一种光伏池板独立MPPT控制的拓扑结构的制作方法

本发明涉及光伏发电
技术领域：
，具体地说，涉及一种光伏池板独立MPPT控制的拓扑结构。
背景技术：
：太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，采用光伏光伏池板将光能转换为电能的发电方式,而且随着技术的不断进步，光伏发电有可能是最具有发展前景的发电技术之一。光伏发电系统在一定的光照和温度条件下输出功率会随着工作点的不同而不同，为了使系统的功率输出最大化，需要通过控制使系统时刻保持在最大功率点处工作。通常光伏池板串并联连接后经DC/AC变流器并网，这样的光伏发电系统只有一个最大功率点；当光伏池板受到部分遮挡导致系统输出特性出现多峰的情况时，最大功率点的控制将存在很大的障碍，有可能大大降低整个系统的效率。为了解决这个问题，以光伏池板为单位进行独立的MPPT控制是一个有效的途径。目前光伏池板独立MPPT的方案，是将光伏池板与DC/DC变换器相连，然后将所有的DC/DC变换器的输出侧串联后接入直流母线。在此类方法中，光伏池板的功率需要全部经过DC/DC变换器进行传递，则导致变换器的生产成本较高、体积较大、效率较低。因此，为了进一步实现光伏系统的优化控制，需要研究新型的拓扑结构来提高系统的效率。技术实现要素：本发明针对目前的光伏发电系统效率优化问题，提出了一种在不同光照条件下均可实现光伏池板独立MPPT控制的拓扑结构，以至少解决现有技术中在不同光照条件下的独立的MPPT控制中的DC/DC变换器的生产成本较高、体积较大、效率较低。根据本发明的一个方面，提供一种光伏池板独立MPPT控制的拓扑结构，多个光伏池板串联在直流母线中，每个光伏池板均与DC/DC变换器的输入侧并联，并且，所有DC/DC变换器的输出侧均与电容并联。优选地，DC/DC变换器为双向隔离型DC/DC变换器。根据本发明的另一个方面，提供一种光伏池板独立MPPT控制的拓扑结构的形成方法，包括以下步骤：将多个光伏池板串联在直流母线中；在每个光伏池板的电路上，并联一个DC/DC变换器；将每个DC/DC变换器的输出端与电容并联。优选地，所述DC/DC变换器为双向隔离型DC/DC变换器。附图说明通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。图1是表示本发明实施例的光伏池板独立MPPT控制系统的拓扑结构示意图；图2是表示本发明实施例的光伏池板独立MPPT控制系统的工作原理示意图。具体实施方式下面将参考附图来描述本发明所述的一种光伏池板独立MPPT控制的拓扑结构的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。本发明公开了一种不同光照条件下的光伏池板独立MPPT控制的拓扑结构，每个光伏池板PV连接一个DC/DC变换器进行独立MPPT控制，DC/DC变换器输出侧并联于一个电容。MPPT控制能够实时侦测光伏池板的发电电压，并追踪最高电压时的电流值，使系统以最大功率输出对蓄电池充电，应用于光伏系统中，协调光伏池板、蓄电池、负载的工作。如图1所示，将多个光伏池板1、2……n串联在直流母线中给蓄电池充电。在每个光伏池板的电路上，并联一个DC/DC变换器。具体地说，是将DC/DC变换器的输入端和光伏池板的正负极连接。再将每个DC/DC变换器的输出端并联到电容C上。具体地说，是DC/DC变换器的输出端的一根线缆A1、A2……An连接在电容的一端点A处，DC/DC变换器的输出端的另一根线缆B1、B2……Bn连接在电容的另一端点B处。从此电路连接图可以看出，光伏池板的主要电流是在直流母线上，DC/DC变换器仅流入少量控制电流。光伏池板在直流母线中对蓄电池充电，而电容C则是用于辅助光伏池板对蓄电池充放电。区别于以往DC/DC变换器串联于直流母线中，此拓扑是将DC/DC变换器的输出侧并联在电容两端，因此，光伏池板的输出电流大部分流经串联母线，只有一小部分电流经过DC/DC变换器，可以实现串联的光伏池板之间的能量协调控制，实现彼此之间的能量均衡。图2是表示本发明实施例的光伏池板独立MPPT控制系统的工作原理示意图。下面结合图2来详细说明本拓扑结构的实现原理。在这种光伏池板成组方法中，光伏池板的电压分别为v1、v2…vn,光伏池板的电流分别为i1、i2…in，DC/DC变换器输入侧的电流为i1'、i2'…in',DC/DC变换器输出侧的电流为i1″、i2″…in″。光伏池板串联的电流为i。光伏池板对蓄电池充电，光伏池板为输出特性，电流方向如图2所示。光伏池板输出电流与串联电流、DC/DC变换器输入侧电流之间关系如下式(1)所示i1=i+i1′i2=i+i2′...in=i+in′---(1)]]>从式1可以看出，每个光伏池板释放出的电流i1的一部分流入串联母线，另一部分流入DC/DC变换器。控制多个串联光伏池板的最优效果是，使得串联光伏池板的串联电流为光伏池板的输出电流的平均值，如下式(2)所示，而不会因为某个光伏池板被遮挡而影响光伏池板的放电效率。i=i1+i2+...inn---(2)]]>要想实现上式(2)，需要各DC/DC变换器的输入电流满足下式(3)i′1+i′2+i′n＝0(3)正常状态下(光照充足)的光伏池板，其输出的电流通常会大于串联母线上的电流，例如，光伏池板1的电流i1大于串联电流i，由式1可以看出DC/DC变换器输入侧的电流i1'为正。也就是说是光伏池板1在给蓄电池充电的同时，还通过DC/DC变换器给电容C充以多余的电量。如果光伏池板被部分遮挡，光照条件转差的时候，其输出的电流会较小，通常会小于串联母线上的电流。例如，光伏池板2的电流i2小于串联电流i，由式1可以看出DC/DC变换器输入侧的电流i2'为负。也就是说，在光伏池板给蓄电池充电的同时，电容C通过DC/DC变换器也给蓄电池充电。根据光伏池板被遮挡的程度不同，DC/DC变换器控制电容C给蓄电池充电，以弥补光伏池板被遮挡造成的损失。这样，因为本拓扑结构的连接关系，通过DC/DC变换器之间的协调控制可以实现DC/DC变换器的输入电流的和为0。使得每个光伏池板均按照其MPPT工作，流经各DC/DC变换器的电流为光伏池板和直流母线的差额电流，因此，可以实现了光伏池板发电系统的最大效率控制。此外，此方法中的DC/DC变换器是双向隔离型DC/DC变换器，可灵活地实现Buck/Boost(升压降压)切换。具体地说，当光伏池板未被遮挡，处于正常状态时，其输出电流大于直流母线的串联电流时，DC/DC变换器切换为Boost(升压)模式。当光伏池板被遮挡或光照条件差时，其输出电流小于直流母线的串联电流时，DC/DC变换器切换为Buck(降压)模式。由于光伏池板的输出电流大部分流经串联母线，只有一小部分电流经过DC/DC变换器，因此可以实现光伏池板充放电系统效率的最大化。本发明的光伏池板独立MPPT控制的拓扑结构，根据每个光伏池板自身的特性来控制其对蓄电池充电，流经各DC/DC变换器的电流为光伏池板和直流母线的差额电流，因此，可以实现了光伏池板充放电系统的最大效率控制。因此，所需DC/DC变换器功率较小，可以减小其体积、降低其成本，并且这种方式损耗相对较小，可以提高整个系统的效率。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3