[发明专利]基于总线式补偿的光伏优化系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种基于总线式补偿的光伏优化系统及其控制方法，包括：组串及逆变器，组串包括多个依次串联的光伏组件、与各光伏组件一一对应的功率优化器以及与各串光伏组件串联的组串补偿器。根据最大功率点跟踪控制原则调整同一组串中各光伏组件的功率，弥补各光伏组件间的最大功率点处的电流差，解决串联耦合问题；并基于各组串补偿器的输出电压弥补各组串间的电压差，解决并联耦合问题；使各光伏组件均工作在最大功率点。本发明具有效率高、损耗小、成本低等优点，功率优化器之间通过补偿总线解决组件串联耦合问题，功率优化器与组串补偿器间通过补偿总线解决组串并联耦合问题，可用于单组串或多组串并联系统，系统搭配灵活方便。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种基于总线式补偿的光伏优化系统及其控制方法。

背景技术

随着石化能源的日益消耗及环境问题的逐渐凸显，清洁能源的利用已越来越普遍，特别是光伏发电，已成为电力供应不可或缺的一部分。光伏发电的主要原理是半导体的光电效应，光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子；硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体；当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差；当太阳光照射到P-N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流，成为太阳能电池。

光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统；它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器，其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，具有广阔的发展前景。光伏发电系统首先将光伏组件串联形成组串，组串再并联形成阵列，然后接入后级逆变器并网发电。

但是，由于实际系统中存在遮挡、老化不一致、损坏、朝向不一致等各种失配因素，这些失配因素通过系统中的串联耦合、并联耦合互相影响，使得系统发电量大幅降低，即各种失配因素通过串并联耦合使得阵列的最大功率点功率远低于每个组件各自最大功率点功率之和。

现有技术中采用光伏优化器解决失配，但传统的光伏优化器需要转换组件的全部功率，光伏优化器功率较大，损耗较大，发热比较严重。因此，如何只利用失配部分的功率来解决失配通过串并联耦合造成发电量的损失已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于总线式补偿的光伏优化系统及其控制方法，用于解决现有技术中光伏优化器克服失配问题时引起的功率大、损耗大，发热严重等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于总线式补偿的光伏优化系统，所述基于总线式补偿的光伏优化系统至少包括：

组串及逆变器，所述组串包括多个光伏组件及与所述多个光伏组件一一对应的多个功率优化器；

各光伏组件依次串联，用于将光能转化为电能；

各功率优化器的一端分别连接一光伏组件、另一端连接补偿总线，用于通过所述补偿总线对各光伏组件之间的功率进行调整，使各光伏组件均工作在最大功率点；

所述逆变器与所述组串并联后接入电网，用于将直流电转换为交流电。

优选地，所述功率优化器为隔离型DC-DC双向变换器。

优选地，所述基于总线式补偿的光伏优化系统包括多个所述组串，各组串分别与所述逆变器并联；所述组串还包括一组串补偿器，所述组串补偿器的一端与串联后的各光伏组件串联、另一端连接补偿总线，所述组串补偿器用于补偿各组串之间的电压差。

优选地，所述组串补偿器为隔离型或者非隔离型升降压DC-DC变换器。