[实用新型]集成化交流并网太阳能发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及交流并网太阳能发电系统，尤其是一种集成化的交流并网太阳能发电系统。

背景技术

现有的交流并网太阳能发电系统都是非集成化的（太阳能组件和逆变器分开设计）。其中，普通太阳能光伏系统都是由许多紧密相连的太阳能电池板组成；这些电池板先分组串联，再将不同的串联电池组并联起来形成电池阵列；然后由太阳能电池板阵列产生的直流电会流到位于电池板侧旁的逆变器。逆变器有两个基本功能：一方面是为完成DC/AC转换的电流连接到电网，另一方面是找出最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率。然而，对于特定的太阳光辐射、温度及电池类型，太阳能光伏系统都相应有唯一的最佳电压及电流，从而使光伏系统产生最大的能量。如果光伏系统在非最佳电压及电流水平下运行，系统的效率就非常低，白白浪费采集太阳能的良机。

如上所述，在现有的光伏系统中，太阳能电池板是由多个串联组并联后形成的。这就像节日灯饰一样，假如串联中的任何某个电池发生故障，就会导致整个电池组失效。此外，局部阴影或碎沙砾等遮蔽到光伏系统的这些情况也时有发生。

为了解决上述问题，目前太阳能电池板都集成了旁路二极管，从而使电流可以绕过被遮蔽的失效电池板部份。启动二极管后，它们可将电流重新路由，即改道绕过失效电池串上。这样一来，不仅浪费了受遮蔽电池板的供电潜能，而且会降低整个电池组的总电压。基于选取电池板最佳操作点的原则，逆变器必须决定是应该优化受影响电池串的电压，还是应该优化其他没受影响电池组所产生的能量。在大多数的情况下，逆变器都会选择优化没有影响的电池组，并相应地降低受影响电池组所产生的能量，甚至是完全关闭受影响电池组。

所导致的结果是，太阳能光伏系统只要出现10%的遮蔽，便会使太阳能发电量下降一半。产生这一现象的原因主要是现行的光伏系统并不能与极度敏感的太阳能电池架构相匹配。因此，对于作为未来主要能源之一的太阳能，我们需要采用更高智能的技术和产品来开发太阳能。

实用新型内容

   现有的非集成化的交流并网太阳能发电系统中，多数太阳能逆变器只能从太阳能电池板的某个最佳位置对电池板的整体效率进行优化，严重制约了太阳能发电系统的效率。因此，我们提出一种集成化交流并网太阳能发电系统，该智能高效并网一体化太阳能组件的太阳能并网逆变器小型化集成、安装在太阳能组件上，可以与太阳能组件技术参数精密匹配的、符合于太阳能组件输出功率最大化。

本实用新型的技术方案如下：

一种集成化交流并网太阳能发电系统，太阳能并网逆变器是集成安装在太阳能组件上的，且在太阳能组件的每个电池串单元连接一个对应的MPPT控制单元（MPPT的英文全称为“Maximum Power Point Tracking”，即最大功率点跟踪太阳能控制器），其中该太阳能并网逆变器是：由前级的DC/DC变换器和后级的DC/AC逆变器组成；其中，DC/DC变换器由推挽逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电感级联构成，DC/AC逆变器是采用全桥式结构的逆变电路。

进一步的，所述的DC/DC变换器是由集成电路SG3525为核心的控制电路进行控制。

进一步的，所述的DC/AC逆变器是由集成电路TMS320F240为核心的控制电路进行控制。

本实用新型采用如上技术方案，将太阳能并网逆变器小型化集成、安装在太阳能组件上，可以与太阳能组件技术参数精密匹配的、符合于太阳能组件输出功率最大化；具有如下有益技术效果：

①一体化：对太阳能模组和逆变器进行精密匹配，简化安装，缩小体积，提高可靠性。

②高效：与集中MPPT控制系统方案相比较输出功率提高20%以上，日发电量提高30-37%。

③并网：集成后的太阳能组件可直接并网，直接使用。

④智能：采用分散MPPT控制方案，可使每个太阳能组件智能化。

附图说明

图1是本实用新型的太阳能并网逆变器的电路连接框图。

图2a是现有的非一体化结构方案的太阳能组件未发生故障前的示意图。

图2b是现有的非一体化结构方案的太阳能组件发生故障后的示意图。

图3a是本实用新型的集成化结构方案的太阳能组件未发生故障前的示意图。

图3b是本实用新型的集成化结构方案的太阳能组件发生故障后的示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。