专利名称：光伏发电系统的光伏电池控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光伏发电系统，尤其是一种光伏发电系统的光伏电池控制装置。
背景技术：
目前，光伏发电系统面临的最大困难就是如何在环境温度、光照强度连续不变的情况下最大限度地利用光能。在光照均匀，光伏电池板没有被遮蔽的情况下，光伏发电系统的性能在很大程度上取决于环境因素。然而，在光照不均匀，光伏电池板被遮蔽的情况下，被遮蔽的光伏电池会出现热斑效应，即不再作为电源向外输出功率，而是成为负载消耗其他未被遮蔽的光伏电池产生的功率，此时系统的发电效率会急剧下降，严重时被遮蔽的光伏电池会由于过热而烧毁，从而使系统可靠性降低。为了解决上述问题，通常采用在每一光伏电池的两端并联一个旁路二极管，当光伏电池未被遮蔽时该光伏电池正常工作，旁路二级管不导通；当光伏电池被遮蔽时，光伏电池两端电压的极性会与正常工作时相反，旁路二极管导通，从而保护该光伏电池，防止被遮蔽的光伏电池由于过热而烧毁。这种方法虽然可以保护被遮蔽的光伏电池，但仍然存在光伏发电系统在遮光情况下发电效率大幅下降的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一光伏发电系统的光伏电池控制装置，不仅避免了被遮蔽的光伏电池由于过热而烧毁，保护了被遮蔽的光伏电池，而且提高了光伏发电系统在局部遮荫情况下的发电效率。为了实现上述目的，本发明提供了一种光伏发电系统的光伏电池控制装置，包括串联的n个光伏电池，其特征在于还包括n-1个转换器且该n个光伏电池中每相邻的两个串联光伏电池构成一个光伏电池组，每一光伏电池组均连接一个转换器；
每一转换器均包括第一可控开关、第二可控开关、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电感(LI)、第二电感(L2)和电容(Cn),其中每一光伏电池组中第一光伏电池的自由端通过第一电感(LI)连接该第一可控开关的第一端，第二光伏电池的自由端通过第二电感(L2)连接该第二可控开关的第二端，该第一光伏电池与第二光伏电池的串联节点分别连接第一可控开关的第二端、第二可控开关的第一端，且该第一可控开关的第二端连接该第二可控开关的第一端，第一可控开关的第一端通过电容(Cn)连接第二可控开关的第二端；
所述第一二极管(Dl)的正极连接该第一可控开关的第二端且负极连接该第一可控开关的第一端，所述第二二极管(D2)的正极连接该第二可控开关的第二端且负极连接该第二可控开关的第一端；
所述第一可控开关的控制端用于接收第一驱动信号，从而控制该第一可控开关的工作 状态，且所述第二可控开关的控制端用于接收第二驱动信号，从而控制第二可控开关的工作状态。所述转换器中该第一可控开关选用第一 MOSFET管(SI)且该第二可控开关选用第二 MOSFET管(S2)，其中每一光伏电池组中第一光伏电池的自由端通过第一电感(LI)连接该第一 MOSFET管(SI)的漏极，第二光伏电池的自由端通过第二电感(L2)连接该第二MOSFET管(S2)的源极，该第一光伏电池与第二光伏电池的串联节点分别连接第一 MOSFET管(SI)的源极、第二 MOSFET管(S2)的漏极，且该第一 MOSFET管(SI)的源极连接该第二MOSFET管(S2)的漏极，第一 MOSFET管(SI)的漏极通过电容(Cn)连接第二 MOSFET管(S2)的源极； 所述第一二极管(Dl)的正极连接该第一 MOSFET管(SI)的源极且负极连接该第一MOSFET管(SI)的漏极，所述第二二极管(D2)的正极连接该第二 MOSFET管(S2)的源极且负极连接该第二 MOSFET管(S2)的漏极；
所述第一 MOSFET管(SI)的栅极用于接收第一驱动信号，从而控制该第一 MOSFET管(SI)的工作状态，且所述第二 MOSFET管(S2)的栅极用于接收第二驱动信号，从而控制第一MOSFET管(SI)、第二 MOSFET管(S2 )的工作状态。该转换器还包括第一滤波电容(Cl)和第二滤波电容(C2)，其中该第一滤波电容(Cl)连接在光伏电池组中第一光伏电池的两端且该第二滤波电容(C2)连接在光伏电池组中第二光伏电池的两端。当该第二光伏电池被遮蔽时控制第一可控开关以一定占空比工作，此时一部分电能从第一光伏电池流向第二光伏电池；
当该第一光伏电池被遮蔽时控制第二可控开关以一定占空比工作，此时一部分电能从第二光伏电池流向第一光伏电池。设定该第一驱动信号的占空比
权利要求
1.一种光伏发电系统的光伏电池控制装置，包括串联的n个光伏电池，其特征在于还包括n-1个转换器且该n个光伏电池中每相邻的两个串联光伏电池构成一个光伏电池组，每一光伏电池组均连接一个转换器； 每一转换器均包括第一可控开关、第二可控开关、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电感(LI)、第二电感(L2)和电容(Cn),其中每一光伏电池组中第一光伏电池的自由端通过第一电感(LI)连接该第一可控开关的第一端，第二光伏电池的自由端通过第二电感(L2)连接该第二可控开关的第二端，该第一光伏电池与第二光伏电池的串联节点分别连接第一可控开关的第二端、第二可控开关的第一端，且该第一可控开关的第二端连接该第二可控开关的第一端，第一可控开关的第一端通过电容(Cn)连接第二可控开关的第二端； 所述第一二极管(Dl)的正极连接该第一可控开关的第二端且负极连接该第一可控开关的第一端，所述第二二极管(D2)的正极连接该第二可控开关的第二端且负极连接该第二可控开关的第一端； 所述第一可控开关的控制端用于接收第一驱动信号，从而控制该第一可控开关的工作状态，且所述第二可控开关的控制端用于接收第二驱动信号，从而控制第二可控开关的工作状态。
2.根据权利要求I所述的光伏发电系统的光伏电池控制装置，其特征在于所述转换器中该第一可控开关选用第一 MOSFET管(SI)且该第二可控开关选用第二 MOSFET管(S2)，其中每一光伏电池组中第一光伏电池的自由端通过第一电感(LI)连接该第一 MOSFET管(SI)的漏极，第二光伏电池的自由端通过第二电感(L2)连接该第二 MOSFET管(S2)的源极，该第一光伏电池与第二光伏电池的串联节点分别连接第一 MOSFET管(SI)的源极、第二MOSFET管(S2)的漏极，且该第一 MOSFET管(SI)的源极连接该第二 MOSFET管(S2)的漏极，第一 MOSFET管(SI)的漏极通过电容(Cn)连接第二 MOSFET管(S2)的源极； 所述第一二极管(Dl)的正极连接该第一 MOSFET管(SI)的源极且负极连接该第一MOSFET管(SI)的漏极，所述第二二极管(D2)的正极连接该第二 MOSFET管(S2)的源极且负极连接该第二 MOSFET管(S2)的漏极； 所述第一 MOSFET管(SI)的栅极用于接收第一驱动信号，从而控制该第一 MOSFET管(SI)的工作状态，且所述第二 MOSFET管(S2)的栅极用于接收第二驱动信号，从而控制第一MOSFET管(SI)、第二 MOSFET管(S2)的工作状态。
3.根据权利要求I或2所述的光伏发电系统的光伏电池控制装置，其特征在于该转换器还包括第一滤波电容(Cl)和第二滤波电容(C2),其中该第一滤波电容(Cl)连接在光伏电池组中第一光伏电池的两端且该第二滤波电容(C2)连接在光伏电池组中第二光伏电池的两端。
4.根据权利要求I所述的光伏发电系统的光伏电池控制装置，其特征在于当该第二光伏电池被遮蔽时控制第一可控开关以一定占空比工作，此时一部分电能从第一光伏电池流向第二光伏电池； 当该第一光伏电池被遮蔽时控制第二可控开关以一定占空比工作，此时一部分电能从第二光伏电池流向第二光伏电池。
5.根据权利要求4所述的光伏发电系统的光伏电池控制装置，其特征在于设定该第一驱动信号的占空比为
全文摘要
本发明公开了一种光伏发电系统的光伏电池控制装置，属于光伏发电领域。该光伏电池控制装置包括串联的n个光伏电池，其特征在于还包括n-1个转换器且该n个光伏电池中每相邻的两个串联光伏电池构成一个光伏电池组，每一光伏电池组均连接一个转换器。本发明通过控制转换器的第一可控开关或者第二可控开关的工作状态保证被遮蔽的光伏电池不是作为负载消耗功率，而是输出功率，由此不仅保护了被遮蔽的光伏电池，而且提高了光伏发电系统在局部遮荫情况下的发电效率，此外，通过调节可控开关的驱动信号的占空比可以保证光伏电池组中被遮蔽的光伏电池输出电能的同时，未被遮蔽的光伏电池输出的功率为最大输出功率，从而进一步提高了光伏发电系统的发电效率。
文档编号H02J7/00GK102624057SQ201210087158
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者唐若笠, 李艳玲, 杨帆, 段其昌, 段盼, 隆霞 申请人:重庆大学