[实用新型]一种用于光伏并网逆变器的多通道可自由组合式MPPT环节

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏并网逆变器的MPPT环节，尤其涉及一种用于光伏并网逆变器的多通道可自由组合式MPPT环节。

背景技术

光伏并网逆变器是将光伏电池阵列（PV）输出的直流电转换为交流电输出到电网的装置。其中光伏阵列是由标准单位的光伏电池板通过串并联组合形成的具有一定电压和功率等级的电池整体。由于光伏板本身是非线性受控功率源，为了使其在当前光照条件下输出最大功率，必须通过后端的光伏逆变器对其进行功率控制，因此一般光伏逆变器，特别是50KW以下的中小功率并网逆变器，内部会专门集成有独立的最大功率追踪（MPPT）环节。MPPT将前端光伏阵列输出的不稳定直流电转换为稳定直流电提供给后级逆变的同时，还按照一定的寻优算法对输入光伏阵列的输出电压或电流进行控制，使逆变器工作在光伏阵列的最大功率点。

现有的内部集成有独立MPPT环节的光伏并网逆变器，均包括三个部分，MPPT环节、直流母线电容环节、功率逆变环节，三个部分从前向后顺次连接，MPPT环节的功能是对接入的PV阵列进行DC-DC功率变换，为后级DC-AC逆变电路提供输入直流电压，并在此过程中通过自动寻优算法控制，使输入的光伏阵列工作在最大功率点；直流母线电容环节主要是为前级直流电和后级交流电之间提供功率解耦，或者能量储存，一般采用电解电容或者薄膜电容，通过串并联等方式构成具有一定耐压值和一定容值的等效电容模块；功率逆变环节是将各个MPPT单元输出的直流电压进行DC-AC变换，向电网输出交流电。

目前市面上的光伏逆变器产品，大多为单通道MPPT，即实现对单个PV阵列的最大功率追踪，单个PV阵列输入应用方式的缺点是：由于PV本身的特性，阵列中任何一块电池板单元因遮光、灰尘、局部发热等因素导致的异常将会影响整个光伏阵列的性能，降低整体输出功率；另一方面，当需要对PV阵列局部检修时，也必须将整个光伏阵列与并网逆变器断开，发电系统停止工作，造成发电损失。基于此，将光伏阵列分散化为多单元成为应用趋势。

目前市场上的多通道MPPT产品仅见双通道MPPT，即最多只能接入两路独立的PV阵列，并且其最大缺陷是无法与单通道MPPT逆变器兼容，即相互之间不可通用。这主要是因为目前市场上双通道MPPT逆变器产品内部的两个MPPT单元各自只能实现对一路独立PV阵列的控制，而无法用两个MPPT单元同时去控制一路PV阵列，否则会出现控制的紊乱而导致机器无法正常工作。因此双通道MPPT并网逆变器接单路PV阵列输入时，只能将PV阵列接入到其中的一路MPPT工作，而让另一路MPPT处于闲置状态，而且在此情况下所接入的PV阵列的最大功率不能超过机器内部单路MPPT单元的最大功率处理能力。但实际上由于在双路MPPT逆变器中，单个MPPT单元的设计最大功率处理能力一般在整机最大功率的50%~70%之间，所以这将导致逆变器只能降额使用，造成输入光伏阵列电能的浪费。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是现有的多通道MPPT产品兼容性差，且在使用时存在一路MPPT闲置的情况，导致逆变器只能降额使用，造成输入光伏阵列电能的浪费。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于光伏并网逆变器的多通道可自由组合式MPPT环节，包括n路基本MPPT通道、一路输出，每个基本MPPT通道均设一路PV输入接口；一路以上的基本MPPT通道并联组成一路等效MPPT通道，一路等效MPPT通道连接一路外设的PV输入，所述外设的PV输入分多路输入线，分别连接等效MPPT通道中的每一个基本MPPT通道的PV输入接口。

本实用新型在逆变器内部集成n路基本MPPT通道，每个基本MPPT通道均有一路PV输入接口，通过界面设置或远程通讯指令，当设置为单个MPPT模式时，n路基本MPPT通道在外部输入接口上进行并联连接，在内部控制上设为并联运行模式，构成一路等效MPPT单元，由于内部所有MPPT基本通道均实际参与功率转换，整机可以工作在满负荷状态；当设置为双路MPPT模式时，n路基本MPPT通道按照双路PV的功率大小关系组合成两路独立的等效MPPT单元，每个单元各自工作在独立MPPT的模式，对外构成两个独立的MPPT，可以接入两个独立的光伏阵列，整机可以工作在满负荷状态；以此类推，内部集成n个基本MPPT通道的MPPT环节，则最多可实现1～n路独立MPPT的不同组合方案，从而极大的提高了对于同一款并网逆变器输入光伏阵列配置的灵活性，或者说极大的提高了逆变器对设定的光伏阵列的适应性，对于制造厂家，也提高了产品的通用性。