[实用新型]一种包括能量优化装置的太阳能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及升压电路及太阳能发电系统领域，具体地，涉及太阳能电池板优化、高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统。

背景技术

随着能源越来越紧张，节能减排，绿色环保、高效是当今科技的主流发展方向。近几年，太阳能为主要的可再生能源发电系统，在世界范围内得到越来越广泛的应用。分布式太阳能并网发电系统由于其能优化太阳能电池板的工作状态，在多数情况下可以提高系统的总发电量。分布式发电最重要的一个特征是每块太阳能电池板或者每串太阳能电池板能够工作在其各自最大功率点。目前流行的分布式太阳能并网发电系统包括基于太阳能微逆变器的发电系统和采用了太阳能电池板最大能量优化装置的系统。这两种结构都可以优化每块太阳能电池板的工作状态，提高能量产出。

其中，基于太阳能微逆变器的分布式发电系统得到了广泛使用，但在现实中，由于电池板的部分被遮挡或者电池板上部分电池出现故障，在这样情况下整个电池板的输出曲线就会变得复杂，通常会有多个峰值出现，一个太阳能电池板最大能量优化装置只能跟踪一个峰值，如果只跟踪第一个峰值则无法保证跟踪出的峰值时实际的最大峰值，而如果要跟踪完所有的峰值最终确定最大的峰值附近为最大功率输出点，在跟踪的过程中由于损失了大量功率，同样无法实现整个电池板的最大功率输出。

另外，太阳能微逆变器的核心是高效升压电路、逆变电路及其控制技术。升压电路主要包括反激变换器及其衍生电路。在传统的有源箝位反激变换器中，能量总是从输入端通过变压器提供给负载的，需要经过变压器的耦合，增加了传输过程中由于功率变换设置有来的额外损耗，使得有源箝位反激变换器的转换效率低。

再者，太阳能的电能收集主要来自太阳能电池板组件，该电能并不能直接提供给电网，还需要能量转换。应将电能收集装置收集到电能通过转换为一个稳定的直流输出电，再通过DC/AC逆变器，将直流电逆变为AC交流电，最后并网到电网，为电网中的负载提供能量。AC/DC的逆变器，其主要是用全桥结构的晶体开关所组成。由于逆变桥的存在，负载或者并网输出电流会流过逆变桥，随即产生损耗，降低逆变器的效率，而且逆变器的晶体开关由于损耗的存在还会产生热，这样逆变器还需要额外的考虑散热。不仅增加电路成本，还会增大体积。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有技术中的太阳能系统中一个能量优化装置无法实现能量最大化输出的技术问题进而提供一种能够更好优化能量输出的包括能量优化装置的太阳能系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种包括能量优化装置的太阳能系统，包括：

太阳能发电装置，包括多个太阳能电池板及多个与所述太阳能电池板相连的能量优化装置；

太阳能无桥逆变器，与所述能量优化装置连接，其中设置有至少两个多相并联或者多相交错并联高升压比变换器；

电网和/或电器设备，与所述太阳能无桥逆变器连接；

所述能量优化装置输出的电压与电流经过所述太阳能无桥逆变器处理后，供给所述电网和/或电器设备。

所述能量优化装置进一步包括：

最大能量跟踪控制器，与所述太阳能电池板的输出端相连，采集所述太阳能电池板输出的电压和/或电流信号，跟踪所述太阳能电池板的最大输出能量形成控制参考信号并输出；

能量变换器，接收所述最大能量跟踪控制器输出的所述控制参考信号，在所述控制参考信号的控制下将所述电池模组的输出变换到所述最大能量跟踪控制器跟踪出的最大能量值进行输出。

所述能量优化装置进一步包括DC/DC变换器，其输入端与所述太阳能电池板连接，输出端作为所述高升压比变换器的输入端。

所述能量优化装置中还设置有通信监控终端，与所述DC/DC变换器建立双向通信。

所述高升压比变换器中，所述DC/DC变换器的输出端的正极与一变压器的原边线圈的始端连接，经箝位电容C_cl后，分别与所述变压器的副边线圈的始端、所述变压器的副边整流二极管D₁的正极、第二功率半导体开关Q₂的漏极、额外并联的第二二极管D_Q2的负极连接；

所述第二功率半导体开关Q₂的源极、所述第二二极管D_Q2的正极经谐振电感L_K与所述变压器的原边励磁电感L_m后，与半波整流电容C_IN的正极及所述DC/DC变换器的输出端的正极连接；