示，若太阳能光伏板PVl有一块阴影时，太阳能光伏板PVl内部最大功率点电流Ipvl由8A降为7.5A，最大功率点电压变成Vpvl = 25V。其他的太阳能光伏板PV2...PVn内部最大功率点电流还是8A，Ipvi (i = 2?n，n = 15) = 8A，而最大功率点电压还是30V，Ppvi (i = 2?n，n = 15) = 30V。这时第一子串ps的太阳能光伏板PVl-PVn之间的电缆电流Ips被有阴影的太阳能光伏板PVl电流限制，为Ips = 7.5A。这时候太阳能光伏板PVl的电流Ipvl全部流经太阳能光伏板PV1，而对应直流转换器I的输出电流Icol为O。而其他的太阳能光伏板PV2-PVn内电流还是8Α，所以对应的直流转换器2…η的输出电流Icoi = Ipv1-1psi = 8Α-7.5 = 0.5Α。第一子串ps的电压总和为25+30X 14 = 445V。由于第一子串ps和第二子串cs是并联的，电压相同，所以第二子串cs的总电压也是445V。
[0036]Vcs = Vcil+Vci2+…Vcii+…+Vein = 445V
[0037]而直流转换器I输入端短路，输入电压是0，这样第二子串cs剩下的14台直流转换器2...η(η= 15)上的总电压为445V，而因为他们都相同，各自电压Vci为445/14 =31.8V。
[0038]直流转换器I的输出电压为Vpvl = 25V，而输出电流为Icsl = O。其他直流转换器i(2?n，n= 15)的输出电压为30V，输出电流为0.5A，功率Pi为30 X 0.5 = 15W。直流转换器i的输入电压Vci = 31.8V。假设直流转换器i没有功率损耗，输入电流Ici = Pi/Vci=15/31.8 = 0.47A。第一子串 ps 的电流 Ips = 7.5A，第二子串 cs 的电流 Ics = 0.47A，逆变器401输入的电流Is = Ips+Ics = 7.97A，电压Vs = 445V。这时候，所有的太阳能光伏板PVl-PVn都工作在各自的最大功率点，逆变器401的总功率为IsXVs = 7.97ΑΧ445Α=3547W。如果不使用直流转换器I…η，而是简单的光伏组件串联，那么逆变器401的总功率为 7.5AX25VX15 = 2812W。
[0039]图7为本发明一个实施例的使用旁路型直流转换器的光伏发电系统中直接集成在一光伏组件里的直流转换器的内部模块示意图。即本发明一个实施例的直流转换器I...η可以是直接集成在一光伏组件(未完全图示)里，如图7所示，光伏组件至少包括太阳能光伏板、接线盒和边框。每一太阳能光伏板又包括多片太阳能光伏电池片701以及玻璃板。多片太阳能光伏电池片701组成串或者并联以后输出引线到直流转换器1...η，并连接直流转换器1...η的第一引出端子PV+和第二引出端子PV-;相邻光伏组件的第一引出端子PV+和第二引出端子PV-相互串联，形成前面描述的第一子串Ps0
[0040]如图7所示，直流转换器1...η包括但不限于光伏电流检测电路702、光伏电压检测电路703、电力转换电路704和电力转换控制电路705。其中，太阳能光伏电池片701的输出连接电力转换电路704的输出；光伏电流检测电路702和光伏电压检测电路703分别检测太阳能光伏电池片701的光伏电流信号和光伏电压信号，并将检测到的光伏电流信号和光伏电压信号传输给电力转换控制电路705，通过对电力转换电路704的控制以及信号的反馈，使光伏发电系统工作在最大功率点。电力转换电路704的输入端包括直流转换器1...η的第三引出端子Con+和第四引出端子Con-，相邻光伏组件的第三引出端子Con+和第四引出端子Con-相互串联，形成前面描述的第二子串cs。另外，直流转换器1...η还包括辅助电源706，与第二引出端子PV-相连接。
[0041]图8为本发明一个实施例的使用旁路型直流转换器的光伏发电系统中独立于一光伏组件的直流转换器的接头连接示意图。即本发明另一个实施例的直流转换器1...η也可以是独立于一光伏组件(未完全图示)的，和标准的光伏组件连接使用。光伏组件也可以包括太阳能光伏板、接线盒和边框。如图8所示，光伏组件的输出每个电极安装两个接头801。这接头801的实现形式可以是输出电缆直接带两个接头，或者是用1:2转换接头连接光伏组件的接头。这两个接头801中的一个系用作相邻光伏组件的串联，另一个系用作连接直流转换器1...η的输出接头。直流转换器1...η的输入接头相互串联。在光伏组件的输出电缆处安装有电流感应器802，检测光伏电流信号，传输给直流转换器1...η用于控制。
[0042]综上所述，本发明公开了一种使用新型旁路型直流转换器的光伏发电系统，实现独立太阳能光伏板的最大功率点跟踪和监测功能。本发明将太阳能光伏板的输出串联，而同时连接一种新型直流转换器的输出，直流转换器的输入串联成串并连接逆变器的输入。直流转换器转换的功率为太阳能光伏板的最大功率和串联太阳能光伏板功率的差，采用很低功率的直流转换电路，能够降低转换功率，从而简化电力转换电路的设计，实现了简单设计、降低成本、提高效率和可靠性。
[0043]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。
【主权项】
1.一种使用旁路型直流转换器的光伏发电系统，其特征在于，包括多个太阳能光伏板(PVl…PVn)、多台直流转换器(I…η)和逆变器(401)； 其中，输入所述逆变器(401)的电缆串(S)分为第一子串(ps)和第二子串(cs);所述第一子串(PS)是由多个所述太阳能光伏板(Ρν?...Ρνη)输出的正负极相互串联形成，而每个所述太阳能光伏板(PVl-PVn)的输出还对应地连接一台所述直流转换器(I…η)的输出；所述第二子串(cs)是由多台所述直流转换器(I…η)输入的正负极相互串联形成。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流转换器(1...η)系直接集成在一光伏组件里；所述光伏组件包括所述太阳能光伏板(PVl-PVn)、接线盒和边框。
3.根据权利要求2所述的光伏发电系统，其特征在于，每一所述太阳能光伏板(PVL...PVn)包括多片太阳能光伏电池片(701)以及玻璃板。
4.根据权利要求3所述的光伏发电系统，其特征在于，多片所述太阳能光伏电池片(701)组成串或者并联以后输出引线到所述直流转换器(1...η)，并连接所述直流转换器(1...η)的第一引出端子(PV+)和第二引出端子(PV-)，相邻所述光伏组件的所述第一引出端子(PV+)和所述第二引出端子(PV-)相互串联，形成所述第一子串(ps)。
5.根据权利要求4所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流转换器(1...η)包括光伏电流检测电路(702)、光伏电压检测电路(703)、电力转换电路(704)和电力转换控制电路(705)； 其中，所述太阳能光伏电池片(701)的输出连接所述电力转换电路(704)的输出；所述光伏电流检测电路(702)和所述光伏电压检测电路(703)分别检测所述太阳能光伏电池片(701)的光伏电流信号和光伏电压信号，并将检测到的所述光伏电流信号和所述光伏电压信号传输给所述电力转换控制电路(705)，通过对所述电力转换电路(704)的控制以及信号的反馈，使所述光伏发电系统工作在最大功率点。
6.根据权利要求5所述的光伏发电系统，其特征在于，所述电力转换电路(704)的输入端包括所述直流转换器(1...η)的第三引出端子(Con+)和第四引出端子(Con-)，相邻所述光伏组件的所述第三引出端子(Con+)和所述第四引出端子(Con-)相互串联，形成所述第二子串(CS)。
7.根据权利要求6所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流转换器(1...η)还包括辅助电源(706)，与所述第二引出端子(PV-)相连接。
8.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述直流转换器(1...η)系独立于一光伏组件；所述光伏组件包括所述太阳能光伏板(PVl-PVn)、接线盒和边框。
9.根据权利要求8所述的光伏发电系统，其特征在于，所述光伏组件的输出每个电极安装两个接头(801)，两个所述接头(801)中的一个系用作相邻所述光伏组件的串联，另一个系用作连接所述直流转换器(1...η)的输出接头；所述直流转换器(1...η)的所述输入接头相互串联；在所述光伏组件的输出电缆处安装有电流感应器(802)，检测光伏电流信号，传输给所述直流转换器(1...η)用于控制。
10.根据权利要求9所述的光伏发电系统，其特征在于，所述接头(801)的实现形式是所述输出电缆直接带两个接头，或者是用1:2转换接头连接所述光伏组件的接头。
【专利摘要】本发明提供一种使用旁路型直流转换器的光伏发电系统，包括多个太阳能光伏板、多台直流转换器和逆变器；其中，输入所述逆变器的电缆串分为第一子串和第二子串；所述第一子串是由多个所述太阳能光伏板输出的正负极相互串联形成，而每个所述太阳能光伏板的输出还对应地连接一台所述直流转换器的输出；所述第二子串是由多个所述直流转换器输入的正负极相互串联形成。本发明能够降低转换功率，简化电力转换电路的设计，降低成本和提高可靠性。
【IPC分类】H02S40-32, H02S40-36
【公开号】CN104702206
【申请号】CN201510158457
【发明人】罗宇浩
【申请人】浙江昱能科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年4月3日