[发明专利]一种多路光伏接入的线间非全功率型变换方法及系统

说明书

本发明公开了一种多路光伏接入的线间非全功率型变换方法及系统，其根据光照强度和温度，调整各串联补偿电压实现光伏电池最大功率点输出。由于采用了本发明给出的控制方法，系统中仅使用一个并联直流补偿器，因而减小了光伏变换器的体积，提升了变换效率。

技术领域

本发明涉及一种多路光伏接入的线间非全功率型变换方法及系统，属于电力电子自动控制领域。

背景技术

近年来，随着分布式电源的广泛接入，世界各国开始试点投运直流配电网；直流配电网可有效节省分布式电源、储能以及电力电子负荷的DC/AC或者AC/DC功率变换环节，有效提升系统的能效。光伏等分布式能源接入直流配电网需通过DC/DC全功率型接口变换器，实现最大功率输出或者充放电功率的柔性控制。光伏接口变换器的体积、成本和运行效率影响其在配电网中的应用推广。为提升光伏变换器的运行效率，减低设备体积，研究者通过改善调制策略，提高开关频率降低无源器件占比的方法降低设备体积，提升设备效率；然而研究者提出的拓扑可在一定程度上降低设备体积或者提升设备效率，难以在设备体积、效率两项指标上都得到有效提升。

发明内容

发明目的：本发明提出一种多路光伏接入的线间非全功率型变换方法及系统，减小光伏变换器体积。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种多路光伏接入的线间非全功率型变换系统，包括多个串联直流补偿器，以及若干个并联直流补偿器，每一个光伏电池与其中一个串联直流补偿器两两配对组成一个光伏并网系统，各个串联直流补偿器再连接至所述并联直流补偿器，由并联直流补偿器接入电网；所述线间非全功率型变换系统调整各串联补偿电压，实现光伏电池最大功率点输出。

所述线间非全功率型变换系统包括一个并联直流补偿器。

所述多个串联直流补偿器与并联直流补偿器共用一个直流链电容。

一种适用于多路光伏接入的线间非全功率型变换系统控制方法，包括以下步骤：

建立直流母线和光伏直流汇集点之间的电压模型；

找出并联直流补偿器中隔离变压器变比与串联直流补偿器开关占空比之间的关系；

计算线间非全功率型变换系统运行效率。

所述电压模型为

上式中V_PCC为光伏直流汇集点电压，V_bus为直流母线电压，R_T为光伏汇集点到直流母线之间的等效电阻，I_outi为第i个光伏并网系统的输出电流，N为光伏并网系统的数量。

忽略变换器内部损耗，并默认所有光伏电池输出特性一致的情况下，得到

上式中V_DFi为第i个串联直流补偿器的串联补偿电压，D_i为第i个串联直流补偿器的开关占空比，N_S为并联直流补偿器中高频隔离变压器的变比，P_TP为光伏输出总功率，P_PVi为第i个光伏电池的输出功率；

上述两式与下式联立：

I_PVi＝f(V_PVi,S)

得到

其中V_PVi和I_PVi分别为第i个光伏电池的输出电压和电流，S为光照强度，f表征函数关系。

所述线间非全功率型变换系统运行效率η_PPVG为：