[实用新型]一种分布式光伏系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用技术领域，尤其是涉及一种分布式光伏系统。 

背景技术

目前，很多安装太阳能光伏系统的用户已经意识到部分或间歇性的遮蔽会影响到系统的发电量。如今安装的太阳能系统，普遍采用的是集中式MPPT系统，由于阴影或其它因素造成的电池板不匹配会导致太阳能电池板中功率损耗不均匀，其中10%的阴影就可能导致所获能源50%的损耗。一些商业和住宅设施未能充分发挥其能源输出的潜力，由于电池板不匹配导致能源输出不理想，致使一些其他项目被放弃。从本质上讲，存在固有空间利用不足和能源提供不足的问题。 

分布式MPPT（DMPPT）功能，单独补偿每块光伏板的输出；而集中式MPPT方案则是对整个光电板阵列应用一个“最佳配合”的补偿功能。由于不受相邻模块性能的影响，即便有一个模块失效，每块太阳能电池板的输出功率仍可最大化，因此DMPPT是提高太阳能发电系统能源生产率最有前景的技术。 

在辐射、温度以及其它电池参数统一的情况下，除了转换效率差异之外，分布式MPPT和集中式MPPT的性能之间没有差异。然而，在存在局部阴影的情况下，电池板不匹配将成为最大的问题。因为参数不统一，局部阴影将导致阵列的不同电池板具有多个MPP。电池的单个MPP是电流与电压之间的指数关系的函数。采用集中式MPPT技术时，可能会导致更多的不均匀损失。这是由于以下两个原因：首先，集中式MPPT内部混乱，在进行功率配置时停留在局部最高点，并设置在电压的次优点；其次，在非正常的条件下，MPP的电压点差别可能非常大，超出了集中式MPPT的工作范围和电压范围。由于电池板之间的差别很大，正是在这些情况下，采用分布式MPPT的电源优化器可独立增强并提高电池板的性能。光伏系统在实际应用环境中，阵列中的个别或部分组件由于受到遮挡、尘土、鸟类粪便、各种天气变化、阵列朝向、组件不一致性等造成系统整体输出功率下降这一问题，采用集中式MPPT技术时，可能会导致更多的不均匀损失。集中式最大功率点跟踪系统(MPPT)功能的标准并网配置，其中一个组列的两个电池板被遮蔽。集中式MPPT无法设置直流电压，因此无法令两个组列的输出功率都达到最大。在高直流电压点，MPPT使未遮蔽组列的输出功率达到最大。在低直流电压点，MPPT将使遮蔽组列的输出功率达到最大：旁路二极管绕过遮蔽电池板，此组列的未遮蔽电池板将提供全量电流。阵列的多个MPP可能导致集中最大功率点跟踪（MPPT）配置的额外损失，因为最大功率点跟踪器可能得到错误信息停止在局部最大点处，并稳定在具有V-P特征的次 优点。不同的案例研究和现场测试证明，部分遮蔽对光伏系统的发电量具有严重的影响。通过使用分布式MPPT控制可以减轻遮蔽对系统的不利影响。 

实用新型内容

本实用新型的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种用分布式电源优化器优化的分布式光伏系统。本系统能够在光伏阵列中其他电池板出现失配问题时，保持每块电池板仍然能输出最大的电力，尽可能降低失配带来的发电量损失。 

为了达到上述目的，采用如下技术方案： 

由一个以上并联连接的光伏阵列单元组成的光伏阵列，所述光伏阵列单元中包括一个以上串联连接的电池组件；与光伏阵列串联连接的逆变器；与电池组件连接的电源优化器。 

进一步地，所述一电池组件与一电源优化器构成一组件优化器单元，组件优化器单元串联连接形成光伏阵列单元。 

进一步地，所述电源优化器包括用于升高光伏阵列的电压并输出至逆变器的DC/DC单元、用于确定光伏阵列最大功率工作点的MPPT控制单元、用于检测电源优化器输入端的电流和电压的输入检测单元、用于检测电源优化器输出端的电流和电压的输出检测单元和用于与计算机通讯的组件状态监视单元。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于： 

本实用新型在每一个电池组件上都串联连接一个电源优化器，用于控制光伏阵列中每一个电池组件的发电量。电源优化器进行双重跟踪：一方面，它们跟踪最佳的局部MPP;另一方面，它们将输入电压或电流转换为不同的输出电压或电流，以最大限度提高系统中的能源传输。这种分布式光伏电源系统具有高效集成的电源电路，采用最大限度提高各光伏阵列输出功率的最大功率点算法。因此，光伏阵列单元具有相同的输出电流，极大减少了热斑问题和避免采用内部旁路模式。每个电源优化器将调节其输出电压以符合整体的总线电压。其结果是整个光伏系统将呈现具有单一最大功率点的IV曲线，简化中央逆变器的操作，并尽可能降低失配带来的发电量损失。 

附图说明