[发明专利]一种光伏阵列汇流箱

说明书

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏阵列汇流箱。

背景技术

随着光伏并网发电技术的大规模兴起，对于较大规模的光伏并网发电系统，为了减少光伏组件(太阳能电池)与并网逆变器之间的连接线，方便维护，需在光伏组件与并网逆变器之间增加光伏阵列直流汇流装置(即光伏阵列汇流箱)，其作用是将一定数量的光伏阵列(太阳能电池串列)汇流成一路直流输出，然后由并网逆变器将所述汇流后的直流电逆变为交流电后传输至输电网络。

为了提高光伏并网发电系统的整体效率，现有的光伏并网逆变器一般具有最大功率跟踪(MPPT，Maximum Power PointTracking)功能，用于对所述逆变器的输入功率，即光伏阵列汇流箱的输出功率进行最大功率跟踪。但是大规模光伏并网发电系统都是由大功率并网逆变器组成，其用于对汇入的众多路光伏阵列进行逆变(例如，500KW并网逆变器通常用于对汇入的70路、每路10A的光伏阵列进行逆变)，且大功率光伏并网逆变器只能对所有汇入的光伏阵列的总输出进行最大功率跟踪，而无法对光伏阵列各支路进行最大功率跟踪，也就是说所述逆变器的最大功率跟踪功能只能实现对汇流箱输出的总功率进行跟踪，其跟踪到的最大功率点是一个平均值，这种最大功率跟踪方法对提高太阳能的利用率虽然具有一定的效果，但是对于输入汇流箱的光伏阵列各支路来说，由于光伏组件厂商制造的光伏组件存在批次制造差异，光伏组件之间存在光照差异等，使得每个光伏阵列支路的最大输出功率点是不一样的，如果光伏阵列各支路都按并网逆变器跟踪到的总输出功率(即平均最大功率)工作，则会使有些光伏阵列支路并没有工作在该支路的最大功率点处，使得光伏发电系统中的太阳能的利用率没有达到最大。

针对以上问题，现有技术又提出了多种对光伏阵列汇流箱的各输入支路(即汇入汇流箱的光伏阵列各支路)进行最大功率跟踪的方法，用于对各输入支路分别进行最大功率跟踪，使得各输入支路均工作在各自的最大功率点处。例如可通过在各输入支路中分别加入DC/DC升压模块的方法来实现各输入支路的最大功率跟踪，所述DC/DC升压模块可采用现有的Boost升压电路，其包括开关管和储能电感，各输入支路根据其跟踪到的最大功率跟踪点处的电压值，分别采用Boost升压电路将每个输入支路的输出电压升压至该支路的最大功率点处的电压值，从而使每个输入支路都以最大功率进行输出。

但实际上，无论是采用在各输入支路中分别加入DC/DC升压模块而实现的各输入支路最大功率跟踪方法，还是采用其他的各输入支路最大功率跟踪方法，仍存在如下问题：

由于每个输入支路的最大功率点并不相同，如果通过现有的各输入支路最大功率跟踪方法使得各输入支路均工作在各自的最大功率点处，则各输入支路经汇流箱中的汇流排并联输出后，由于汇流排上的电压值(即直流母线电压值)是所有并联的输入支路电压的一个综合值，也就使得各输入支路的工作电压变成了汇流排上的电压值，而不是各输入支路原来的最大功率点处的电压值了，因此汇流箱各输入支路的输出功率并没有达到最大，从而导致汇流箱的总输出功率也无法达到最大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种光伏阵列汇流箱，该汇流箱在其各输入支路均具有最大功率跟踪功能的基础上，使得每个输入支路在汇流后仍能以最大功率进行输出，有效解决了因汇流箱各输入支路的最大功率点不同而使得各输入支路的输出功率在汇流后无法达到最大的问题。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

所述光伏阵列汇流箱包括多路直流输入支路，所述多路直流输入支路并联后汇流成一路直流输出，每路直流输入支路均具备最大功率跟踪功能，使得每路直流输入支路均工作在各自的最大功率点处，所述汇流箱还包括分别与所述多路直流输入支路串联的多个电压补偿单元，以及比较计算单元，

所述比较计算单元用于比较得出各路直流输入支路最大功率点处电压的最大值，然后分别计算所述电压的最大值与各路直流输入支路的最大功率点处电压值之差，并将所述差值分别输出至各路直流输入支路对应的电压补偿单元处；

所述电压补偿单元的数量与直流输入支路的数量相等，用于根据所述差值对其对应的直流输入支路进行电压补偿，使该路直流输入支路的输出电压值等于所述电压的最大值。

优选的是，所述比较计算单元包括比较模块与计算模块，