[发明专利]一种光伏电源优化器及其优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其是涉及应用在光伏发电领域的光伏电源优化器。

背景技术

如今，很多安装太阳能光伏系统的用户已经意识到部分或间歇性的遮蔽会影响到系统的发电量。现在也安装和即将安装的太阳能系统，普遍采用的是集中式MPPT系统，由于阴影或其它因素造成的电池板不匹配会导致太阳能电池板中功率损耗不均匀，其中10%的阴影就可能导致所获能源50%的损耗。

一些商业和住宅设施未能充分发挥其能源输出的潜力，由于电池板不匹配导致能源输出不理想，致使一些其他项目被放弃。从本质上讲，存在固有空间利用不足和能源提供不足的问题。

在辐射、温度以及其它电池参数统一的情况下，除了转换效率差异之外，分布式MPPT和集中式MPPT的性能之间没有差异。光伏系统在实际应用环境中，阵列中的个别或部分组件由于受到遮挡、尘土、鸟类粪便、各种天气变化、阵列朝向、组件不一致性等造成系统整体输出功率下降这一问题，采用集中式MPPT技术时，可能会导致更多的不均匀损失。集中式最大功率点跟踪系统(MPPT)功能的标准并网配置，其中一个组列的两个电池板被遮蔽。集中式MPPT无法设置直流电压，因此无法令两个组列的输出功率都达到最大。在高直流电压点(M1)，MPPT使未遮蔽组列的输出功率达到最大。在低直流电压点(M2)，MPPT将使遮蔽组列的输出功率达到最大：旁路二极管绕过遮蔽电池板，此组列的未遮蔽电池板将提供全量电流。阵列的多个MPP可能导致集中最大功率点跟踪（MPPT）配置的额外损失，因为最大功率点跟踪器可能得到错误信息停止在局部最大点处，并稳定在具有V-P特征的次优点。不同的案例研究和现场测试证明，部分遮蔽对光伏系统的发电量具有严重的影响。通过使用分布式MPPT控制可以减轻遮蔽对系统的不利影响。

分布式MPPT（DMPPT）功能，单独补偿每块光伏板的输出；而集中式MPPT方案则是对整个光电板阵列应用一个“最佳配合”的补偿功能。由于不受相邻模块性能的影响，即便有一个模块失效，每块太阳能电池板的输出功率仍可最大化，因此DMPPT是提高太阳能发电系统能源生产率最有前景的技术。

为了防止由于尘土、鸟类粪便、各种天气变化、阵列朝向、组件不一致性等造成系统整体输出功率下降这一问题，需要采用分布式的MPPT技术降低遮挡对于能量输出的影响。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种具有补偿光伏板的输出，避免电池板受相邻模块性能的影响，能够在光伏阵列中个别电池板出现失配问题时，每块电池板仍然能输出最大的电力，尽可能降低失配带来的发电量损失的光伏电源优化器极其优化方法。

为了达到上述目的，采用如下技术方案：

一种光伏电源优化器，包括为光伏电压优化器提供工作电源的开关电源；用于升压或降压的DC/DC单元，其两端分别连接光伏电源优化器的输入端和输出端；用于确定光伏阵列最大功率工作点的MPPT控制单元，其连接并控制DC/DC单元；用于测量输入端电流和电压的输入检测单元，测量数据反馈至MPPT控制单元；用于测量输出端电流和电压的输出检测单元，测量数据反馈至MPPT控制单元。

进一步地，所述电源优化器还包括用于与计算机通讯的组件状态监视单元，其一端连接MPPT控制单元，另一端与计算机通讯连接。

进一步地，所述电源优化器还包括用于提供组件状态监视单元温度信息的温度检测单元。

进一步地，所述组件状态监视单元为RS485通讯组件状态监视单元。

一种利用光伏电源优化器优化光伏电源的方法，包括以下步骤：

输入检测单元测量光伏电源优化器输入端的电流和电压；

输出检测单元测量光伏电源优化器输出端的电流和电压；

MPPT控制单元根据输入检测单元测量的电流值和电压值和输出检测单元测量的电流值和电压值进行比较运算；

MPPT控制单元控制DC/DC单元，调整与光伏电源优化器连接的电池组件的输出电压和输出电流，使电池组件输出最大功率；

输入检测单元测量光伏电源优化器输入端的电流值和电压值，输出检测单元测量光伏电源优化器输出端的电流值和电压值通过组件状态监视单元与计算机通讯，上传至计算机。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：