[发明专利]一种光伏电池板组串电压稳定控制结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏发电系统，特别是一种光伏电池板组串电压稳定控制结构。

技术背景

在众多的绿色能源中，太阳能以其分布广泛、获取方便而成为目前最重要的可再生能源之一。进入二十一世纪后，由于能源危机的蔓延和绿色环保概念的深入人心，太阳能发电产业获得了蓬勃的发展，在能源供给比例中占有越来越重要的位置。

我国的国情对于发展光伏产业具有很大的优势，由于占地面积大、南北纬度宽、日照充足，光照条件十分丰富，发展光伏发电的前景非常广阔。

目前我国的光伏发电系统基本都是“串联-并联”式架构，如图1所示：即先将若干个光伏电池板（以后统称电池板）串联起来，然后再将电池板组串进行并联，再接入逆变器进行DC/AC变换，最后并入公用电网。

由于逆变器是在一定的电压范围下工作，在某一电压范围内，逆变器具有较高的功率转换效率。为了保证逆变器有较高的转换效率，在实际进行光伏电站规划时，在每个电池板组串后接一个直流/直流变换器，维持组串端电压为一固定值，每个电池板组串接一个直流/直流变换器，所有的直流/直流变换器最后都并联接到逆变器上。

这种架构方式下，每个电池板组串的电压经直流/直流变换器后，维持在一个固定值上。该架构的优点是控制简单，只需要控制一个直流/直流变换器，就可以将一个组串的电压稳定在一个固定值上。

该架构的缺点是无法对单个电池板进行功率优化。在部分电池板被遮挡的情况下，受遮挡的电池板输出电流降低，从而将整个电池板组串的电流都拉低，所有电池板都偏离最大功率点，输出功率损失严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏电池板组串电压稳定控制结构，以便在维持电池板组串端电压不变的前提下，让每个电池板工作特性一致，在不被遮挡的情况下，均以最大功率输出。

本发明的目的是这样实现的，一种光伏电池板组串电压稳定控制结构，其特征是：至少包括：第一光伏电池板、第二光伏电池板、第N光伏电池板；分别在第一光伏电池板、第二光伏电池板、第N光伏电池板的输出端依次电连接第一直流/直流变换器、第二直流/直流变换器、第N直流/直流变换器；第一直流/直流变换器、第二直流/直流变换器、第N直流/直流变换器的正负电极采用依次串联电连接进行电压输出；由第一光伏电池板、第二光伏电池板、第N光伏电池板、第一直流/直流变换器、第二直流/直流变换器、第N直流/直流变换器构成第一光伏电池阵列，分别由第一光伏电池阵列、第二光伏电池阵列、第N光伏电池阵列的电压输出端并联与逆变器的输入端电连接，逆变器的输出端与电网电连接。

所述的第一光伏电池阵列、第二光伏电池阵列、第N光伏电池阵列具有相同的电路结构。

所述的第一光伏电池阵列、第二光伏电池阵列、第N光伏电池阵列分别包括一控制电路、通信电路和输出端控制电路，控制电路通过通信电路获取自身光伏电池阵列中第一直流/直流变换器、第二直流/直流变换器、第N直流/直流变换器的电压信号，当自身输出电压低于自身光伏电池阵列中其它直流/直流变换器输出的最小电压值的30%时，控制电路控制输出端控制电路短路。

所述的第一光伏电池阵列、第二光伏电池阵列、第N光伏电池阵列分别包括一控制电路、通信电路和输出端控制电路，控制电路通过通信电路获取自身光伏电池阵列中第一直流/直流变换器、第二直流/直流变换器、第N直流/直流变换器的电压信号，当自身输出电压低于自身光伏电池阵列中其它直流/直流变换器平均输出的最小电压值的70%时，控制电路控制输出端控制电路短路。

所述的控制电路是带有A/D输入的单片机。

所述的输出端控制电路至少包括两个开关，第一个开关串接在直流/直流变换器的正极输出回路或负极输出回路；第二个开关并接在直流/直流变换器的输出端，当第一个开关处在断开状态时，第二个开关处在短路状态，当第一个开关响应后，在一个延时时间后，第二个开关响应。

所述的第一个开关和第二个开关是继电器。

所述的第一个开关和第二个开关是MOS开关管。

本发明具有如下优点：

由于每个电池板输出端都连接有一个直流/直流变换器，当部分电池板受遮挡导致输出电压下降时，其电压下降值会实时上报给中央控制单元，中央控制单元会将该电压下降值平均分配给组串中没有被遮挡的其余电池板，其余电池板根据分配到的电压调整量进行电压抬升，从而维持整个组串的输出电压固定。