专利名称：一种馈能功率单元的新型光伏发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光伏电池板的功率补偿技术领域，具体地，涉及一种馈能功率单元的新型光伏发电系统。
背景技术：
一般地，光伏发电系统的输出功率具有波动性和间歇性。在光伏发电功率预测中，需要考虑的因素很多，如太阳光照强度、太阳入射角度、光伏阵列的安装角度、转换效率、大气压、温度以及其他一些随机因素。对于既定的光伏发电系统来说，一个明显的特征就是光伏系统发电功率的时间序列本身具有高度自相关性，因为在光伏发电系统的历史发电功率时间序列中，所有光伏发电输出功率历史数据来自于同一套发电系统，数据自身就包含了光伏阵列的系统信息。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在用电安全性差和电力系统稳定性差等缺陷。
发明内容本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种馈能功率单元的新型光伏发电系统，以实现用电安全性好和电力系统稳定性好的优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种馈能功率单元的新型光伏发电系统，包括并行设置的第I至η功率补偿支路、整流二极管D、降压式变换电路(Buck电路)、滤波电容C、最大功率点跟踪(MPPT)控制器和负载(Load)，η为自然数，其中:所述第I至η功率补偿支路的直流电源输入端依次串联，第I功率补偿支路的直流电源输入端中远离第η功率补偿支路的一个接线端子与整流二极管D的阳极连接，第η功率补偿支路的直流电源输入端中远离第I功率补偿支路的一个接线端子与滤波电容C的第2连接端连接；所述第I至η功率补偿支路的第I控制端与Buck电路的同相输入端连接，第I至η功率补偿支路的第2控制端与Buck电路的反相输入端连接；Buck电路的第I输出端分别与整流二极管D的阴极、滤波电容C的第I连接端和MPPT控制器的第I输入端连接，Buck电路的第2输出端分别与滤波电容C的第2连接端和MPPT控制器的第2输入端连接；MPPT控制器的输出端接负载。进一步地，所述第I至η功率补偿支路的结构相同。进一步地，所述第I功率补偿支路，包括用作直流电源的第I光伏电池板PV1、第I滤波电容Cl、第I整流二极管Dl、第I耦合变压器Tl和第I控制电路SI，其中:所述第I光伏电池板PVl的正极与整流二极管D的阳极连接，第I滤波电容Cl并联在所述第I光伏电池板PVl的正极和负极之间，第I整流二极管Dl的阳极分别与第I光伏电池板PVl的正极和第I滤波电容Cl的第I连接端连接；所述第I耦合变压器Tl的初级线圈的第I连接端与第I整流二极管Dl的阴极连接，第I耦合变压器Tl的初级线圈的第2连接端与第I滤波电容Cl的第2连接端连接，第I耦合变压器Tl的次级线圈的第I连接端作为第I控制端、与Buck电路的同相输入端连接，第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端经第I控制电路SI后、作为第2控制端与Buck电路的反相输入端连接。进一步地，所述第I控制电路SI，包括MOS管和二极管；该二极管的阴极和MOS管的漏极连接，二极管的阳极与MOS管的源极连接，MOS管的栅极作为控制端；M0S管的漏极与第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端连接，MOS管的源极与Buck电路的反相输入端连接。进一步地，所述第I控制电路SI，包括三极管和二极管；该二极管的阴极和三极管的集电极连接，二极管的阳极与三极管的发射极连接，三极管的基极作为控制端；三极管的集电极与第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端连接，三极管的发射极与Buck电路的反相输入端连接。本实用新型各实施例的馈能功率单元的新型光伏发电系统，由于包括并行设置的第I至η功率补偿支路，分别依次与第I至η功率补偿支路配合连接的整流二极管D、Buck电路、滤波电容C、MPPT控制器和负载；可以通过并联在光伏电池板上的功率补偿单元，为受到阴影影响的光伏电池板提供一个补偿电流，使串联型阵列中的每块光伏电池板不以相同的输出电流工作；从而可以克服现有技术中用电安全性差和电力系统稳定性差的缺陷，以实现用电安全性好和电力系统稳定性好的优点。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。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
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为本实用新型馈能功率单元的新型光伏发电系统的工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。根据本实用新型实施例，提供了一种馈能功率单元的新型光伏发电系统。如图1所示，本实施例包括并行设置的第I至η功率补偿支路、整流二极管D、Buck电路、滤波电容C、MPPT控制器和负载，η为自然数，其中:第I至η功率补偿支路的直流电源输入端依次串联，第I功率补偿支路的直流电源输入端中远离第η功率补偿支路的一个接线端子与整流二极管D的阳极连接，第η功率补偿支路的直流电源输入端中远离第I功率补偿支路的一个接线端子与滤波电容C的第2连接端连接；第I至η功率补偿支路的第I控制端与Buck电路的同相输入端连接，第I至η功率补偿支路的第2控制端与Buck电路的反相输入端连接；Buck电路的第I输出端分别与整流二极管D的阴极、滤波电容C的第I连接端和MPPT控制器的第I输入端连接，Buck电路的第2输出端分别与滤波电容C的第2连接端和MPPT控制器的第2输入端连接；MPPT控制器的输出端接负载。上述第I至η功率补偿支路的结构相同。第I功率补偿支路，包括用作直流电源的第I光伏电池板PVl、第I滤波电容Cl、第I整流二极管Dl、第I耦合变压器Tl和第I控制电路Si，其中:第I光伏电池板PVl的正极与整流二极管D的阳极连接，第I滤波电容Cl并联在第I光伏电池板PVl的正极和负极之间，第I整流二极管Dl的阳极分别与第I光伏电池板PVl的正极和第I滤波电容Cl的第I连接端连接；第I耦合变压器Tl的初级线圈的第I连接端与第I整流二极管Dl的阴极连接，第I耦合变压器Tl的初级线圈的第2连接端与第I滤波电容Cl的第2连接端连接，第I耦合变压器Tl的次级线圈的第I连接端作为第I控制端、与Buck电路的同相输入端连接，第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端经第I控制电路SI后、作为第2控制端与Buck电路的反相输入端连接。上述第I控制电路SI，包括MOS管和二极管；该二极管的阴极和MOS管的漏极连接，二极管的阳极与MOS管的源极连接，MOS管的栅极作为控制端；M0S管的漏极与第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端连接，MOS管的源极与Buck电路的反相输入端连接。或者，上述第I控制电路SI，包括三极管和二极管；该二极管的阴极和三极管的集电极连接，二极管的阳极与三极管的发射极连接，三极管的基极作为控制端；三极管的集电极与第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端连接，三极管的发射极与Buck电路的反相输入端连接。在上述实施例的上述实施例的馈能功率单元的新型光伏发电系统中，MPPT控制器是核心控制器，他是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。应用于太阳能光伏发电系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，可以使每块电池板都工作在各自的最大功率点处。上述实施例的馈能功率单元的新型光伏发电系统，通过并联在光伏电池板上的功率补偿单元，为受到阴影影响的光伏电池板提供一个补偿电流，使串联型阵列中的每块光伏电池板不以相同的输出电流工作，从而通过控制方法可以使每块电池板都工作在各自的最大功率点处，并且使输送到后级变流器的功率在特性曲线上不出现多极值点特性。上述实施例的馈能功率单元的新型光伏发电系统，具有以下有益效果:⑴可以使每块电池板都工作在各自的最大功率点处，协调了太阳能电池板、蓄电池、负载的工作；并且使输送到后级变流器的功率在特性曲线上不出现多极值点特性，合理地保护了发电设备的安全以及电网的安全；⑵对光伏系统的输出功率预测并预先获得其输出功率曲线，从而协调电网调度部门统筹安排，减少光伏发电随机性对电力系统的影响，提高系统安全性和稳定性。最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种馈能功率单元的新型光伏发电系统，其特征在于，包括并行设置的第I至η功率补偿支路、整流二极管D、Buck电路、滤波电容C、MPPT控制器和负载，η为自然数，其中: 所述第I至η功率补偿支路的直流电源输入端依次串联，第I功率补偿支路的直流电源输入端中远离第η功率补偿支路的一个接线端子与整流二极管D的阳极连接，第η功率补偿支路的直流电源输入端中远离第I功率补偿支路的一个接线端子与滤波电容C的第2连接端连接； 所述第I至η功率补偿支路的第I控制端与Buck电路的同相输入端连接，第I至η功率补偿支路的第2控制端与Buck电路的反相输入端连接；Buck电路的第I输出端分别与整流二极管D的阴极、滤波电容C的第I连接端和MPPT控制器的第I输入端连接，Buck电路的第2输出端分别与滤波电容C的第2连接端和MPPT控制器的第2输入端连接；MPPT控制器的输出端接负载。
2.根据权利要求1所述的馈能功率单元的新型光伏发电系统，其特征在于，所述第I至η功率补偿支路的结构相同。
3.根据权利要求2所述的馈能功率单元的新型光伏发电系统，其特征在于，所述第I功率补偿支路，包括用作直流电源的第I光伏电池板PV1、第I滤波电容Cl、第I整流二极管Dl、第I耦合变压器Tl和第I控制电路SI，其中: 所述第I光伏电池板PVl的正极与整流二极管D的阳极连接，第I滤波电容Cl并联在所述第I光伏电池板PVl的正极和负极之间，第I整流二极管Dl的阳极分别与第I光伏电池板PVl的正极和第I滤波电容Cl的第I连接端连接； 所述第I耦合变压器Tl的初级线圈的第I连接端与第I整流二极管Dl的阴极连接，第I耦合变压器Tl的初级线圈的第2连接端与第I滤波电容Cl的第2连接端连接，第I耦合变压器Tl的次级线圈的第I连接端作为第I控制端、与Buck电路的同相输入端连接，第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端经第I控制电路SI后、作为第2控制端与Buck电路的反相输入端连接。
4.根据权利要求3所述的馈能功率单元的新型光伏发电系统，其特征在于，所述第I控制电路SI，包括MOS管和二极管；该二极管的阴极和MOS管的漏极连接，二极管的阳极与MOS管的源极连接，MOS管的栅极作为控制端；M0S管的漏极与第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端连接，MOS管的源极与Buck电路的反相输入端连接。
5.根据权利要求3所述的馈能功率单元的新型光伏发电系统，其特征在于，所述第I控制电路SI，包括三极管和二极管；该二极管的阴极和三极管的集电极连接，二极管的阳极与三极管的发射极连接，三极管的基极作为控制端；三极管的集电极与第I耦合变压器Tl的次级线圈的第2连接端连接，三极管的发射极与Buck电路的反相输入端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种馈能功率单元的新型光伏发电系统，包括并行设置的第1至n功率补偿支路，分别依次与第1至n功率补偿支路配合连接的整流二极管D、Buck电路、滤波电容C、MPPT控制器和负载。本实用新型所述馈能功率单元的新型光伏发电系统，可以克服现有技术中用电安全性差和电力系统稳定性差等缺陷，以实现用电安全性好和电力系统稳定性好的优点。
文档编号H02M3/335GK202997941SQ20122069139
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者戴伟, 郭亮, 陈芳, 何艳荣, 李保鹏 申请人:新疆希望电子有限公司