[实用新型]PV模块串联电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池/模块技术，尤其涉及一种PV模块串联电路。

背景技术

单体PV模块（太阳能电池/模块）的输出电压为30～50V，输出功率为200～300W，而并网逆变器输入电压（单相）的需求值约为370±20V。在集中式光伏发电系统中，通过多个(一般为8～12块)PV模块的直接串联并配合一个直流升压变换器获得足够高的输出电压以满足并网逆变器的电压需求值。

如图1所示，现有技术中多个PV模块一般采用直接串联的方式，由于各单体模块本征输出特性的不一致性和连续多年的使用环境差不同导致了它们的输出特性产生较大(甚至为巨大差异)差异，从而致使直接串联方式存在如下问题：故障定位困难；串联电路总的输出电流呈现“木桶效应”，导致输出功率大幅度减少和部分模块的热斑现象；在部分遮蔽工况，V-P特性出现的多峰值特性，导致了MPPT十分困难。为了解决上述问题，技术人员提出了级联DC/DC变换器的串联结构，这种结构的主要思路是，在PV模块的输出连接一个DC/DC变换器，对PV模块的v-i特性进行图形变换，使得参与串联的所有模块具有相同的输出电流，然后将这些变换器的输出端串联起来。这种结构的最大缺点是所有的输出功率均需经过DC/DC变换器处理，因此成本高、效率低、控制策略复杂和电压分配困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种效率高、成本低的PV模块串联电路。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的PV模块串联电路，包括多个相互串联的PV模块，每个PV模块分别并联一个功率均衡器构成串联组合体；

多个所述功率均衡器相互并联连接后，一端与所述串联电路的一个总输出端子连接，另一端与所述串联电路的另一个总输出端子连接，且多个所述功率均衡器相互并联连接后与所述串联电路的总输出端之间并联一个储能电容。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型提供的PV模块串联电路，由于每个PV模块分别并联一个功率均衡器构成串联组合体；多个功率均衡器相互并联连接后，一端与串联电路的一个总输出端子连接，另一端与串联电路的另一个总输出端子连接，且多个所述功率均衡器相互并联连接后与串联电路的总输出端之间并联一个储能电容。所述功率均衡器能对PV模块的输出电流进行平移变换，使得参与串联的各组合体具有相同的输出电流特性并使其输出电压等于PV模块的MP点对应的电压。既能有效改善串联电路的特性，又使其效率高、成本低。

附图说明

图1为现有技术中PV模块串联电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供PV模块串联电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型PV模块串联电路，其较佳的具体实施方式如图2所示：

包括多个相互串联的PV模块，每个PV模块分别并联一个功率均衡器构成串联组合体；

多个所述功率均衡器相互并联连接后，一端与所述串联电路的一个总输出端子连接，另一端与所述串联电路的另一个总输出端子连接，且多个所述功率均衡器相互并联连接后与所述串联电路的总输出端之间并联一个储能电容C₀。

每个所述PV模块均并联有滤波电容C₀₁、C₀₂、…、C₀₃。

本实用新型的PV模块串联电路自适应能量均衡的方法是：

所述功率均衡器对PV模块的输出电流进行平移变换，使得参与串联的各组合体具有相同的输出电流特性并使其输出电压等于PV模块的MP点（MP点：PV模块的最大输出功率点）对应的电压。

本实用新型运用“损有余而奉不足”的哲学思想，提出了串联支路的自适应均衡技术，为参加串联的模块增加一个功率均衡器。功率均衡器只需处理每个模块与标准值之间的功率差值。模块及其功率均衡器称之为组合体。功率均衡器是一个能量双向传输-电气隔离的DC/DC变换器，其功能是对模块的输出电流进行平移变换，使得参与串联的各组合体具有相同的输出电流特性并使其输出电压等于模块MP点对应的电压。

由组合体构成的串联电路具有如下明显的特性：

(a)高效性：因为大部分功率直接传递到负载上，而均衡器仅传递各个模块的功率差值，因此这种串联结构具有高效性；