[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

说明书

技术领域

本发明属新能源技术领域，涉及太阳能光伏电池并网/离网系统最大功率点跟踪技术，特别涉及一种新能源发电系统，以及相应的分布式混合最大功率跟踪系统以及相应的跟踪方法。

背景技术

发展和利用太阳能、热电等新型能源发电技术是应对能源和环境危机的重要举措。由于新能源发电设备成本高且能量转换效率低，极大增加了发电成本，限制了新能源发电技术的推广和应用。下面以太阳能光伏发电系统为例来说明本发明的应用背景。

光伏并网发电是太阳能发电应用最主要的方式，据统计，全世界超过90%的光伏发电设备安装容量为并网应用，这是因为并网应用相对独立光伏系统有成本低和免维护等优势。光伏并网发电系统分为集中式和分布式两种类型。分布式MPPT系统可以保证每个光伏新能源发电设备工作在各自的最大功率点，解除各个新能源发电设备直接串并联连接时存在的电压或电流耦合，消除光伏新能源发电设备之间特性不一致或环境条件不一致时因为彼此相互影响导致的发电量降低问题，改善系统发电效率，同时提高系统可靠性高，因而受到广泛关注。

现阶段分布式MPPT系统普遍通过串联方式接入光伏新能源发电设备后端，每个MPPT系统处理的是与其相连的光伏新能源发电设备整体功率，所以使得每个分布式MPPT系统的自损耗较大、发热量较大、成本较高、可靠性也下降。

综合考虑到分布式发电的特点，其成本较传统发电系统有了较大的提高，因此分布式MPPT系统的发电量和成本是个非常关键的问题。

发明内容

本发明针对现有分布式MPPT系统所存在的问题，而提供一种分布式新能源发电系统；同时基于该系统，本发明还提供一种分布式混合最大功率跟踪方法。本发明利用DC-DC变换器和后端集中式变换器分别对单个新能源发电设备以及整个新能源发电系统的输出功率做MPPT，新能源发电设备的差异电流送入DC-DC变化器，利用DC-DC变换器调整输出电压使这部分能量再并入直流母线，共同送入集中式变换器，通过两种MPPT功能的相互协调配合，使得整个新能源发电系统达到最大功率输出。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

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；再者，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。

在发电系统的优选实例中，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。

进一步的，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。

进一步的，所述DC-DC变换器为隔离的升降压型的直直变换器。

进一步的，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。

作为本发明的第二目的，基于上述系统实施的分布式混合最大功率跟踪方法，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。

在跟踪方法方案的优选实例中，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。

进一步的，所述跟踪方法的具体实施如下：