[发明专利]一种提高太阳能光伏发电能效的同步整流系统与控制方法

权利要求书

1.一种同步整流装置，其特征在于，包括电抗器(2)、第一功率开关管(3)、第二功率开关管(4)、输入滤波电容(5)、输出滤波电容(6)、直流电压传感器(7)、直流电流传感器(8)和控制单元(9)；

所述电抗器(2)的一端与所述输出滤波电容(6)的正端相连，所述电抗器(2)的另一端和所述第一功率开关管(3)与第二功率开关管(4)的连接点相连；

所述第一功率开关管(3)的一端和所述电抗器(2)与第二功率开关管(4)的连接点相连，该功率开关管(3)的另一端分别和所述输入滤波电容(5)的负端及所述输出滤波电容(6)的负端相连；

所述第二功率开关管(4)的一端分别与所述直流电压传感器(7)的输入端及所述输入滤波电容(5)的正端相连，所述功率开关管(4)的另一端和所述电抗器(2)与第一功率开关管(3)的连接点相连；

所述直流电压传感器(7)的输出端与所述控制单元(9)的输入直流电压信号端相连；

所述直流电流传感器(8)的输入端和所述输入滤波电容(5)的负端相连，该直流电流传感器(8)的输出端与所述控制单元(9)的输入直流电流信号端相连；

所述控制单元(9)的两个输出功率开关管控制信号端分别与所述的第一功率开关管(3)输入控制信号端及第二功率开关管(4)的输入控制信号端相连。

2.一种同步整流装置，其特征在于，包括电抗器(2)、第一功率开关管(3)、第二功率开关管(4)、输入滤波电容(5)、输出滤波电容(6)、直流电压传感器(7)、直流电流传感器(8)和控制单元(9)；

所述第二功率开关管(4)的一端与所述输出滤波电容(6)的正端相连，所述第二功率开关管(4)的另一端和所述第一功率开关管(3)与电抗器(2)的连接点相连；

所述第一功率开关管(3)的一端和所述电抗器(2)与第二功率开关管(4)的连接点相连，该功率开关管(3)的另一端分别和所述输入滤波电容(5)的负端及所述输出滤波电容(6)的负端相连；

所述电抗器(2)的一端分别与所述直流电压传感器(7)的输入端及所述输入滤波电容(5)的正端相连，所述电抗器(2)的另一端和第一功率开关管(3)与第二功率开关管(4)的连接点相连；

所述直流电压传感器(7)的输出端与所述控制单元(9)的输入直流电压信号端相连；

所述直流电流传感器(8)的输入端和所述输入滤波电容(5)的负端相连，该直流电流传感器(8)的输出端与所述控制单元(9)的输入直流电流信号端相连；

所述控制单元(9)的两个输出功率开关管控制信号端分别与所述的第一功率开关管(3)输入控制信号端及第二功率开关管(4)的输入控制信号端相连。

3.根据权利要求1或2所述的同步整流装置，其特征在于，所述第一功率开关管(3)和第二功率开关管(4)是MOSFET/IGBT。

4.一种提高太阳能光伏发电能效的同步整流系统，其特征在于，包括多个权利要求1或2所述的同步整流装置(1)、多个光伏电池板和光伏逆变器；

每个同步整流装置(1)的输入端与光伏电池板的输出端相连，该同步整流装置(1)的输出端与光伏逆变器直流输入端相连，该光伏逆变器直流输出端接电网。

5.一种提高太阳能光伏发电能效的同步整流控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、初始值：设定无功功率给定值D，光伏逆变器直流输入电压下限值U_DCmin；光伏逆变器直流输入电压上限值U_DCmax；

测量光伏电池板输出电压U_PV、光伏电池板输出电流I_PV，计算光伏电池板输出功率P_PV；

步骤2、给定所述第一功率开关管(3)的占空比初值D，所述第二功率开关管(4)的占空比初值为1-D，使得同步整流控制开始工作，结合同步整流电路损耗，计算同步整流电路输出功率P_OUT，公式如下：

Max:P_OUT＝{P_PV-[D×P_loss1+(1-D)×P_loss2+P_L)]}

约束条件：U_DCmin≤(D×U_PV)≤U_DCmax；

其中：P_loss1为所述第一功率开关管(3)占空比为1时的损耗，P_loss2为所述第二功率开关管(4)占空比为1时的损耗，P_L为所述电抗器(2)的损耗，U_DCmin为光伏逆变器直流输入电压下限值，U_DCmax为光伏逆变器直流输入电压上限值；

步骤3、输出脉宽调制PWM=D,PWM‾=1-D.]]>