[实用新型]电力能源利用系统

说明书

本实用新型涉及到电力能源利用系统。包括至少一个供电支路且任意一个供电支路中具有串联连接的多级电压转换器。每一级电压转换器均用于从与之对应的直流电源处撷取电能并将撷取到的电能执行功率转换而提供输出功率。任意一个供电支路中的级联的多级电压转换器各自的输出电压被予以叠加，得到串级电压并向直流母线提供叠加后的电压。还包括布置在供电支路中的与其多级电压转换器串联的一个或多个二极管，并且还要求二极管的连接方式设置成：只允许电流从供电支路流向一组直流母线中电势高的一者而从一组直流母线中电势低的一者流回供电支路。

技术领域

本发明主要涉及到发电领域，更确切的说，是涉及到在含有光伏电池等发电应用场合中采用电力能源利用系统，基于可实现降压及升压或升降压型的电压转换器，能够根据实际情况决定对与电压转换器配对的光伏组件实施功率优化而使得能源供给的效率最高。

背景技术

光伏发电领域除了逆变器之外最重要的环节就是电压转换，主要目的是将电池的电压从容易波动的原始值转换成稳定的电压值，电压转换器就是起到直流电到直流电的电压转换的核心电路之一。涉及到将电池的电压进行升压或降压等，根据实际的需求来抬升或削减电池的原始的光转换电压，然后再将得到的直流期望电压进行逆变并网。在光伏发电系统中为了使发电系统安全可靠的运行，需要及时发现各种潜在的威胁：譬如阴影遮挡造成的热斑效应就是一种负面的威胁，它可能会让某些电池从电源转换成负载而引起电池板发热至起火烧毁，实时精确监控光伏电池的电压、电流、功率及温度和发电量等工作参数是光伏发电系统中很重要的环节。发电系统最主要的任务是使得发电效率最高，尽可能多的产生并网或供给本地使用的电能，逆变器带有的最大功率追踪是方案之一。

光伏电站的电力环节主要是由光伏组件、接线盒、汇流箱、直流汇流柜、逆变器等功能模块组成，光伏电站的投资中光伏组件数量最大，占据总投资成本的一半以上。光伏电站的可靠运行和发电效率主要决定于光伏组件的输出效率，当前技术水准条件下的光电转换效率在20％左右，实验室最高效率可达35％。传统的太阳能电池组件通常是由若干个电池片通过串并联方式排列。由于单片太阳能电池板的电流和电压都很小，所以将它们先串联获得高电压，再并联获得高电流后输出给逆变器部分。电池组件为了防止发生所谓的热斑效应而在接线盒内安装起到旁路作用的旁路二极管，二极管的作用是当电池被阴影遮挡时可以启动二极管，将该阴影遮挡的电池从整个系统中隔离，起到保护作用。如果没有安装该二极管，则受遮挡的电池板会快速发热，进而烧坏电池板的主要部件而最终造成整块电池板的不可逆转的损坏。目前光伏电站中绝大多数的电池组件都采用了这种旁路隔离的保护技术，这种电池板旁路保护技术的优点是原理简单、制造方便和成本低，但是缺点是如果个别的电池发生热斑效应而被二极管旁路隔离保护，那么被旁路掉的组件是不再向系统供电而造成较大的功率损失，这与本申请的目的背道而驰。

发明内容

在一个可选的非限制性的实施例中，本申请公开了一种电力能源利用系统，其特征主要是在于包括以下部分：至少一个供电支路且任意一个供电支路中具有串联的多级电压转换器或者称作具有串联的多级功率优化电路/功率优化器；每一级电压转换器均将从与之对应的一个直流电源撷取的电能转换成输出功率；任意一个供电支路中的多级电压转换器各自的输出电压予以叠加藉此向直流母线提供叠加后的电压；布置在供电支路中的与其多级电压转换器串联的一个或多个二极管，要求二极管的连接方式设置成只允许电流从供电支路流向一组直流母线中电势高的一者而从一组直流母线中电势低的一者流回供电支路。也即相当于二极管正负极的连接方式为：只允许从供电支路流向直流母线的流出电流单向通过或从直流母线流回供电支路的流入电流单向通过。

上述的电力能源利用系统，其中：包括并联连接在一组直流母线之间的多个供电支路。

上述的电力能源利用系统，其中：在供电支路中，将二极管的位置布局在多级电压转换器中任意相邻的两个电压转换器之间。