[实用新型]带有太阳能功率优化器的光伏发电阵列

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术应用领域，具体涉及一种带有太阳能功率优化器的光伏发电阵列。

背景技术

传统的光伏发电阵列组成形式主要是集中式架构，多个光伏电池组件串并联后与太阳能逆变器连接。太阳能逆变器中包含有最大功率追踪模块，简称为MPPT(英文全称为Maximum Power Point Tracking)模块。MPPT模块能够实时侦测光伏发电阵列的电流和电压值，并追踪光伏发电阵列的最大输出功率，使阵列以最大功率输出对蓄电池充电。其主要特点是结构简单，成本较低。但当阵列中的某些光伏电池组件在阴影遮挡时，会使未受遮挡的光伏电池组件受它们的影响，造成光伏发电阵列电流和电压适配问题，导致光伏发电阵列的整体发电效率大幅降低。特别是安装于城市建筑屋顶的光伏发电阵列，面积有限且易受遮挡，且每个光伏电池组件所处环境的温度以及受光照程度或多或少有所差异，采用集中式的MPPT模块对光伏发电阵列整体进行功率追踪，达不到最佳的效果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带有太阳能功率优化器的光伏发电阵列，其包括多个光伏电池组件，每个光伏电池组件并联一个功率优化器，对光伏发电阵列的每个光伏电池组件分别进行最大功率追踪，从而避免光伏发电阵列在部分被阴影遮挡时造成的功率损失，提高整个光伏发电阵列的输出功率。

为实现上述目的，本实用新型所设计的带有太阳能功率优化器的光伏发电阵列，包括N个光伏电池组件，光伏电池组件串并联构成阵列，每个光伏电池组件的输出端和一个功率优化器并联，m个光伏电池组件所并联的m个功率优化器的正负端依序相连串接，构成一个光伏电池组件串，m为N的因数，且1＜m＜N。N/m个光伏电池组件串的串接的功率优化器首尾端并联相接组成带有太阳能功率优化器的光伏发电阵列。

其中功率优化器由信号采集模块、MPPT模块、驱动电路模块以及DC/DC电路模块组成。所述DC/DC电路模块与光伏电池组件的输出端并联，DC/DC电路模块的正负输出端为该功率优化器的正负输出端。所述信号采集模块与DC/DC电路模块连接，对光伏电池组件的输出电压、电流信号分别进行采样与处理，信号采集模块的输出接入MPPT模块的输入端。MPPT模块根据光伏电池组件的输出电压、电流信号产生最大功率追踪的PWM波驱动信号，MPPT模块的输出接入驱动电路模块输入端，驱动电路模块的输出端连接DC/DC电路模块的控制端。

上述方案中，N的取值根据实际所需发电功率或者光伏发电阵列的安装面积决定，较佳方案N为4～1000的整数。

上述方案中，DC/DC电路模块由BOOST电路、分压电阻及测试电阻组成，其中两个分压电阻串联后与BOOST电路的输入端并联，用于测试光伏电池组件的输出电压。测试电阻串联在BOOST电路的输入端正极，用于测试光伏电池组件的输出电流。

上述方案中，信号采集模块由2路信号采样电路和2路A/D转换电路组成，对电池组件的输出电压、电流信号分别进行采样与A/D转换。每路信号采样电路包括差分输入电路、运算放大器、线性隔离电路和二阶有源低通滤波电路，差分输入电路的输入端与DC/DC电路模块连接，差分输入电路、运算放大器、线性隔离电路和二阶有源低通滤波电路依次连接，二阶有源低通滤波电路的输出端送入对应的A/D转换电路。A/D转换电路的输出端与MPPT模块的输入端相连接。

上述方案中，MPPT模块由MPPT电路组成。

上述方案中，驱动电路模块由电气隔离电路和驱动电路组成，电气隔离电路的输入端与MPPT模块的输出端相连，电气隔离电路的输出端与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出端与DC/DC模块的控制端相连。

与现有技术相比，本实用新型带有太阳能功率优化器的光伏发电阵列的优点为，每个光伏电池组件都接有一个功率优化器，对每个光伏电池组件独立进行最大功率追踪，使阵列中未受阴影遮挡的电池组件不受被遮挡电池组件的影响，仍然能以最大功率输出。大大减少了传统集中式MPPT太阳能光伏发电系统中由于阴影遮挡造成的功率损失。本实用新型在光伏发电阵列面积固定的情况下，大幅提高光伏阵列发电效率，适用于面积受限且易受遮挡的城市光伏发电系统：如屋顶太阳能发电系统。

附图说明

图1是带有太阳能功率优化器的光伏发电阵列实施例结构示意图。

图2是图1中一个功率优化器的结构框图。

具体实施方式