块，其耦接于所述转换模块，跟踪控制所述最大功率的输出；以及第二电容，其耦接于所述转换模块，稳定所述转换模块的输出电压。 

根据本发明的一个实施例，还包括储能模块，其耦接于所述第二电容，将所述转换模块的输出直流电能进行存储。 

根据本发明的一个实施例，所述光伏模块包括单个太阳能光伏板或者多个太阳能光伏板的串和/或并联结构。 

根据本发明的一个实施例，所述转换模块为包括集成开关元件、电容器、电感器、续流二极管的升压电路。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型光伏电能优化器在外界环境变化剧烈或太阳能电池板有遮蔽时，能有效地跟踪MPP，获取额外的电能，提高MPPT控制的稳态性能，并且避免最大功率点附近的振荡，提升了转换模块的性能，既能处理多余能源的情况，也能处理能源减少的情况。可以广泛地应用于实际光伏发电系统中，具有高适应性、鲁棒性和有效性。 

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

虽然在下文中将结合一些示例性实施来描述本实用新型，但本领域技术人员应当理解，为并不旨在将本实用新型限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本实用新型的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。 

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中： 

图1是根据本实用新型的光伏电能优化器的结构示意图； 

图2是根据本实用新型第一实施例的电能优化器的最大功率点跟踪控制模块的结构示意图； 

图3是根据本实用新型第二实施例的电能优化器的最大功率点跟踪控制模块的结构示意图； 

图4是分别采用现有光伏电能优化器与本实用新型第一实施例的对比仿真示意图； 

图5是采用本实用新型第一实施例在200W光伏发电系统实验室样机中的测试结果示意图； 

图6是采用本实用新型第一实施例在误差阈值为0.02时的测试结果示意图； 

图7是在光照强度周期变化时，采用本实用新型第一实施例的测试结果示意图； 

图8是在光照强度剧烈变化时，采用现有光伏电能优化器与本实用新型第二实施例的仿真示意图； 

图9是采用本实用新型第二实施例在200W光伏发电系统实验室样机中的测试结果示意图；