[发明专利]一种光伏直流电源

说明书

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电技术领域，特指一种适用于光伏发电系统的光伏直流电源。

背景技术

在正常工作情况下，光伏电池的U-I和P-I特性曲线随辐照度和温度变化且呈现出典型的非线性特性。由于单个光伏组件输出电压电流低，工程中将组件串并连接后再进行电能变换，云层或其他物体对电池板的遮挡、组件温度和布局方位的不一致等诸多因素会导致光伏组串的功率失配，多路MPPT是解决这一问题的通用手段。

目前，传统解决光伏阵列多路MPPT(MPPT为最大功率点跟踪技术：maximum power point tracking，令分布式发电系统保持在其最大功率输出状态)的方式之一是使用组串式逆变器代替传统的汇流箱和集中式逆变器；其内部含升压模块和逆变模块。它的缺点就在于：成本较高，单机功率小，输出交流的并联结构使接线复杂化，多级并联的电网适应能力较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种可支持光伏阵列的多路MPPT控制、具备光伏组件汇流功能的光伏直流电源。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种光伏直流电源，包括多个单元模块及通讯单元、控制单元，所有的单元模块均与控制单元和通讯单元相连，每个单元模块均包括输入汇集单元、数据采集单元、升压单元及故障隔离单元，所述输入汇集单元与光伏组件相连，所述数据采集单元用来采集电压和电流状态信号，所述升压单元用来进行交错斩波并工作于MPPT模式，所述故障隔离单元用来接收控制单元下达的指令进行断开与闭合。

作为本发明的进一步改进：所述输入汇集单元包括两个以上与光伏组件相连的输入路，每个输入路均串联有熔断器。

作为本发明的进一步改进：所述故障隔离单元包括一个直流断路器。

作为本发明的进一步改进：所述升压单元包括一个输入电容、两个带反向二极管的IGBT模块、两个电感、两个主回路二极管、一个输出电容和两个旁路二极管。

作为本发明的进一步改进：当所述数据采集单元检测到输入电压高于输出电压，所述升压单元中的升压斩波电路不工作，电流由旁路二极管通过；当输入电压低于输出电压，所述升压单元的升压斩波电路工作，所述旁路二极管关断，两路升压斩波电路根据MPPT的要求进行交错斩波输出。

作为本发明的进一步改进：所述控制单元与升压单元之间设有驱动电路，用来直接接收控制单元的指令然后驱动升压斩波电路。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的光伏直流电源，可应用于集中式逆变器的使用场合，该装置采用模块化设计，具备光伏汇流功能。本发明可同时实现多路输入的MPPT；当某一路输入光伏组件出现故障，装置可智能隔离并上传报警信号而使其他正常支路继续运行；当负载较小时可在保持MPPT数量不变的情况下使部分支路智能休眠，从而降低损耗。

2、本发明的光伏直流电源，具备光伏汇流和多路MPPT功能，能实现输入支路的故障隔离报警和智能休眠，提高系统的可靠性和发电量。

附图说明

图1是本发明的结构框架示意图。

图2是本发明在具体应用实例中的结构原理示意图。

图3是本发明在具体应用实例中升压单元的结构原理示意图。

图4是本发明在具体应用实例中的工作原理示意图。

图例说明：

101、输入汇集单元；102、数据采集单元；103、通讯单元；104、升压单元；105、故障隔离单元；106、控制单元；207、驱动电路；301、输入电容；302、IGBT模块；303、电感；304、主回路二极管；305、输出电容；306、旁路二极管。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的光伏直流电源，采用模块化设计，其包括多个单元模块及通讯单元103、控制单元106，所有的单元模块均与控制单元106和通讯单元103相连，每个单元模块均包括输入汇集单元101、数据采集单元102、升压单元104及故障隔离单元105。