本發(fā)明涉及光伏發(fā)電
技術(shù)領域：
，具體地說，涉及一種光伏池板獨立MPPT控制的拓撲結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：太陽能光伏發(fā)電是太陽能利用的一種重要形式，采用光伏光伏池板將光能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式,而且隨著技術(shù)的不斷進步，光伏發(fā)電有可能是最具有發(fā)展前景的發(fā)電技術(shù)之一。光伏發(fā)電系統(tǒng)在一定的光照和溫度條件下輸出功率會隨著工作點的不同而不同，為了使系統(tǒng)的功率輸出最大化，需要通過控制使系統(tǒng)時刻保持在最大功率點處工作。通常光伏池板串并聯(lián)連接后經(jīng)DC/AC變流器并網(wǎng)，這樣的光伏發(fā)電系統(tǒng)只有一個最大功率點；當光伏池板受到部分遮擋導致系統(tǒng)輸出特性出現(xiàn)多峰的情況時，最大功率點的控制將存在很大的障礙，有可能大大降低整個系統(tǒng)的效率。為了解決這個問題，以光伏池板為單位進行獨立的MPPT控制是一個有效的途徑。目前光伏池板獨立MPPT的方案，是將光伏池板與DC/DC變換器相連，然后將所有的DC/DC變換器的輸出側(cè)串聯(lián)后接入直流母線。在此類方法中，光伏池板的功率需要全部經(jīng)過DC/DC變換器進行傳遞，則導致變換器的生產(chǎn)成本較高、體積較大、效率較低。因此，為了進一步實現(xiàn)光伏系統(tǒng)的優(yōu)化控制，需要研究新型的拓撲結(jié)構(gòu)來提高系統(tǒng)的效率。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明針對目前的光伏發(fā)電系統(tǒng)效率優(yōu)化問題，提出了一種在不同光照條件下均可實現(xiàn)光伏池板獨立MPPT控制的拓撲結(jié)構(gòu)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中在不同光照條件下的獨立的MPPT控制中的DC/DC變換器的生產(chǎn)成本較高、體積較大、效率較低。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光伏池板獨立MPPT控制的拓撲結(jié)構(gòu)，多個光伏池板串聯(lián)在直流母線中，每個光伏池板均與DC/DC變換器的輸入側(cè)并聯(lián)，并且，所有DC/DC變換器的輸出側(cè)均與電容并聯(lián)。優(yōu)選地，DC/DC變換器為雙向隔離型DC/DC變換器。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種光伏池板獨立MPPT控制的拓撲結(jié)構(gòu)的形成方法，包括以下步驟：將多個光伏池板串聯(lián)在直流母線中；在每個光伏池板的電路上，并聯(lián)一個DC/DC變換器；將每個DC/DC變換器的輸出端與電容并聯(lián)。優(yōu)選地，所述DC/DC變換器為雙向隔離型DC/DC變換器。附圖說明通過結(jié)合下面附圖對其實施例進行描述，本發(fā)明的上述特征和技術(shù)優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。圖1是表示本發(fā)明實施例的光伏池板獨立MPPT控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是表示本發(fā)明實施例的光伏池板獨立MPPT控制系統(tǒng)的工作原理示意圖。具體實施方式下面將參考附圖來描述本發(fā)明所述的一種光伏池板獨立MPPT控制的拓撲結(jié)構(gòu)的實施例。本領域的普通技術(shù)人員可以認識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或其組合對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護范圍。此外，在本說明書中，附圖未按比例畫出，并且相同的附圖標記表示相同的部分。本發(fā)明公開了一種不同光照條件下的光伏池板獨立MPPT控制的拓撲結(jié)構(gòu)，每個光伏池板PV連接一個DC/DC變換器進行獨立MPPT控制，DC/DC變換器輸出側(cè)并聯(lián)于一個電容。MPPT控制能夠?qū)崟r偵測光伏池板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓時的電流值，使系統(tǒng)以最大功率輸出對蓄電池充電，應用于光伏系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)光伏池板、蓄電池、負載的工作。如圖1所示，將多個光伏池板1、2……n串聯(lián)在直流母線中給蓄電池充電。在每個光伏池板的電路上，并聯(lián)一個DC/DC變換器。具體地說，是將DC/DC變換器的輸入端和光伏池板的正負極連接。再將每個DC/DC變換器的輸出端并聯(lián)到電容C上。具體地說，是DC/DC變換器的輸出端的一根線纜A1、A2……An連接在電容的一端點A處，DC/DC變換器的輸出端的另一根線纜B1、B2……Bn連接在電容的另一端點B處。從此電路連接圖可以看出，光伏池板的主要電流是在直流母線上，DC/DC變換器僅流入少量控制電流。光伏池板在直流母線中對蓄電池充電，而電容C則是用于輔助光伏池板對蓄電池充放電。區(qū)別于以往DC/DC變換器串聯(lián)于直流母線中，此拓撲是將DC/DC變換器的輸出側(cè)并聯(lián)在電容兩端，因此，光伏池板的輸出電流大部分流經(jīng)串聯(lián)母線，只有一小部分電流經(jīng)過DC/DC變換器，可以實現(xiàn)串聯(lián)的光伏池板之間的能量協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)彼此之間的能量均衡。圖2是表示本發(fā)明實施例的光伏池板獨立MPPT控制系統(tǒng)的工作原理示意圖。下面結(jié)合圖2來詳細說明本拓撲結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)原理。在這種光伏池板成組方法中，光伏池板的電壓分別為v1、v2…vn,光伏池板的電流分別為i1、i2…in，DC/DC變換器輸入側(cè)的電流為i1'、i2'…in',DC/DC變換器輸出側(cè)的電流為i1″、i2″…in″。光伏池板串聯(lián)的電流為i。光伏池板對蓄電池充電，光伏池板為輸出特性，電流方向如圖2所示。光伏池板輸出電流與串聯(lián)電流、DC/DC變換器輸入側(cè)電流之間關(guān)系如下式(1)所示i1=i+i1′i2=i+i2′...in=i+in′---(1)]]>從式1可以看出，每個光伏池板釋放出的電流i1的一部分流入串聯(lián)母線，另一部分流入DC/DC變換器?？刂贫鄠€串聯(lián)光伏池板的最優(yōu)效果是，使得串聯(lián)光伏池板的串聯(lián)電流為光伏池板的輸出電流的平均值，如下式(2)所示，而不會因為某個光伏池板被遮擋而影響光伏池板的放電效率。i=i1+i2+...inn---(2)]]>要想實現(xiàn)上式(2)，需要各DC/DC變換器的輸入電流滿足下式(3)i′1+i′2+i′n＝0(3)正常狀態(tài)下(光照充足)的光伏池板，其輸出的電流通常會大于串聯(lián)母線上的電流，例如，光伏池板1的電流i1大于串聯(lián)電流i，由式1可以看出DC/DC變換器輸入側(cè)的電流i1'為正。也就是說是光伏池板1在給蓄電池充電的同時，還通過DC/DC變換器給電容C充以多余的電量。如果光伏池板被部分遮擋，光照條件轉(zhuǎn)差的時候，其輸出的電流會較小，通常會小于串聯(lián)母線上的電流。例如，光伏池板2的電流i2小于串聯(lián)電流i，由式1可以看出DC/DC變換器輸入側(cè)的電流i2'為負。也就是說，在光伏池板給蓄電池充電的同時，電容C通過DC/DC變換器也給蓄電池充電。根據(jù)光伏池板被遮擋的程度不同，DC/DC變換器控制電容C給蓄電池充電，以彌補光伏池板被遮擋造成的損失。這樣，因為本拓撲結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系，通過DC/DC變換器之間的協(xié)調(diào)控制可以實現(xiàn)DC/DC變換器的輸入電流的和為0。使得每個光伏池板均按照其MPPT工作，流經(jīng)各DC/DC變換器的電流為光伏池板和直流母線的差額電流，因此，可以實現(xiàn)了光伏池板發(fā)電系統(tǒng)的最大效率控制。此外，此方法中的DC/DC變換器是雙向隔離型DC/DC變換器，可靈活地實現(xiàn)Buck/Boost(升壓降壓)切換。具體地說，當光伏池板未被遮擋，處于正常狀態(tài)時，其輸出電流大于直流母線的串聯(lián)電流時，DC/DC變換器切換為Boost(升壓)模式。當光伏池板被遮擋或光照條件差時，其輸出電流小于直流母線的串聯(lián)電流時，DC/DC變換器切換為Buck(降壓)模式。由于光伏池板的輸出電流大部分流經(jīng)串聯(lián)母線，只有一小部分電流經(jīng)過DC/DC變換器，因此可以實現(xiàn)光伏池板充放電系統(tǒng)效率的最大化。本發(fā)明的光伏池板獨立MPPT控制的拓撲結(jié)構(gòu)，根據(jù)每個光伏池板自身的特性來控制其對蓄電池充電，流經(jīng)各DC/DC變換器的電流為光伏池板和直流母線的差額電流，因此，可以實現(xiàn)了光伏池板充放電系統(tǒng)的最大效率控制。因此，所需DC/DC變換器功率較小，可以減小其體積、降低其成本，并且這種方式損耗相對較小，可以提高整個系統(tǒng)的效率。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3