[发明专利]实现输出功率最大化的光伏发电系统及方法

说明书

本发明主要涉及到一种实现输出功率最大化的光伏发电系统及方法，光伏电池配置的电压转换电路，用于将光伏电池提供的前级电压进行电压转换后输出后级电压；由多级光伏电池串联连接在一起构成电池组串，与每块光伏电池对应的一个电压转换电路输出的电压表征该光伏电池提供在所述的电池组串上的实际电压。逆变器模块，与多级光伏电池对应的多级电压转换电路各自输出的后级电压叠加后作为输入电压提供给逆变器模块，逆变器模块将输入电压逆变成交流电。

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电技术领域，确切地说，采用了在光伏组件中都使用了电压转换电路的方案，而且电压转换电路的电压叠加后输送给逆变器，主要是在逆变器一侧来实现最大功率点追踪，确保整个光伏组件输出功率的最大化。

背景技术

随着世界各国的工业化进程和化工能源的高消耗，频率出现了类似于雾霾等极其恶劣的环境，对于人类而言：寻求那些取之不尽、重复可用的可再生资源来取代数量有限且对环境有严重污染的传统化工能源，是迫切需要解决的难题。基于人类在新技术和新材料等方面做出的科技贡献，使可再生能源得到现代化的开发和利用，如太阳能、地热能和风能以及海洋能、生物质能和核聚变能等，既环保有能够可持续性发展的新能源得到了越来越广泛的应用。在各种新能源体系中，由于光伏能源具备结清、安全可靠、成功并网、日常维护简单和任意地点可用等优势，使光伏发电系统成为发达国家和发展中国家普遍关注和重点发展的新型产业，在解决能源短缺和偏远地区的用电上发挥着不可或缺的作用。光伏发电技术的核心是光伏电池板，分布式或大型电站因为它们采用的电池板阵列的数量极其庞大，当前很多光伏电站存在一个很大问题：电池所处的温度环境和光照辐射强度影响这电池的输出特性，一般而言，随着周遭环境的变化，光伏电池可以工作在不同的输出电压条件下，但是只有工作在某个输出电压电池的输出功率才最大。

光伏电池的光伏特性受到环境温度、环境辐射强度的影响而发生很大的变化，在当前的光伏发电系统中，为了使整个发电系统更安全可靠的运行，较佳的是对各个光伏电池进行功率优化，使得输出的功率最大，同样的电池分布面积可以撷取更多的资源，这对于减少传统能源的消耗并增加光伏发电的比例是十分有意义的。当前针对那些光伏组件或电池实施最大功率追踪的方案已经有不少的研究成果面世，但是很多方案都是在电压转换电路上以调制占空比的方式来追踪最大功率点，这种优化方式也存在着弊端，主要是由于逆变器无法根据一种较好的设计规律来控制逆变电路推送出最大的功率输出，本文后续的内容就在于设定电压转换电路和逆变器配合来设计出逆变电路追踪最大功率的方案。

发明内容

在一个实施例中，本发明披露了一种实现输出功率最大化的光伏发电系统，包括：

光伏电池配置的电压转换电路，用于将光伏电池提供的前级电压进行电压转换后输出后级电压；由多级光伏电池串联连接在一起构成电池组串，与每块光伏电池对应的一个电压转换电路输出的电压表征该光伏电池提供在所述的电池组串上的实际电压；

逆变器模块，与多级光伏电池对应的多级电压转换电路各自输出的后级电压叠加后作为输入电压提供给逆变器模块，逆变器模块将输入电压逆变成交流电；

其中光伏发电系统实现最大功率点追踪的模式为：

定义逆变器模块的输入电压在一个下限值和一个上限值之间波动时逆变器模块输出的功率随着输入电压的增加而增加，藉此，各级电压转换电路在输出后级电压的阶段使所述输入电压趋于接近该上限值而促使逆变器模块输出的功率执行输出功率最大化。

上述的实现输出功率最大化的光伏发电系统，每一级电压转换电路在将对应的前级电压电压转换成后级电压的过程中：

电压转换电路对前级电压以执行最大功率点追踪的电压转换方式输出后级电压。

上述的实现输出功率最大化的光伏发电系统，每一级电压转换电路在将对应的前级电压电压转换成后级电压的过程中：

电压转换电路对前级电压不执行最大功率点追踪直接进行电压转换并输出后级电压。