[发明专利]一种分布式新能源发电系统及分布式混合最大功率跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属新能源技术领域，涉及太阳能光伏电池并网/离网系统最大功率点跟踪技术，特别涉及一种新能源发电系统，以及相应的分布式混合最大功率跟踪系统以及相应的跟踪方法。 

背景技术

发展和利用太阳能、热电等新型能源发电技术是应对能源和环境危机的重要举措。由于新能源发电设备成本高且能量转换效率低，极大增加了发电成本，限制了新能源发电技术的推广和应用。下面以太阳能光伏发电系统为例来说明本发明的应用背景。 

光伏并网发电是太阳能发电应用最主要的方式，据统计，全世界超过90%的光伏发电设备安装容量为并网应用，这是因为并网应用相对独立光伏系统有成本低和免维护等优势。光伏并网发电系统分为集中式和分布式两种类型。分布式MPPT系统可以保证每个光伏组件工作在各自的最大功率点，解除各个组件直接串并联连接时存在的电压或电流耦合，消除光伏组件之间特性不一致或环境条件不一致时因为彼此相互影响导致的发电量降低问题，改善系统发电效率，同时提高系统可靠性高，因而受到广泛关注。 

现阶段分布式MPPT系统普遍通过串联方式接入光伏组件后端，每个MPPT系统处理的是与其相连的光伏组件整体功率，所以使得每个分布式MPPT系统的自损耗较大、发热量较大、成本较高、可靠性也下降。 

综合考虑到分布式发电的特点，其成本较传统发电系统有了较大的提高，因此分布式MPPT系统的发电量和成本是个非常关键的问题。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种分布式新能源发电系统。该系统利用DC-DC变换器和后端集中式变换器分别对单个新能源发电设备输出功率差 异部分以及整个新能源发电系统的输出功率做MPPT，同时DC-DC变换器可以从后端直流母线中抽取能量来抵消前端单个新能源发电设备输出功率的差异，通过两种MPPT功能的相互协调配合，使得整个新能源发电系统达到最大功率输出。 

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案： 

一种分布式新能源发电系统，所述新能源发电系统由若干新能源发电设备、若干DC-DC变换器和一个集中变换器构成，其中，所述新能源发电设备的输出端与DC-DC变换器的输入端并联，并且若干新能源发电设备的输出侧串联，由此形成直流设备组串，所述直流设备组串中新能源发电设备串联后的输出端形成高压直流母线，直流设备组串中DC-DC变换器的输出端直接与后端直流母线并联，最后直流母线再与集中变换器的输入端相连。 

在发电系统的优选实例中，所述的新能源发电设备可以是光伏组件、热电池设备。 

进一步的，所述的集中变换器为DC-DC变换器或并网逆变器，当集中变换器为DC-DC变换器时，集中变换器的输出端与用电负载或蓄电池相连；当集中变换器为并网逆变器时，集中变换器的输出端与电网相连。 

进一步的，所述DC-DC变换器为升压型的直直变换器、非隔离的升压型变压器或者是隔离的反激变换器。 

进一步的，所述新能源发电系统包括若干个直流设备组串和一个集中变换器，所述多路直流设备组串的输出端与集中变换器的输入端相连，形成新能源发电系统。 

基于上述新能源发电系统，本发明还提供一种分布式混合最大功率跟踪方法，该方法包括如下步骤： 

（1）当系统开始工作时，DC-DC变换器分别对每个新能源发电设备输出功率差异做MPPT，输出功率分别为p₁=i₁*u₁，p₂=i₂*u₂，。。。，p_n=i_n*u_n，单个新能源发电设备的输出功率差异Δp_n＝max{i₁，i₂。。。i_n}*u_n－p_n； 

（2）DC-DC变换器从后端直流母线中抽取能量Δp₁，Δp₂…Δp_n来抵消前端单个新能源发电设备输出功率差异部分，总和为p_bus1=Δp₁+Δp₂+…+Δp_n；