光伏功率优化器和光伏发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能领域，具体而言，涉及一种光伏功率优化器和光伏发电系统。
【背景技术】
[0002]光伏发电作为一种清洁、可再生的新能源发电方式，近年来在政府的大力扶植下得到了迅猛发展。但目前已安装的光伏电站普遍存在发电效率低、成本高的问题。其中一个主要原因是由于在安装时普遍采用串联集中式的最大功率点追踪(Maximum Power PointTracking，简称为MPPT)，未考虑光伏组件的参数不匹配或阴影效应，这样将会导致能量损耗，大大降低发电效率。研究表明，9%的阴影会造成54%的能量损失。
[0003]针对相关技术由于光伏组件参数不匹配或阴影效应，导致能量损耗、发电效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种光伏功率优化器和光伏发电系统，以至少解决相关技术由于光伏组件参数不匹配或阴影效应，导致能量损耗、发电效率低的技术问题。
[0005]根据本发明实施例的一个方面，提供了一种光伏功率优化器，包括:传感器单元，用于检测光伏组件的输入参数和输出参数；控制单元，与传感器单元相连接，用于根据光伏组件的输入参数和输出参数生成脉宽调制信号；以及功率变换单元，与控制单元相连接，用于根据脉宽调制信号调节光伏组件的输出参数。
[0006]进一步地，控制单元包括:模数变换器，与传感器单元相连接，用于获取光伏组件的输入参数和输出参数；以及脉宽调制信号生成器，一端与模数变换器相连接，另一端与功率变换单元相连接，用于根据光伏组件的输入参数和输出参数生成脉宽调制信号，并将脉宽调制信号发送至功率变换单元。
[0007]进一步地，光伏组件的输入参数包括输入电流、输入电压，光伏组件的输出参数包括输出电流和输出电压，其中，传感器单元包括:输入电流传感器，设置在光伏组件的输入端，与控制单元相连接，用于检测光伏组件的输入电流；输入电压传感器，设置在光伏组件的输入端，与控制单元相连接，用于检测光伏组件的输入电压；输出电流传感器，设置在光伏组件的输出端，与控制单元相连接，用于检测光伏组件的输出电流；以及输出电压传感器，设置在光伏组件的输出端，与控制单元相连接，用于检测光伏组件的输出电压。
[0008]进一步地，输入电流传感器、输入电压传感器、输出电流传感器以及输出电压传感器分别与模数变换器相连接。
[0009]进一步地，光伏功率优化器还包括:通信电路，与控制单元相连接，用于建立光伏功率优化器与外部控制器之间的通信连接。
[0010]进一步地，光伏功率优化器还包括:辅助电源，分别与光伏组件、传感器单元、控制单元、功率变换单元相连接，用于将从光伏组件中获取的电能分别提供给传感器单元、控制单元、功率变换单元。
[0011]进一步地，功率变换单元拓扑结构为Boost电路或者Boost-Buck电路，功率变换单元的主开关元件采用半导体晶体管。
[0012]根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种光伏发电系统，包括:包括多个光伏功率优化器，其中，该多个光伏功率优化器为本发明实施例中的任意一种光伏功率优化器。
[0013]进一步地，多个光伏功率优化器串联或者并联。
[0014]进一步地，光伏发电系统还包括多个光伏组件，其中，一个光伏组件对应一个光伏功率优化器，光伏功率优化器设置在与其对应的光伏组件的背面。
[0015]在本发明实施例中，通过为每个光伏组件设置光伏功率优化器，通过该光伏功率优化器对每个光伏组件进行独立式MPPT调节，其中，光伏功率优化器包括:传感器单元，用于检测光伏组件的输入参数和输出参数；控制单元，与传感器单元相连接，用于根据光伏组件的输入参数和输出参数生成脉宽调制信号；以及功率变换单元，与控制单元相连接，用于根据脉宽调制信号调节光伏组件的输出参数，达到了优化光伏组件性能的目的，从而实现了降低能量损耗，提高发电效率低的技术效果，进而解决了相关技术由于光伏组件参数不匹配或阴影效应，导致能量损耗、发电效率低的技术问题。
【附图说明】
[0016]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0017]图1是根据本发明实施例的光伏功率优化器的示意图；
[0018]图2是根据本发明实施例的一种可选地光伏功率优化器的示意图；以及
[0019]图3是根据本发明实施例的光伏发电系统的示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0021]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0022]首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或者术语适用于如下解释:
[0023]光伏组件，是太阳能电池板，是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，其作用是将太阳能转化为电能，或送外蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
[0024]MPPT控制器，能够实现侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，是系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。
[0025]根据本发明实施例，提供了一种光伏功率优化器的实施例，需要说明的是，该光伏功率优化器可以安装在光伏组件背面，不改变原系统的拓扑结构，通过光伏功率优化器可以对每个光伏组件进行独立的MPPT调节，最大程度地发挥光伏组件的性能，提高发电效率。
[0026]图1是根据本发明实施例的光伏功率优化器的示意图，如图1所示，该光伏功率优化器10可以包括:传感器单元102，控制单元104以及功率变换单元106。
[0027]传感器单元102，用于检测光伏组件的输入参数和输出参数。
[0028]可选地，光阻组件的输入参数可以包括输入电流、输入电压，光伏组件的输出参数可以包括输出电流、输出电压。相应地，为了检测光伏组件的输入电流、输入电压以及输出电流、输出电压，该实施例中的传感器单元102可以包括:输入电流传感器，设置在光伏组件的输入端，用于检测光伏组件的输入电流；输入电压传感器，设置在光伏组件的输入端，用于检测光伏组件的输入电压；输出电流传感器，设置在光伏组件的输出端，用于检测光伏组件的输出电流；以及输出电压传感器，设置在光伏组件的输出端，用于检测光伏组件的输出电压。
[0029]控制单元104，与传感器单元102相连接，用于根据光伏组件的输入参数和输出参数生成脉宽调制信号。
[0030]可选地，控制单元104可以分别与输入电流传感器、输入电压传感器、输出电流传感器以及输出电压传感器相连接，用于获取上述传感器检测的光伏组件的输入电流、输入电压、输出电流以及输出电压。输入电流传感器、输入电压传感器、输出电流传感器以及输出电压传感器能够实现将输入电流、输入电压、输出电流以及输出电压变换为控制单元104中模数变换器能接受的电压信号，实现模数变换。
[0031]可选地，控制单元104可以包括:模数变换器，与传感器单元102相连接，用于获取光伏组件的输入参数和输出参数。当传感器单元102包括输入电流传感器、输入电压传感器、输出电流传感器以及输出电压传感器时，数模变化器可以分别与输入电流传感器、输入电压传感器、输出电流传感器以及输出电压传感器相连接，从而获取输入电流传感器、输入电压传感器、输出电流传感器以及输出电压传感器检测到的光伏组件的输入电流、输入电压、输出电流以及输出电压。
[0032]可选地，控制单元104还可以包括:脉宽调制信号生成器，一端与模数变换器相