[发明专利]一种提高光伏逆变器利用效率的直流拓扑结构及控制方法

说明书

本发明公开了一种提高光伏逆变器利用效率的直流拓扑结构及控制方法，拓扑结构包括光伏阵列、逆变器和切换装置；光伏阵列与逆变器之间通过切换装置连接，切换装置是由开关装置、控制器以及信号采集处理器组成；开关装置中第一串电池板与第二到第N串电池板都有一个开关连接；第二串电池板与第三到第N串电池板都有一个开关连接；第三串电池板与第四到第N串电池板都有一个开关连接；以此类推，直到第N‑1串电池板与第N串电池板有一个开关连接；开关装置紧邻逆变器侧出口处每串电池板与逆变器都有一个开关连接。本发明针对电池板低光照问题及局部阴影问题，通过切换直流侧电路，能够有效地提高光伏逆变器输出利用效率。

技术领域

本发明涉及光伏发电系统规划技术领域，尤其涉及一种提高光伏逆变器利用效率的直流拓扑结构及控制方法。

背景技术

近年来，光伏发电技术是快速发展的可再生清洁能源技术之一。对于光伏发电，主要的两种发电方式是分布式发电和集中式发电。现阶段，我国鼓励发展分布式发电，在分布式发电中主要是用组串式逆变器发电，在光照变化的影响下还存在发电效率低的问题，在一定程度上降低了经济效益，增加了电网不稳定性；

目前来看，提高光伏系统运行性能大多是在优化光伏系统设备等，对直流侧光伏阵列与逆变器匹配连接的优化还不成熟。本发明针对光伏发电系统直流侧拓扑结构，提出了有效的控制策略，能够提高光伏逆变器输出利用效率。

发明内容

针对现有技术存在的以上问题，本发明提供一种提高光伏逆变器利用效率的直流拓扑结构及控制方法，能够有效地提高光伏并网逆变器利用率；

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高光伏逆变器利用效率的直流拓扑结构，包括光伏阵列、逆变器和切换装置；所述光伏阵列与逆变器之间通过切换装置连接；所述切换装置是由开关装置、控制器以及信号采集处理器组成，其中信号采集处理器采集每串电池板输出电压、电流、逆变器输入功率、输出功率以及逆变器工作温度；

所述开关装置中第一串电池板与第二到第N串电池板都有一个开关连接；第二串电池板与第三到第N串电池板都有一个开关连接；第三串电池板与第四到第N串电池板都有一个开关连接；以此类推，直到第N-1串电池板与第N串电池板有一个开关连接；

所述开关装置紧邻逆变器侧出口处每串电池板与逆变器都有一个开关连接；

提供的直流侧拓扑结构能够使各串电池板根据目标函数大小灵活匹配连接到运行的逆变器上，即切换装置以目标函数最小为最优条件，确定此时电池板与切换装置以及切换装置与逆变器之间的连接方式，进行切换。

优选地，所述切换装置能够根据各电池板输出电流大小随时自动切换逆变器路数，如逆变器突然故障，则可切换至其他逆变器上工作。

优选地，所述电池板的串数不限于与逆变器台数相同；即当逆变器运行中损坏时或者逆变器台数M＜N时，不必更改电池板串数及开关数量。

优选地，所述逆变器的容量相同或者相近。

所述一种提高光伏逆变器利用效率的直流拓扑结构的控制方法，该方法内容包括以下步骤：

步骤1：获取光伏系统参数以及直流侧实时电流和电压；所述系统参数包括电池板参数、所用电缆参数、逆变器参数以及电网参数；

步骤2：构造逆变器输出功率目标函数F_Z，逆变器输出功率目标函数为：