[发明专利]多逆变器光伏发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有逆变器的光伏发电系统，该逆变器具有多个转换单元，更特别地，涉及一种多逆变器光伏发电系统，其用于通过根据由光伏阵列产生的能量改变逆变器的容量来提高逆变器的使用效率。

背景技术

因为目前用于光伏发电的光伏电池具有非常小的输出，所以通过串联连接许多太阳能电池配置的光伏模块(PV模块)用于有效地获得所需的功率。虽然与一个光伏电池相比由一个光伏模块产生的功率具有大的容量，但是该功率仅仅可用作小型电子装置的电源，而且光伏模块难以将发电功率输送到典型的商用电力系统。

由于这个原因，在光伏模块旨在连接到电力系统并向其传输发电功率的情况下，光伏阵列通过将多个光伏模块连接为一个组或将多个这种组并联连接来配置，以获得其变换和传输所需的电压和功率。因此，为了获得这种电压和功率，串通常通过串联连接光伏模块来配置，而且，光伏阵列通常通过将多个串形成为一个组来配置。

图1是示意性地示出常规光伏发电设备的配置的图。

参照图1，常规光伏发电设备包括通过串联连接多个光伏模块10配置的一个光伏串20和通过将多个这种光伏串20并联连接而配置的一个光伏阵列10A。来自光伏阵列10A的输出被收集并供应到逆变器，然后直流功率通过逆变器转换为交流功率，且转换的交流功率被供应到电力系统。

考虑到光伏阵列10A的最大发电能量，常规光伏发电设备确定逆变器40的容量。也就是说，逆变器40的容量确定为使得逆变器的容量等于或略大于在光伏阵列10A的发电量最大化时的发电量。但是，在使用容量等于光伏阵列10A的最大发电量的逆变器40的情况下，光伏阵列的发电量通常比逆变器40的容量小，从而导致逆变器40的效率降低。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种多逆变器光伏发电系统，其用于通过根据由光伏阵列产生的能量改变逆变器的容量来提高逆变器的使用效率。

另外，本发明的另一个目的是提供一种多逆变器光伏发电系统，其对每个光伏串执行最大功率跟踪以产生最大功率，并通过在执行最大功率跟踪中应用环境因素来快速有效地执行最大功率跟踪。

解决方案

本发明的目的可以通过提供一种多逆变器光伏发电系统来实现，该多逆变器光伏发电系统包括：光伏阵列，其包括通过连接多个光伏模块配置的多个光伏串，并发电；串优化器，其对多个光伏串中的每个执行最大功率点跟踪控制，并将从多个光伏串中的每个输出的发电功率的发电电压转换为具有相同大小的输出电压；和逆变器，其包括多个用于转换发电功率的转换单元，所述转换单元用于将由所述串优化器变换的发电功率转换为交流功率以输出所述交流功率，和分配单元，所述分配单元用于将发电功率分配到多个转换单元，所述逆变器根据发电功率的大小改变多个转换单元中操作中的转换单元的数量。

多个转换单元可以具有彼此相同的转换容量。

逆变器还可以包括逆变器控制单元，且逆变器控制单元可以控制分配单元的分配，以优先操作在多个转换单元之中与其它转换单元相比具有较短操作时间的转换单元，所述操作时间为用于发电的操作时间。

串优化器可以包括：串控制装置，其连接到多个光伏串中的每个，以将发电电压转换为输出电压并执行最大功率点跟踪控制；传感单元，其产生包括环境因素、发电电压和输出电压的感测值；和控制单元，其利用感测值产生用于串控制装置中的每个的功率跟踪控制信号。

环境因素可以包括日照、光伏模块中的每个的安装区域中的温度、光伏模块的表面上的温度、风量、风速和湿度中的至少一种。

输出电压可以是可变的。

串控制装置可以包括用于增大或减小来自光伏串中的每个的输入电压的转换器、连接在光伏串和转换器之间的熔断器、连接到转换器的输出端的断路器和产生用于增大或减小转换器的电压的控制信号的MPPT控制器。

控制单元可以包括：跟踪范围计算单元，其用于通过感测值计算包括在其中执行最大功率点跟踪的电流或电压范围的跟踪范围值；控制信号产生单元，其用于通过来自跟踪范围计算单元的跟踪范围值、输入电压和输出电压来产生最大功率点跟踪控制信号；和跟踪历史存储单元，其用于通过将跟踪范围值与感测值中的每个匹配来存储跟踪范围值。

跟踪范围计算单元可以将光伏模块一天的发电时间分为多个时间段，并计算关于多个时间区段中的每个的基本跟踪范围。

跟踪范围计算单元可以通过基本跟踪范围内的环境因素感测值反映能量变化的预期范围，以计算跟踪范围。