[发明专利]一种高效率的光伏组件功率优化器

权利要求书

1.一种光伏组件功率优化器，包括采样单元、控制判断单元、旁路光伏子串单元、旁路光伏组件单元，其特征在于：

采样单元，采样光伏组件及优化器中DC/DC变换器的输出电流、电压数据；

控制判断单元，根据采样单元采样的电压和电流数据实时计算光伏组件最大输出功率，最终发出PWM信号驱动优化器中的DC/DC变换器进行能量转换，还根据采样单元采样的电压和电流数据判断光伏子串、光伏组件是否发生故障；

旁路光伏子串单元，光伏子串发生故障时旁路掉故障光伏子串；

旁路光伏组件单元，光伏组件发生故障时旁路掉故障光伏组件。

2.如权利要求1所述的光伏组件功率优化器，其中采样单元包括电流传感器、电压传感器；控制判断单元包括控制器；旁路光伏子串单元和旁路光伏组件单元包括多个半导体电子开关。

3.如权利要求2所述的光伏组件功率优化器，其中光伏组件包括光伏子串1、光伏子串2、光伏子串3，各子串电压分别为Us1、Us2、Us3，三个子串分别对应子串短路的半导体电子开关K1、K2、K3，半导体电子开关K1、K2、K3与控制器输入端相连，控制器一输出端与半导体电子开关K4相连，光伏组件与DC/DC变换器输入端相连，半导体开关K4与DC/DC变换器两输出端相连。

4.如权利要求3所述的光伏组件功率优化器，其中采样单元采样光伏组件输出电压Ui和输出电流Ii的数据，并采样DC/DC变换器输出电压Uo和输出电流Io的数据，控制器根据采样的数据实时计算组件最大输出功率，最后控制器发出PWM信号驱动DC/DC变换器进行能量转换；

控制器根据采样的光伏组件子串电压Us1、Us2、Us3和电流Ii的数据，判断光伏组件的子串是否存在异常，当子串出现故障时，控制相应子串短路的半导体电子开关K1、K2、K3闭合，故障子串被旁路；

控制器根据采样的光伏组件子串电压Us1、Us2、Us3、电流Ii，DC/DC变换器输出电压Uo、电流Io的数据，判断光伏组件是否存在异常，如果控制器确认组件故障，K4闭合，同时DC/DC变换器停止工作，故障光伏组件被旁路。

5.如权利要求4所述的光伏组件功率优化器，其中光伏组件为60个156*156mm多晶硅光伏电池片组成，其中每个子串有20个光伏电池片串联而成，，单个光伏电池片电压小于0.4V并且工作电流小于0.1倍输出短路电流Isc，或者单个光伏电池片电压大于光伏电池片最大开路电压Vocc，认为子串出现异常。

6.如权利要求5所述的光伏组件功率优化器，子串故障检测流程如下：

1)如果Us1<8V(20*0.4V)且Ii<0.1*Isc，控制器驱动开关K3导通，将子串3短路；

2)如果Us2<8V且Ii<0.1*Isc，控制器驱动开关K2导通，将子串2短路；

3)如果Us3<8V且Ii<0.1*Isc，控制器驱动开关K1导通，将子串1短路；

4)如果Us1>(20*Vocc)，控制器驱动开关K3导通，将子串3短路；

5)如果Us2>(20*Vocc)，控制器驱动开关K2导通，将子串2短路；

6)如果Us3>(20*Vocc)，控制器驱动开关K1导通，将子串1短路；

7)控制器在设定时间内等待，不执行子串故障检测动作；

8)控制器驱动开关K1、K2、K3都为断开状态；

9)依次执行动作1)、2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。

7.如权利要求5所述的光伏组件功率优化器，光伏组件故障检测过程如下：

1)如果实测组件电流Ipv>Isc，控制器驱动K4导通，光伏组件被旁路；

2)如果实测组件电压Vpv>Voc，控制器驱动K4导通，光伏组件被旁路，其中Voc为光伏组件开路输出电压；

3)如果K1导通且K2导通且K3导通，控制器驱动K4导通，光伏组件被旁路；

4)控制器在设定时间内等待，不执行组件检测动作；

5)控制器驱动开关K4为断开状态；

6)依次执行动作1)、2)、3)、4)、5)。

8.如权利要求1所述的光伏组件功率优化器，其中光伏组件可包括多个光伏子串。