串联式光伏方阵高压隔离装置的制造方法_2

文档序号:10171291阅读:来源:国知局
端与储能电感的一端连接,储能电感的另一端分别与功率开关的 正端和续流二极管正极连接,续流二极管的负极分别与储能电容正极、电流传感器的正输 入端连接,该连接点也是MPPT最大功率跟踪电路的正输出端;电流传感器的负输入端与最 大功率跟踪电路的正输出端连接,光伏组串的负输入端分别与功率开关的负端、储能电容 负极、最大功率跟踪电路的负输出端连接;功率开关的控制端与光隔驱动电路对应输出端 连接;上述连接是典型boost升压电路连接方式。
[0016] 所述的=相功率驱动电路由6只功率开关管和6只续流二极管组成。每只功率开 关管有一个控制输入端、一个功率输入端和一个功率输出端。在每只功率开关管的输入、输 出端反向并联一只续流二极管,即续流二极管的正极与功率开关管的输出端连接,续流二 极管的负极与功率开关管的输入端连接。6只功率开关管中,每2只功率开关管串联,共组 成3组功率开关管串联电路。每组功率开关管串联电路中,一只功率开关管的功率输入与 另一只功率开关管的输出端连接,该连接点为功率开关管串联电路的功率输出端。每组功 率开关管串联电路的两端分别为功率开关管串联电路的正、负端。=组功率开关管串联电 路并联,组成=相功率驱动电路。并联的功率开关管串联电路的正、负端分别为=相功率驱 动电路的正、负端,3个功率开关管串联电路的功率输出端为=相功率驱动电路的3个功率 输出端,6只功率开关管的控制输入端为=相功率驱动电路的6个控制输入端。
[0017] 本实用新型的工作原理如下:
[0018] 基于现有并网逆变器原理,并网逆变器分为单相和=相电流源输出,电压、频率、 相位必须与电网同步。为保证n台单相或=相并网逆变器在串联式光伏方阵高压隔离装置 中正常工作,同时还要保证每台串联式光伏方阵高压隔离装置在串联式光伏方阵系统中输 出功率优化,则必须在串联式光伏方阵高压隔离装置中建立一个输出可调的单相或S相交 流电压源,由此在一台串联式光伏方阵高压隔离装置中只能接入一种类型的单相或者=相 并网逆变器。
[0019] 由于串联式光伏方阵高压隔离装置是通过多绕组高压隔离变压器与n台并网逆 变器输出连接,而n台并网逆变器分别由自配置多路光伏组串供电,n台并网逆变器通过功 率优化单相或=相调压电路输出可调的单相或=相交流电压进行锁相,经串联式光伏方阵 高压隔离装置功率输出。如n台并网逆变器输出功率分别为P1、P2……Pn,功率优化单相或 S相调压电路输出功率为Pz,则串联式光伏方阵高压隔离装置输出功率化=P1+P化…… 化+Pz,n为> 1的整数。当正常光照下光伏组串输出功率提供MPPT最大功率跟踪电路电 源,同时DC/DC也获得电源,DC/DC输出直流电压,由此CPU工作并通过电流、电压采样并依 据MPPT最大功率跟踪策略,通过控制器光隔驱动电路输出脉冲信号,控制最大功率跟踪电 路的功率开关的开闭,实现MPPT最大功率跟踪。其中MPPT最大功率跟踪电路由储能电感、 续流二极管、储能电容、功率开关组成BOOST电路,CPU依据BOOST电路工作原理,通过控制 功率开关导通或关闭的占空比,改变储能电感输出的能量,经续流二极管输出,对储能电容 充电或放电,改变光伏组串的输出电流和电压,实现对光伏组串最大功率跟踪,并经电流传 感器监测输出功率。此时CPU通过电流传感器检测到最大功率跟踪电路输出电流的变化, CPU依据此电流及电压检测电路检测得到的电压数据进行分析,给出下一时间的MPPT最大 功率跟踪策略。
[0020] 当MPPT最大功率跟踪电路输出功率提供S相功率驱动电路电源时,CPU依据串 联式光伏方阵高压隔离装置接入单相或=相并网逆变器类型设置,通过光隔驱动电路输出 PWM信号,对=相功率驱动电路6个控制信号输入进行控制,并在=相功率驱动电路的功率 输出端加载到多绕组高压隔离变压器调压输入绕组上。=相功率驱动电路依据串联式光伏 方阵系统优化控制策略输出交流电压,经多绕组高压隔离变压器分别禪合到n台并网逆变 器输出端和直流功率输出电路输入端。n台并网逆变器依据=相功率驱动电路输出交流电 压进行锁相输出单相或=相交流电流,再经多绕组高压隔离变压器禪合到直流功率输出电 路输入端。直流功率输出电路输入端的单相或=相交流电压,通过2个或3个隔离开关接 通接入大功率=相整流桥电路整流,经滤波电容滤波转换成优化的直流电压输出。输出的 直流功率=nX逆变器输出功率+功率优化单相或=相调压电路输出功率,由于直流功率 输出电路输出端也是串联式光伏方阵高压隔离装置的输出端,则串联式光伏方阵高压隔离 装置的输出功率=P1+P化…化+Pz,n为> 1的整数。如P1+P化……化〉〉Pz则串联式光伏 方阵高压隔离装置的输出功率=P1+P化……化。
[0021] 串联式光伏方阵系统由m台串联式光伏方阵高压隔离装置串联组成,由一台上位 机通过通讯链路对每台串联式光伏方阵高压隔离装置统一协调控制。第1台串联式光伏方 阵高压隔离装置输出的负端与第2台串联式光伏方阵高压隔离装置输出正端连接,依此类 推第m-1台串联式光伏方阵高压隔离装置输出负端与第m台串联式光伏方阵高压隔离装置 输出正端连接,组成串联式光伏方阵。而第1台串联式光伏方阵高压隔离装置输出的正端 为串联式光伏方阵的正输出端,第m台串联式光伏方阵高压隔离装置输出的负端为串联式 光伏方阵的负输出端,m为> 1的整数。光伏方阵输出电压为Us=并网交流电压X 串联 式光伏方阵高压隔离装置输出的平均直流电压=Us/串联式光伏方阵高压隔离装置的串 联个数。
[0022] 在串联式光伏方阵高压隔离装置中,CPU控制的依据是,通过Tl双向通讯电路 与串联式光伏方阵高压隔离装置中n台并网逆变器通讯,获取每台并网逆变器实时数据, 并将n台并网逆变器的输出功率与功率优化单相或S相调压电路的输出功率求和,即 P1+P化……化+Pz。CPU同时通过T2双向通讯电路与上位机通讯,将n台并网逆变器数据 及CPU计算数据同时上传。上位机将串联式光伏方阵系统中的所有串联式光伏方阵高压隔 离装置上传数据进行分析,并依据串联式光伏方阵系统功率优化策略,将数据下传到每台 串联式光伏方阵高压隔离装置中,其中含有提供每台串联式光伏方阵高压隔离装置应输出 的电压、电流数据。
[0023] 本实用新型工作过程如下:
[0024] 光伏组串受阳光福照逐步增强时,光伏组串输出的直流电压同步升高,并网逆变 器获得功率,当满足功率优化单相或S相调压电路及并网逆变器工作条件时,即DC/DC获 得电源,DC/DC输出直流电压Vdc,由此CPU工作并通过通讯链路与n台流源输出类型并网 逆变器建立数据通讯,同时MPPT最大功率跟踪电路在CPU的控制下实现光伏组串最大功率 跟踪输出,该功率通过=相功率驱动电路的功率输出端加载到多绕组高压隔离变压器调压 输入绕组上,并在CPU的控制下默认输出50化单相或=相交流电压。
[00巧]默认输出50化单相或=相交流电压经多绕组高压隔离变压器分别禪合到n台并 网逆变器输出端和直流功率输出电路输入端。n台流源输出类型并网逆变器依据=相功率 驱动电路输出的单相或=相交流电压进行锁相输出交流电流,经多绕组高压隔离变压器禪 合到直流功率输出电路输入端,再经直流功率输出电路转化成直流电压输出。与此同时CPU 通过上位机双向通讯链路,将n台并网逆变器及串联式光伏方阵高压隔离装置数据同时上 传,上位机将读取串联式光伏方阵系统内所有串联式光伏方阵高压隔离装置的数据,统一 分析计算并依据串联式光伏方阵系统控制策略,对串联式光伏方阵系统内的每台串联式光 伏方阵高压隔离装置数据回传。每个串联式光伏方阵高压隔离装置依据此数据进行功率优 化控制,进入正常工作模式。
[0026] 控制工作模式及控制策略具体说明如下:
[0027] 默认模式:
[0028] 当光照逐渐增加时,光伏组串输出功率同步增加。当光伏组串输出功率满足功率 优化单相或S相调压电路及并网逆变器工作时,首先功率优化单相或S相调压电路中DC/ DC也获得电源,DC/DC输出直流电压Vdc,由此CPU工作并通过两组双向通讯电路与并网逆 变器、上位机建立通讯
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