C变换器正极Pl连接，另一端和第I有源开关SI的一端连接，第I有源开关SI的另一端和与所述DC-DC变换器的输入中点Ml和输出中点M2连接，第I二极管Dl的阳极与第I电感LI和第I有源开关SI的公共点连接，另一端与所述DC-DC变换器的输出正极P2连接，第I母线电容Cl 一端和输出正极P2连接，另一端和输出中点M2连接；
[0041 ] 下桥电路包含第2电感L2、第2有源开关S2、第2 二极管D2和第2母线电容C2 ;第2电感L2 —端与所述DC-DC变换器负极NI连接，另一端和第2有源开关S2的一端连接，第2有源开关S2的另一端和与所述DC-DC变换器的输入中点Ml和输出中点M2连接，第2二极管D2的阴极与第2电感L2和第2有源开关S2的公共点连接，另一端与所述DC-DC变换器的输出负极N2连接，第2母线电容C2 —端和输出中点M2连接，另一端和输出负极N2连接；
[0042]控制电路包含:MPPT控制器、驱动隔离电路、第I光伏组串输出电压采集电路、第2光伏组串输出电压采集电路、第I光伏组串输出电流采集电路、第2光伏组串输出电流采集电路、上桥电路输出电压采集电路和下桥电路输出电压采集电路；
[0043]所述第I光伏组串输出电压采集电路、所述第2光伏组串输出电压采集电路、所述第I光伏组串输出电流采集电路、所述第2光伏组串输出电流采集电路、所述上桥电路输出电压采集电路和所述下桥电路输出电压采集电路均反馈连接到所述MPPT控制器的输入端，所述MPPT控制器的输出端通过所述驱动隔离电路分别与所述上桥电路的功率控制端和所述下桥电路的功率控制端连接。
[0044]在图2、图3和图4中，一个DC-DC变换器配置有I个上桥电路和I个下桥电路；通过上桥电路和下桥电路，对光伏阵列中两个光伏子串进行独立的最大功率点跟踪MPPT控制，从而解决光伏组件串联时电流或功率失配的问题。基于同样的发明构思，本领域普通技术人员可以理解，一个DC-DC变换器可以配置有X个上桥电路和y个下桥电路，其中，X、y为自然数，例如，X为2，y为3，则配置第1-1上桥电路、第1-2上桥电路、第1_1下桥电路、第1-2下桥电路和第1-3下桥电路；然后，将光伏阵列划分为串联的5个光伏子串，通过第1-1上桥电路、第1-2上桥电路、第1-1下桥电路、第1-2下桥电路和第1-3下桥电路对5个光伏子串进行独立的MPPT控制，从而解决光伏组件串联时电流或功率失配的问题。上述思想同样属于本发明保护范围。
[0045]实际应用中，可采用如图5所示的控制方法:
[0046]逆变器开机工作后，DC-DC变换器初始化，母线电压初始值Vo稳定在设定值Vset ；
[0047]然后，MPPT控制器实时采集得到上桥电路输出电压Vol和下桥电路输出电压Vo2，并判断上桥电路输出电压Vol和下桥电路输出电压Vo2的差值是否在设定值AV之内；如果判断结果为是，MPPT控制器工作于正常的MPPT状态；否则，MPPT控制器根据内部约束条件，控制DC-DC变换器从上桥电路和下桥电路中选择一路桥电路进行ΜΡΡΤ，另一路不再MPPT ;如果后级逆变器调节上桥电路输出电压Vol和下桥电路输出电压Vo2，则Vol和Vo2由逆变器控制；如果后级逆变器不调节上桥电路输出电压Vol和下桥电路输出电压Vo2，则Vol和Vo2根据DC-DC变换器上桥电路和下桥电路各自的功率进行分配。
[0048]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高效率的光伏发电系统，其特征在于，包括:光伏阵列、DC-DC变换器和逆变器； 所述光伏阵列由(a*b)个光伏组件串联而成，其中，a、b均为自然数；将所述(a*b)个光伏组件依次记为:光伏组件1、光伏组件2…光伏组件(a*b);将光伏组件1、光伏组件2...光伏组件b记为第I光伏组串；将光伏组件b+Ι、光伏组件b+2…光伏组件(2*b)记为第2光伏组串，依次类推，总共有a个光伏组串； 所述DC-DC变换器包括a个MPPT功率变换单元；每个所述MPPT功率变换单元的输入端与I个所述光伏组串连接；每个所述MPPT功率变换单元的输出端与其它MPPT功率变换单元的输出端采用首尾相连式的方式串联；所述a个MPPT功率变换单元串联后，新形成的输出端与所述逆变器直流输入端并联连接；所述MPPT功率变换单元独立跟踪每个光伏组串的最大功率，实现整个组串的最大功率输出。2.一种高效率的光伏发电系统，其特征在于，包括:光伏阵列、DC-DC变换器和逆变器； 所述光伏阵列由(m+n)个光伏组件串联而成，其中，m、η均为自然数；将所述(m+n)个光伏组件依次记为:光伏组件1、光伏组件2…光伏组件η…光伏组件(m+n);将光伏组件1、光伏组件2…光伏组件η记为第I光伏组串；将光伏组件η+1、光伏组件η+2…光伏组件(m+n)记为第2光伏组串，将所述第I光伏组串和所述第2光伏组串的连接点记为连接点M3 ； 所述DC-DC变换器包含上桥电路、下桥电路，所述上桥电路输入的正极形成所述DC-DC变换器输入正极P1，所述上桥电路输入的负极和所述下桥电路输入的正极连接在一起，形成所述DC-DC变换器输入中点M1，所述下桥电路输入的负极形成所述DC-DC变换器输入负极NI ;所述上桥电路输出的正极形成所述DC-DC变换器输出正极P2，所述上桥电路输出的负极和所述下桥电路输出的正极连接在一起，形成所述DC-DC变换器输出中点M2，所述下桥电路输出的负极形成所述DC-DC变换器输出负极N2 ； 所述第I光伏组串的正极与所述DC-DC变换器输入正极Pl连接，所述第I光伏组串的负极与所述DC-DC变换器输入中点Ml连接；所述第2光伏组串的正极与所述DC-DC变换器输入中点Ml连接，所述第2光伏组串的负极与所述DC-DC变换器输入负极NI连接；所述DC-DC变换器输出与所述逆变器的输入连接。3.根据权利要求1所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述的a个光伏组串中，每个组串所串接组件的数量与其它组串中串接的组件数量相同或不相同。4.根据权利要求1所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述的a个光伏组串中，每个组串可以由多个并联组串替代。5.根据权利要求1所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述的a个光伏组串、所述a个MPPT功率变换单元构成光伏直流变换系统，所述逆变器可以接入I个或多个所述的光伏直流变换系统。6.根据权利要求2所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述第I光伏组串和所述第2光伏组串、以及所述DC-DC变换器构成光伏直流变换系统，所述逆变器输入与I个或多个所述的光伏直流变换系统的输出连接。7.根据权利要求2所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述逆变器如果其输入侧母线含有中点M4，则M4可以和所述DC-DC变换器输出的中点M2连接，也可以不连接。8.根据权利要求2所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述第I光伏组串和所述第2光伏组串所包含的光伏组件的数量相同或不相同。9.根据权利要求2所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述第I光伏组串和所述第2光伏组串中，每个组串可以由多个并联组串替代。10.根据权利要求2所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述上桥电路包含第I电感L1、第I有源开关SI，第I 二极管Dl和第I母线电容Cl ;第I电感LI 一端与所述DC-DC变换器正极Pl连接，另一端和第I有源开关SI的一端连接，第I有源开关SI的另一端和与所述DC-DC变换器的输入中点Ml和输出中点M2连接，第I 二极管Dl的阳极与第I电感LI和第I有源开关SI的公共点连接，另一端与所述DC-DC变换器的输出正极P2连接，第I母线电容Cl 一端和输出正极P2连接，另一端和输出中点M2连接。11.根据权利要求2所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，所述下桥电路包含第2电感L2、第2有源开关S2、第2 二极管D2和第2母线电容C2 ;第2电感L2—端与所述DC-DC变换器负极NI连接，另一端和第2有源开关S2的一端连接，第2有源开关S2的另一端和与所述DC-DC变换器的输入中点Ml和输出中点M2连接，第2 二极管D2的阴极与第2电感L2和第2有源开关S2的公共点连接，另一端与所述DC-DC变换器的输出负极N2连接，第2母线电容C2 —端和输出中点M2连接，另一端和输出负极N2连接。12.根据权利要求2所述的高效率的光伏发电系统，其特征在于，还包括:MPPT控制器、驱动隔离电路、第I光伏组串输出电压采集电路、第2光伏组串输出电压采集电路、第I光伏组串输出电流采集电路、第2光伏组串输出电流采集电路、上桥电路输出电压采集电路和下桥电路输出电压采集电路； 所述第I光伏组串输出电压采集电路、所述第2光伏组串输出电压采集电路、所述第I光伏组串输出电流采集电路、所述第2光伏组串输出电流采集电路、所述上桥电路输出电压采集电路和所述下桥电路输出电压采集电路均反馈连接到所述MPPT控制器输入端，所述MPPT控制器的输出端通过所述驱动隔离电路分别与所述上桥电路的功率控制端和所述下桥电路的功率控制端连接。13.—种高效率的光伏发电方法，其特征在于，包括: 逆变器开机工作后，DC-DC变换器初始化，母线电压初始值Vo稳定在设定值Vset ;然后，MPPT控制器实时采集得到上桥电路输出电压Vol和下桥电路输出电压Vo2，并判断上桥电路输出电压和下桥电路输出电压Vo2的差值是否在设定值AV之内；如果判断结果为是，MPPT控制器工作于正常的MPPT状态；否则，MPPT控制器根据内部约束条件，控制DC-DC变换器从上桥电路和下桥电路中选择一路桥电路进行MPPT，另一路不再MPPT ;如果后级逆变器调节下桥电路输出电压Vol和下桥电路输出电压Vo2，则Vol和Vo2由逆变器控制；如果后级逆变器不调节上桥电路输出电压Vol和下桥电路输出电压Vo2，则Vol和Vo2根据DC-DC变换器上桥电路和下桥电路各自的功率进行分配。
【专利摘要】本发明提供一种高效率的光伏发电系统以及发电方法，包括：光伏阵列、DC-DC变换器和逆变器；第1光伏组串的正极与DC-DC变换器输入正极P1连接，第1光伏组串的负极与DC-DC变换器输入中点M1连接；第2光伏组串的正极与DC-DC变换器输入中点M1连接，第2光伏组串的负极与DC-DC变换器输入负极P1连接；DC-DC变换器输出与逆变器的输入连接；优点为：一个DC-DC变换器可以对多个组串进行最大功率点跟踪，从而有效减少了组件串联时电流或功率失配的影响，有效提高整体组串的发电量。
【IPC分类】H02S40/32, H02S40/36
【公开号】CN104953945
【申请号】CN201510438891
【发明人】江红胜, 曹晓宁, 庄波, 温志伟
【申请人】中民新能投资有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月23日