[发明专利]一种新能源发电系统以及分布式混合最大功率跟踪方法

权利要求书

1.一种新能源发电系统，所述新能源发电系统由若干新能源发电设备、若干DC-DC变换器和一个集中变换器构成，其中，所述新能源发电设备的输出端与DC-DC变换器的输入端并联，并且若干新能源发电设备的输出侧串联，由此形成直流设备组串，所述直流设备组串中新能源发电设备串联后的输出端形成高压直流母线；其特征在于，所述直流设备组串中每个新能源发电设备对应的DC-DC变换器的输出端再依次串联后与后端直流母线并联，最后直流母线再与集中变换器的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种新能源发电系统，其特征在于，所述的新能源发电设备可以是光伏新能源发电设备、热电池设备。

3.根据权利要求1所述的一种新能源发电系统，其特征在于，所述的集中变换器为DC-DC变换器或并网逆变器，当集中变换器为DC-DC变换器时，集中变换器的输出端与用电负载或蓄电池相连；当集中变换器为并网逆变器时，集中变换器的输出端与电网相连。

4.根据权利要求1所述的一种新能源发电系统，其特征在于，所述DC-DC变换器为隔离的升降压型的直直变换器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种新能源发电系统，其特征在于，所述新能源发电系统包括若干个直流设备组串和一个集中变换器，所述多路直流设备组串的输出端与集中变换器的输入端相连，形成新能源发电系统。

6.分布式混合最大功率跟踪方法，其特征在于，当系统运行时，前端的DC-DC变换器和后端集中式变换器分别对对应连接的新能源发电设备的输出功率及整个新能源发电系统的输出功率做MPPT；同时，将每个新能源发电设备产生的差异电流送入对应连接的DC-DC变换器，利用DC-DC变换器调整输出电压使这部分能量再并入高压直流母线，共同送入后端集中式变换器。

7.根据权利要求6所述的分布式混合最大功率跟踪方法，其特征在于，通过DC-DC变换器分流相应差异电流产生的部分功率即可实现对每个新能源发电设备的最大功率输出；DC-DC变换器调整输入电压时，当DC-DC变换器增大电压后，如果新能源发电设备整体功率增大则电压继续增加至新能源发电设备整体功率变小为止；当DC-DC变换器降低电压后，如果新能源发电设备整体功率增加则电压继续降低至新能源发电设备整体功率变小为止。

8.根据权利要求6或7所述的分布式混合最大功率跟踪方法，其特征在于，所述跟踪方法的具体实施如下：

（1）当系统开始工作时，前端的DC-DC变换器分别对每个新能源发电设备输出功率做MPPT，即分别调节u₁，u₂…u_n为与当前条件对应的固定值，以实现各个新能源发电设备的MPPT，u₁+u₂+…+u_n=u_bus；各新能源发电设备的输出功率分别为p₁=i₁*u₁，p₂=i₂*u₂，…，p_n=i_n*u_n，其中i₁、i₂…i_n为新能源发电设备最大功率点处的输出电流，u₁、u₂…u_n为新能源发电设备最大功率点处的输出电压；此时，新能源发电设备串联支路的输出电流为i_bus1，且i_bus1<min{i₁，i₂…i_n}，由此可以确定新能源发电设备串联支路输出功率为p_bus1=i_bus1*u_bus；

（2）每个新能源发电设备输入对应的DC-DC变换器根据每个新能源发电设备在最大功率点处的输出电流与新能源发电设备串联支路的输出电流之间的差值分流相应的部分功率，具体功率为Δp₁，Δp₂…Δp_n，Δp_n=（i_n-i_bus1）*u_n；

（3）所有DC-DC变换器输出端串联支路输出总功率为p_bus2=Δp₁+Δp₂+…+Δp_n；DC-DC输出端串联支路的电流为i_bus2=p_bus2/u_bus，据此每个DC-DC变换器调整输出电压为v_n=Δp_n/i_bus2，并且满足条件v₁+v₂+…+v_n=u_bus；

（4）整个新能源发电系统的最大输出功率p_max=p_bus2+p_bus1；

（5）当前端新能源的发电设备输出一致时，DC-DC变换器全部关掉，后端集中式变换器的MPPT功能即可实现对每个新能源发电设备的最大功率输出；此时i₁=i₂=i₃=…=i_n，Δp₁=Δp₂=…=Δp_n=0；整个新能源发电系统的最大输出功率为p_max=p_bus2+p_bus1=i_n*u_bus；

（6）当前端新能源的发电设备输出不完全一致时，即不满足i₁=i₂=i₃=…=i_n，DC-DC变换器需要对对应的新能源发电设备单独调整，以实现每个新能源设备的最大功率输出，新能源发电设备串联支路输出功率p_bus1=i_bus1*u_bus，DC-DC变换器输出端串联支路输出功率p_bus2=Δp₁+Δp₂+…+Δp_n，整个新能源发电系统的最大输出功率为p_max=p_bus2+p_bus1=（i_bus1+i_bus2）*u_bus。