[发明专利]一种光伏微型逆变单元、系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种光伏微型逆变单元及其控制方法，包括控制单元和主电路单元，所述主电路单元包括依次相连的升压电路、逆变电路和变压器；所述控制单元与所述逆变电路相连，用于控制所述逆变电路中各开关管的开关以实现升压、最大功率跟踪和交流输出。本发明还公开了一种光伏微型逆变系统，包括多个光伏微型逆变单元，各光伏微型逆变单元的输出端相互串并联；在总主机微型逆变单元设置总输出电压和总输出电流，并将总输出电流平均分配，作为每个串联组的给定输出电流，输出至串联主机微型逆变单元，串联主机微型逆变单元调节串联组的输出电压来控制每串联组的输出电流。本发明的逆变单元、系统及方法均具有发电效率高、输电线路成本低等优点。

技术领域

本发明主要涉及新能源技术领域，特指一种光伏微型逆变单元、系统及控制方法。

背景技术

随着光伏发电的发展，现有的光伏发电大多采用组串式逆变进行变流并网，但组串式逆变器的输入端是采用多个光伏组件组成组串，多个组串共用一个MPPT单元进行整体最大功率跟踪。该种方式的电路结构清晰，输出线路简单，有利于光伏发电系统的整体设计和布局安装，但不能实现对单块光伏组件的MPPT跟踪，不能充分发挥每块光伏组件的最大功率输出。此种方式组串式的光伏发电，由于是对串并联组成的光伏组串整体进行最大功率跟踪，由于光伏组件个体间的差异或偶发的遮挡等因素导致光伏组件的最大功率点并不完全一致，不能让每块组件不能都同时工作在最大功率输出状态，影响光伏发电效率；且组件组串的发电能力不一致常引起光伏组串的失配，严重影响光伏系统的整体发电效率。

为最大程度的发挥每块光伏组件的最大发电能力，使每块组件均工作在最大功率点，常用的替代方案为微型逆变器：采用1～4块组件串联组成微型光伏组串，再接入微型逆变器，微型逆变器对微型光伏组串进行MPPT跟踪，再进行逆变并网输出；微型逆变器通常对单块(或2～4块组成的组串)组件进行直接变流逆变并网，对单块组件(或2～4块组成的组串)能够充分发挥单块光伏组件的最大功率发电，能够避免组件低效或遮挡引起的发电系统失配。但传统的微型逆变器发电功率较小，输入光伏直流电较低，输出电压升压比率较大，其直流输入端电压与输出电压的差异过大，其在输出端大多采用多组反激电路实现升压和逆变，因此其逆变发电的效率较低；另传统微型逆变器的功率较小，导致微型逆变器的输出的线路太多，增加了系统的成本，降低了系统发电的输出效率。

现有的专利也在微型逆变器的电路结构上作出创新，如在输入端采用2路输入变流并联结构，可同时对两块光伏组件进行MPPT跟踪；如申请号201710458040.4，名称为“一种双路光伏微型逆变器电路”的专利申请公开了一种双路微型逆变器电路，其在输入端采用2组并联的BUCK电路，在输出端只采用2组反激电路，因此其能够使用双路光伏组件的微型逆变器的变流，能够在一定程度上降低系统成本。

申请号201820012598.X，名称为“一种模块化的光伏微型逆变器”的专利申请公开一种模块化的微型逆变器，采用若干个输入支路模块、若干个输出支路模块、电压母线的结构，其输入支路模块采用DC-DC变换器升压，输出支路模块采用DC-AC变换器逆变，通过直流电压母线相连，该种结构实现输入输出各自独立，单路支路故障不扩大化影响其他模块运行。

申请号201910041879.7，名称为“一种微型光伏逆变器”的专利申请采用多个相互并联的升压模块，并联后输出至逆变电路进行逆变并网，该种结构提供了微型逆变器的功率密度，且能够对单个光伏组件进行MPPT控制，发电效率高于同等功率下的组串式逆变器。

以上专利申请并未解决光伏组件输入端电压低导致的输出输入电压变比高，从而需要进行较大幅度的升压导致变流效率低、成本高等问题，且输出均为单个微型逆变器独立输出，其输出线路复杂，进一步增加了系统的输电线路成本和输电线路损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种提升发电效率、降低输配电线路成本的光伏微型逆变单元及系统，并提供对应的控制方法。