[发明专利]分布式串联光伏并网发电系统及电流采样校正方法

说明书

技术领域

本发明属新能源发电技术领域，具体涉及的是串联模块结构新能源发电系统分布式串联光伏并网发电系统电流采样校正方法，尤其适用于光伏发电并网发电系统和热电发电系统等。

背景技术

发展和利用太阳能、热电等新型能源发电技术是应对能源和环境危机的重要举措。由于新能源发电设备成本高且能量转换效率低，极大增加了发电成本，限制了新能源发电技术的推广和应用。下面以太阳能光伏发电系统为例来说明本发明的应用背景。

光伏并网发电是太阳能发电应用最主要的方式，据统计，全世界超过90％的光伏发电设备安装容量为并网应用，这是因为并网应用相对独立光伏系统有成本低和免维护等优势。光伏并网发电系统分为集中式和分布式两种类型。分布式MPPT系统可以保证每个光伏组件工作在各自的最大功率点，解除各个组件直接串并联连接时存在的电压或电流耦合，消除光伏组件之间特性不一致或环境条件不一致时因为彼此相互影响导致的发电量降低问题，改善系统发电效率，同时提高系统可靠性高，因而受到广泛关注。考虑到分布式发电的特点，其成本较传统发电系统有了较大的提高，因此分布式发电模块的成本是个非常关键的问题，因此一般分布式发电模块的电流采样常用电阻做为检测设备，带来的问题是电流采样精度很低，影响系统发电量。

发明内容

本发明针对现有分布式光伏并网发电系统中为降低成本采样常用电阻做为检测设备所存在电流采样精度很低，影响系统发电量的问题，而提供一种分布式串联光伏并网发电系统，同时基于该系统本发明还提一种电流采样校正方法。本发明通过在逆变器中配置高精度电流采样器及，利用逆变器的电流采样信号对分布式串联模块中的输出电流采样精度进行校准，提高分布式模块的采样精度，改善新能源发电系统的系统效率，达到提高发电量的目的。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

分布式串联光伏并网发电系统，所述发电系统包括至少一个新能源发电模块和一个集中变换器，所述新能源发电模块由新能源发电设备和DC-DC变换器构成，所述新能源发电设备的输出端与DC-DC变换器的输入端相连，多个新能源发电模块的输出侧串联连接形成直流模块组串，直流模块组串的输出端形成高压直流母线，然后与集中变换器的输入端相连；

其中，所述集中变换器中设置有第一电流采样装置，所述第一电流采样装置进行高精度的电流采样；所述DC-DC变换器上设置有第二电流采样装置，所述第二电流采样装置进行低精度的电流采样，所述DC-DC变换器与集中变换器通信相接，并获取集中变换器通过第一电流采样装置采样到的电流值，并以此校准第二电流采样装置的电流采样。

在发电系统的优选实例中，所述新能源发电设备为光伏组件或热电池。

进一步的，所述集中变换器为DC-DC变换器，所述集中变换器的输出端与用电负载或蓄电池相连。

进一步的，所述集中变换器为并网逆变器，所述集中变换器的输出端与电网相连。

进一步的，所述发电系统包括若干直流模块组串，所述若干直流模块组串输出侧并联连接形成高压直流母线，然后再与集中变换器的输入端相连。

进一步的，所述DC-DC变换器为降压变换器或者升降压变换器。

进一步的，所述第二电流采样装置为电阻。

进一步的，所述第一电流采样装置为电流传感器。

基于上述分布式串联光伏并网发电系统，本发明提供的分布式串联光伏并网发电系统的电流采样校正方法，包括如下步骤：

(1)位于发电系统后端的集中变换器进行高精度的电流采样，同时位于发电系统前端的DC-DC变换器进行低精度的电流采样；

(2)后端集中变换器把采样到的电流值通过通信方式传至前端的DC-DC变换器；

(3)在保证电流值一致的前提下，前端的DC-DC变换器根据接收到的电流值来校准DC-DC变换器的电流采样。

在电流采样校正方法的方案的实例中，所述步骤(1)中使得发电系统处于不同的恒流工作状态，并分别进行电流采样。

进一步的，所述步骤(2)中的通信方式为无线方式或电力线载波的方式。

进一步的，所述步骤(3)中前端的DC-DC变换器根据接收到的后端集中变换器在不同恒流工作状态下采集的精确电流值，得到一条校准曲线，DC-DC变换器正常工作时，根据校准曲线给出的采样值和真实值之间的对应关系得到精准的电流采样。

进一步的，在分布式串联光伏并网发电系统中具有若干直流模块组串时，通过步骤(1)至(3)依次单独完成所有直流模块组串的电流采样校正。