[发明专利]能源利用系统及相应的实现方法

权利要求书

1.一种能源利用系统，其特征在于，包括：

数量为N的多个电压转换器，每一个电压转换器从相应的一个光伏组件吸取电能；

逆变器，汇聚多个电压转换器的输出功率；

数量为N的多个光伏组件中定义第一类组件、第二类组件分别被遮挡、未被遮挡；

提供给逆变器的母线电压等于多个电压转换器各自的输出电压的叠加值；

逆变器还用于：

收集关于多个光伏组件各自产生的对外功率P₁、P₂、…P_N的数据；

收集由电压转换器所确定的关于光伏组件的最大功率点电压V_MP的信息；

确定该第一类组件的数量M，N为超过1的自然数及0≤M≤N；

由母线参考电压V_REF对第一类组件、第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁、G₂；

规定G₁≤G₂；

逆变器根据总功率P₁+P₂+…P_N的波动而动态的调节母线参考电压V_REF，在当前的总功率趋于增加时则抬升当前的母线参考电压V_REF，或者在当前的总功率趋于降低时则拉低母线参考电压V_REF；

电压增益G₁、G₂之间的关系满足G₁＝K×G₂，K为遮挡影响因子，第一类组件在其所处环境的条件下没有被遮挡而应该产生的预期功率为P_TAG，第一类组件在其所处环境的条件下被遮挡而产生的实际功率为P_ACT，K＝P_ACT/P_TAG；

第一类组件对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益G₁≤1时保持将第一类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点；以及

第二类组件对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益1≤G₂时保持将第二类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点；

逆变器调节母线电压的方式为：

基于逆变器输出的交流电流所建立的内环PI控制器和基于母线电压所建立的外环PI控制器而产生SPWM调制信号；

外环PI控制器将母线参考电压V_REF设为给定指令值以及同步调节母线电压的实际输入电压对母线参考电压V_REF的偏差；

内环PI控制器将外环PI控制器给出的电流参考值乘以逆变器输出的交流电压的相位计算的结果设为给定指令值以及同步调节逆变器输出的交流电流对该结果的偏差，逆变器输出的交流电压被负反馈到内环PI控制器的输出量上；

所述的SPWM调制信号用来驱动逆变器产生交流电。

2.根据权利要求1所述的能源利用系统，其特征在于：

母线参考电压V_REF和电压增益G₁、G₂满足以下函数关系：

V_REF＝M×G₁×V_MP+(N－M)×G₂×V_MP。

3.根据权利要求1所述的能源利用系统，其特征在于：

逆变器在上限值V_H和下限值V_L之间调节母线参考电压V_REF：

其中V_H等于电压转换器的最大额定输出电压值V_MX乘以(M×K+N－M)；

其中V_L等于电压转换器的最小额定输出电压值V_MN乘以(M×K+N－M)。

4.根据权利要求1所述的能源利用系统，其特征在于：

电压转换器包括正极性的Buck-Boost电路。