用一个升、降压电路实现MPPT最大功率跟踪和串 联式光伏方阵功率优化输出，同样经一个高压隔离变压器输出功率，输出功率=2X光伏 组串输出功率，如光伏组串输出功率《7KW，则最大输出功率《15KW。
[0080] 图1所示的串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置相比图2所示的是光伏组串 高压隔离功率调节模块电路输出功率大，如16串光伏组串输入，则输出功率为16X7KW= 112KW，而图2所示则最大输出功率《15KW。而且不会因某串光伏组串受云的影响，使其它 光伏组串输出最大功率点跟踪偏离。
[0081] 图4为采用多台串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置组成的串联式大型光 伏方阵电站直流高压传输拓扑结构图，图5为采用多块光伏组串高压隔离功率调节模块的 串联式光伏方阵电站直流高压传输拓扑结构图，其功能相同，但图4所示的每台串联式光 伏方阵高压隔离大功率调节装置相比图5所示的每块光伏组串高压隔离功率调节模块输 出功率大，在串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置与光伏组串高压隔离功率调节模块 数量相同的条件下组成的串联式光伏方阵输出功率，图4所示远大于图5所示的串联式光 伏方阵输出功率。如同样的串联式光伏方阵容量图4所示串联式光伏方阵高压隔离大功率 调节装置远小于图5所示光伏组串高压隔离功率调节模块的应用数量。如W10MW容量的 串联式光伏方阵为例，图5应用光伏组串高压隔离功率调节模块数量为=10MW/15KW= 667 块；而图4应用串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置数量为=10MW/112KW= 89. 2块， 图4与图5相比应用数量相差悬殊，建设光伏电站的成本大大降低。
[0082] 图4更突出发电单元每个环节发电量效率保障，在图6拓扑中无法实现每串光伏 组串独立MPPT最大功率跟踪、汇流箱输出并联低电压大电流输电，电缆损耗大无法远距离 输电、逆变器无法随光伏方阵输出功率变化逆变输出全程功率匹配。在图4整个发电环节 中得到很好的解决，保障了光伏电站发电效率。
【主权项】
1. 一种串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置，其特征在于，所述的装置由H桥功 率驱动电路、n个最大功率跟踪模块、汇流母排、避雷器BL、电压检测电路、高压隔离变压器 T、功率直流输出电路、控制器供电电路和控制器组成，n为>2的整数；每个光伏组串的输出 端与一个最大功率跟踪模块最大功率跟踪模块的输入端连接，n个最大功率跟踪模块的输 出端与汇流母排并联，汇流母排还与一个H桥功率驱动电路的功率输入端，避雷器和电压 检测电路输入端并联；H桥功率驱动电路的功率输出端与高压隔离变压器输入绕组连接； 高压隔离变压器的两个输出绕组分别与功率直流输出电路的输入端和控制器供电的输入 端连接；控制器供电电路的输出端与控制器电源的输入端连接；控制器还分别与n个最大 功率跟踪模块最大功率跟踪模块、H桥功率驱动电路连接。2. 按照权利要求1所述的串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置，其特征在于，所 述的H桥率驱动电路由四只功率开关管和四只续流二极管组成，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；每只功率开关管反向并联一只续流二极管； 每两只功率开关管串联，组成两组H桥臂电路；每组H桥臂电路中，一只功率开关管功率输 入端与另一只功率开关管的输出端串联，连接点为H桥臂电路的功率输出端；两组H桥臂电 路的两端分别为H桥臂电路的正端和负端；两组H桥臂电路并联组成H桥功率驱动电路，并 联后，所述的H桥臂电路的正端和负端也是H桥功率驱动电路的正端和负端；两组H桥臂电 路的功率输出端也为H桥功率驱动电路的两个功率输出端，四只功率开关管的控制输入端 也是H桥功率驱动电路的四个控制输入端。3. 按照权利要求1所述的串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置，其特征在于，所 述的最大功率跟踪模块由储能电感、储能电容、功率开关、续流二极管和电流传感器组成； 每一串光伏组串的正输出端与最大功率跟踪申旲块的正负输入端连接，最大功率跟踪申旲块的 正输入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；电流传感 器的负输入端与汇流母排正端连接，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、汇流母排负端连接；功率开关的控制端与控制器光隔驱动电路对应输出端连接。4. 按照权利要求1所述的串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置，其特征在于，所 述的汇流母排的正负端分别与避雷器、电压检测电路、H桥功率驱动电路的正负输入端并 联；所述电压检测电路由分压电阻与光耦合器件串联组成，分压电阻由两个电阻串联组成； 分压电阻的一端与汇流母排正端连接，为电压检测电路的正输入端，分压电阻的另一端与 光親合器的输入正极连接；光親合器的输入负极为电压检测电路的负输入端，光親合器的 输入负极与汇流母排负端连接；光耦合器的输出集电极与控制器唤醒电路的输入端连接， 光耦合器的输出发射极与控制器电源地连接。5. 按照权利要求1所述的串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置，其特征在于，所 述的直流功率输出电路由高压隔离变压器功率输出绕组、两个隔离开关、大功率整流桥电 路和滤波电容组成；高压隔离变压器功率输出绕组的两端分别与两个隔离开关的输入端连 接，两个隔离开关的输出端与大功率整流桥电路的输入端连接，大功率整流桥电路的输出 端与滤波电容并联，输出电压为Udcl。6. 按照权利要求1所述的串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置，其特征在于，所 述的控制器供电电路由高压隔离变压器控制器供电输出绕组、整流桥电路、滤波电容、稳压 电路、充电二极管和充电电池组成，分别提供控制器供电和对充电电池充电；高压隔离变压 器控制器供电输出绕组的输出端与整流桥电路的输入端连接，整流桥电路的输出端分别与 滤波电容的输入端、稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与控制器的电源输入端连 接，向控制器提供直流电压；同时稳压电路的输出端也与充电二极管的阳极连接，充电二极 管的阴极分别与充电电池的正极和控制器启动电源输入端连接，分别对充电电池充电和控 制器启动电源供电。7.按照权利要求1所述的串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置，其特征在于，所 述的控制器由CPU、A/D转换光隔采样电路、光隔驱动电路、双向通讯电路、唤醒输入电路和 控制器电源输入、控制器启动电源输入端口组成；所述的A/D转换光隔采样电路的输入端 分别与每个最大功率跟踪模块的电流传感器输出端连接，同时也和汇流电压监测点连接； 所述的光隔驱动电路的输入端与控制器中CPUI/O端口连接，光隔驱动电路的输出端分别 与每个最大功率跟踪模块的功率开关控制输入端连接，同时也和H桥功率驱动电路的4个 控制输入端连接；双向通讯电路一端与控制器中CPU的通讯接口连接，双向通讯电路另一 端通过光纤或无线与上位机连接，实时交换数据。
【专利摘要】一种串联式光伏方阵高压隔离大功率调节装置，由H桥功率驱动电路、n个最大功率跟踪模块、汇流母排、避雷器、电压检测电路、高压隔离变压器、功率直流输出电路、控制器供电电路和控制器组成，n为>2的整数。每个光伏组串的输出与一个最大功率跟踪模块的输入端连接，n个最大功率跟踪模块输出端与汇流母排并联。汇流母排还与H桥功率驱动电路的功率输入端、避雷器和电压检测电路输入端并联，H桥功率驱动电路的输出端与高压隔离变压器输入绕组端连接。高压隔离变压器的两个输出绕组分别与功率直流输出电路输入端和控制器供电电路输入端连接。控制器供电电路输出端与控制器电源输入端连接；控制器分别与最大功率跟踪模块、H桥功率驱动电路连接。
【IPC分类】H02M3/335, H02J3/38
【公开号】CN104917202
【申请号】CN201510354422
【发明人】王哲, 许洪华, 伍春生, 王胜利, 林燕梅
【申请人】北京科诺伟业科技股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月24日