[发明专利]拓宽太阳能电池板组串MPPT电压范围的升压补偿系统及方法

说明书

本发明公开了拓宽太阳能电池板组串MPPT电压范围的升压补偿系统及方法，包括：高频DC‑DC升压装置，所述高频DC‑DC升压装置采用直流侧取电，所述高频DC‑DC升压装置与太阳能电池板组串相串联，共同为并网逆变器提供直流电压，使得太阳能电池板组串工作在最大功率点处。保证并网逆变器始终可以工作在电池组件的最大功率点电压Umpp，提升整体系统的发电量，减小了系统的体积，降低系统成本。

技术领域

本发明涉及电压补偿技术领域，特别是涉及拓宽太阳能电池板组串MPPT电压范围的升压补偿系统及方法。

背景技术

在太阳能光伏发电系统中，并网型逆变器是实现将太阳能电池板发出的直流电变换成交流电，并实现电能回馈电网的关键设备。太阳能电池板的输出I-V特性决定着并网型逆变器必须具备最大功率点跟踪(MPPT)功能，才能保证太阳能电池板最大效率的实现并网。目前，大型地面电站采用的太阳能电池板功率有230W、250W、275W等，通常20块串联形成一个组串，由电池板输出特性可知，每个组串的最大功率点低于520Vdc，无法采用单级DC-AC转换实现交流380Vac下并网。

实现交流380Vac并网的主要方法有交流侧升压法和直流侧升压法。

交流侧升压法是通过在交流侧增加一个升压变压器，利用变压器降低逆变器侧的并网电压，从而保证电池板可以工作在最大功率点电压，其优点是实现简单；其缺点是变压器体积较大且效率很低，而且此方法不适合已建成电站的技改业务，更换变压器成本偏高。

工频升压变压器由于其电路结构及组成材料的原因，导致其体积较大；又由于其有较高的铜损及铁损，因此其效率很低。

直流侧升压法是通过在直流侧增加一个升压装置，将太阳能电池板的最大功率点电压升压后，满足交流380Vac并网，其优点是不用变更交流侧电压等级，不需要更换原电站升压变压器，成本低；其缺点是增加的升压装置的功率容量和后级逆变器的功率容量相等，造成系统转换效率降低、体积笨重、成本过高，经济效益降低。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了拓宽太阳能电池板组串MPPT电压范围的升压补偿系统，所采用的升压补偿装置具有小功率、易实现、高效优点。

拓宽太阳能电池板组串MPPT电压范围的升压补偿系统，包括：

高频DC-DC升压装置，所述高频DC-DC升压装置采用直流侧取电，所述高频DC-DC升压装置与太阳能电池板组串相串联，共同为并网逆变器提供直流电压，使得太阳能电池板组串工作在最大功率点处；

所述高频DC-DC升压装置为软开关DC-DC变换器，包括依次相串连的H全桥逆变电路、高频变压器、整流电路，所述高频变压器设有一个原边和两个副边，一个原边接H全桥逆变电路的高频输出，回路中串联隔直电容和饱和电感；一个副边接全波整流电路，实现降压功能；第二个副边接换流电感，实现全功率范围内的软开关控制。

拓宽太阳能电池板组串MPPT电压范围的升压补偿系统，包括：

高频DC-DC升压装置，所述高频DC-DC升压装置采用直流侧取电，所述高频DC-DC升压装置与太阳能电池板组串相串联，共同为并网逆变器提供直流电压，使得太阳能电池板组串工作在最大功率点处；

所述高频DC-DC升压装置为软开关DC-DC变换器，包括依次相串连的H全桥逆变电路、高频变压器、整流电路，所述高频变压器设有一个原边和两个副边，一个原边接H全桥逆变电路的高频输出；一个副边接全波整流电路，实现降压功能；第二个副边接换流电感，实现全功率范围内的软开关控制。

拓宽太阳能电池板组串MPPT电压范围的升压补偿系统，包括：