基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置的制作方法

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置。

背景技术：

当组串式逆变器应用于高压交流输出时，电池板方阵为了适应高压的输出，会适当增加其电池板串联的级数，但是当电池板串联的级数过多后，发生串联失效的概率和影响将会成倍的增加，导致发电的损失，一种解决办法是从电池板串联的某一点引出一个中线，正负母线电压分别进行寻优控制，从而解决电池板方阵的串联失配问题，如图1所示，该基于组串式逆变器的光伏系统中101为组串式逆变器，102为带抽头的光伏电池板组串，当采用上述方案后，由于两个独立的寻优控制电路，当两个输入组件能量不一致时，会导致正负母线输入的能量不一致，从而引起正负母线电压的不平衡，影响寻优控制电路的工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于通过一种基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置，其包括平衡电路，所述平衡电路设置于基于组串式逆变器的光伏系统中，所述平衡电路的一端连接组串式逆变器的控制电路，另一端连接组串式逆变器的逆变桥。

特别地，所述平衡电路包括功率开关管K1、电感L1及功率开关管K2；所述功率开关管K1的一端连接组串式逆变器的控制电路，另一端连接电感L1的 一端、功率开关管K2的一端，电感L1的另一端连接光伏电池板组串，功率开关管K2的另一端与组串式逆变器的控制电路的一端连接。

特别地，所述平衡电路包括功率开关管K1、电阻R1及功率开关管K2；所述功率开关管K1的一端连接组串式逆变器的控制电路，另一端连接电阻R1的一端、功率开关管K2的一端，电阻R1的另一端连接光伏电池板组串，功率开关管K2的另一端与组串式逆变器的控制电路的一端连接。

本实用新型提出的基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置在基于组串式逆变器的光伏系统中设置一平衡电路，使正负母线输入的能量一致，实现了带抽头的太阳能电池板组串中正负母线的能量平衡，解决了基于组串式逆变器光伏系统中正负组电池板能量失配的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于组串式逆变器光伏系统的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置应用于二电平逆变桥的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置应用于三电平逆变桥的结构图；

图4为本实用新型实施例提供的基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置应用于二电平逆变桥的具体电路结构图；

图5为本实用新型实施例提供的基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置应用于三电平逆变桥的具体电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另 外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本实用新型。

本实施例中基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置具体包括平衡电路。所述平衡电路设置于基于组串式逆变器的光伏系统中。所述平衡电路的一端连接组串式逆变器的控制电路，另一端连接组串式逆变器的逆变桥。在本实施例中所述逆变桥可选用但不限于二电平逆变桥或三电平逆变桥，图2为基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置应用于二电平逆变桥的结构图，图中201为组串式逆变器，202为带抽头的光伏电池板组串，203为平衡电路；图3为本实用新型实施例提供的基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置应用于三电平逆变桥的结构图，图中301为组串式逆变器，302为带抽头的光伏电池板组串，303为平衡电路。

以所述组串式逆变器的控制电路包括电感、功率开关管、二极管等器件为例。所述平衡电路包括功率开关管K1、电感L1及功率开关管K2；所述功率开关管K1的一端连接组串式逆变器的控制电路，另一端连接电感L1的一端、功率开关管K2的一端，电感L1的另一端连接光伏电池板组串，功率开关管K2的另一端与组串式逆变器的控制电路的一端连接。此时，基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置应用于二电平逆变桥的具体电路结构图如图4所示，图中401为组串式逆变器，402为带抽头的光伏电池板组串，403为平衡电路；基于组串式逆变器光伏系统的正负母线能量平衡控制装置应用于三电平逆变桥的具体电路结构图如图5所示，图中501为组串式逆变器，502为带抽头的光伏电池板组串，503为平衡电路。需要说明的是，本实用新型并不局限于 此，平衡电路中的电感L1可以用电阻R1取代，使用能量消耗元件取代能量储存元件，即平衡电路包括功率开关管K1、电阻R1及功率开关管K2；所述功率开关管K1的一端连接组串式逆变器的控制电路，另一端连接电阻R1的一端、功率开关管K2的一端，电阻R1的另一端连接光伏电池板组串，功率开关管K2的另一端与组串式逆变器的控制电路的一端连接；可以使用逆变桥臂替代平衡电路中功率开关管K1、功率开关管K2的开关桥臂来实现能量的平衡；可以使用前端寻优控制器的控制电路桥臂替代平衡电路中功率开关管K1、功率开关管K2的开关桥臂来实现能量的平衡；可以单独使用利用前端寻优控制器的桥臂开关，通过适当的控制方法来实现能量平衡；该平衡电路可内置在MPPT优化器或逆变器设备中，也可作为一个独立产品外置。

下面以图4、5的具体电路结构为例对本实用新型的工作原理扼要说明如下：1、当前级寻优控制电路对电池板组串进行寻优控制时，由于组串间的差异，其能量不能保证绝对的平衡，因此会导致其正负母线能量不同，进而导致母线电压不同；2、为了保证正负母线的能量均衡，必须对正负母线的能量进行控制从而保证正负母线能量平衡，电压均等，其控制原理如下：A、当正母线能量多时，开通平衡电路当中的功率开关管K₁，让平衡电路的电感L1储存能量，当能量存储到一定值时，关断功率开关管K₁，则电感L1当中的能量通过功率开关管K₂的体二极管释放到负母线；B、当负母线能量多时，开通平衡电路当中的功率开关管K₂，让平衡电路的电感L1储存能量，当能量存储到一定值时，关断功率开关管K₂，则电感L1当中的能量通过平衡电路功率开关管K₁的体二极管释放到正母线；C、平衡电路当中的功率开关管K₁、功率开关管K₂可以为但不限于IGBT、MOSFET管等开关器件，储能电感L1根据实际需求进行设计；D、图4、5所示平衡电路仅为了说明工作原理，具体有多种控制电路方案可供选择；E、图 4、5所示不同为逆变侧采用的逆变拓扑不同而不同，平衡电路的工作原理相同。另外，输入侧具有多个MPPT控制时，可以在母线上使用一个平衡电路来实现上述功能，即该实现方案与MPPT路数无关。

本实用新型的技术方案在基于组串式逆变器的光伏系统中设置一平衡电路，使正负母线输入的能量一致，实现了带抽头的太阳能电池板组串中正负母线的能量平衡，解决了基于组串式逆变器光伏系统中正负组电池板能量失配的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理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。