換模塊連接；儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與交流隔離輸出模塊輸入連接，交 流隔離輸出模塊的輸出與相鄰的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出串聯(lián)；儲(chǔ) 能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊與公共儲(chǔ)能電池組連接。5.按照權(quán)利要求4所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的最大功 率跟蹤模塊由儲(chǔ)能電感、儲(chǔ)能電容、功率開(kāi)關(guān)、續(xù)流二極管、電流傳感器和匯流母排組成； 每一串光伏組串的正輸出端與最大功率跟蹤模塊的正負(fù)輸入端連接，最大功率跟蹤模 塊的正輸入端與儲(chǔ)能電感的一端連接，儲(chǔ)能電感的另一端分別與功率開(kāi)關(guān)的正端和續(xù)流二 極管正極連接，續(xù)流二極管的負(fù)極分別與儲(chǔ)能電容正極、電流傳感器的正輸入端連接；電流 傳感器的負(fù)輸入端與匯流母排正端連接，光伏組串的負(fù)輸入端分別與功率開(kāi)關(guān)的負(fù)端、儲(chǔ) 能電容負(fù)極、匯流母排負(fù)端連接，匯流母排的正、負(fù)端也為最大功率跟蹤模塊的正、負(fù)輸出 端；功率開(kāi)關(guān)的控制端與控制器模塊中的光隔電路對(duì)應(yīng)輸出端連接。6. 按照權(quán)利要求4所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的儲(chǔ)能DC/ AC轉(zhuǎn)換模塊由儲(chǔ)能控制電路、Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路、匯流母排電壓傳感器、相位監(jiān)測(cè)電壓傳感 器和保護(hù)繼電器組成；Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路的正負(fù)輸入端分別與儲(chǔ)能控制電路、匯流母排電 壓傳感器在匯流母排正負(fù)極上并聯(lián)；Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路輸出端分別與保護(hù)繼電器開(kāi)關(guān)接點(diǎn) 兩端、相位監(jiān)測(cè)電壓傳感器、交流隔離輸出模塊的輸入端繞組并聯(lián)。 所述的Η電橋率驅(qū)動(dòng)電路由相位監(jiān)測(cè)電壓傳感器、4只功率開(kāi)關(guān)管和4只續(xù)流二極管組 成，每只功率開(kāi)關(guān)管有一個(gè)控制輸入端、一個(gè)功率輸入端和一個(gè)功率輸出端；每只功率開(kāi)關(guān) 管的輸入端和輸出端反向并聯(lián)一只續(xù)流二極管；每2只功率開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，組成2組Η橋臂電 路；每組Η橋臂電路中，一只功率開(kāi)關(guān)管功率輸入端與另一只功率開(kāi)關(guān)管的輸出端串聯(lián)，連 接點(diǎn)為Η橋臂電路的功率輸出端；2組Η橋臂電路的兩端分別為Η橋臂電路的正輸入端和 負(fù)輸入端；2組Η橋臂電路并聯(lián)組成Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路，并聯(lián)后的Η橋臂電路的正端和負(fù)端 也是Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路的正端和負(fù)端，2組Η橋臂電路的功率輸出端也為Η橋率驅(qū)動(dòng)電路的 2個(gè)功率輸出端，4只功率開(kāi)關(guān)管的控制輸入端也是Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路的4個(gè)控制輸入端。7. 按照權(quán)利要求4所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的控制器 模塊由CPU、A/D采樣電路、光隔電路、同步電路和雙向通訊電路組成；所述的A/D采樣電路 的輸入端分別對(duì)應(yīng)與每個(gè)最大功率跟蹤模塊的電流傳感器、儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊充放電電 流檢測(cè)電流傳感器的輸出端連接，同時(shí)也分別與儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊的匯流母排、Η橋功率 驅(qū)動(dòng)電路的相位監(jiān)測(cè)電壓傳感器連接；其中A/D采樣電路還有一個(gè)輸入端口為儲(chǔ)能電池組 電壓傳感器檢測(cè)端；所述光隔電路的輸入端與控制器模塊中CPU的I/O端口連接，光隔電路 的輸出端分別與每個(gè)最大功率跟蹤模塊的功率開(kāi)關(guān)控制輸入端、Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路的4個(gè) 控制輸入端和保護(hù)繼電器電路的控制開(kāi)關(guān)管的控制輸入端和儲(chǔ)能電路控制端連接；所述的 雙向通訊電路的一端與控制器模塊中CPU的通訊端口連接，雙向通訊電路的另一端也是串 聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的通訊端口，通過(guò)光纖或無(wú)線(xiàn)與星角型并網(wǎng)平衡 控制器PLC中的多機(jī)通訊模塊端口連接，實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)；所述的同步電路的一端與控制器 模塊中CPU的I/O端口連接，同步電路的另一端也是串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào) 節(jié)裝置的同步輸入端口，通過(guò)光纖或無(wú)線(xiàn)與星角型并網(wǎng)平衡控制器PLC中的時(shí)序控制模塊 輸出端連接，實(shí)現(xiàn)每相交流串聯(lián)式光伏方陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝 置輸出與該相電網(wǎng)過(guò)零點(diǎn)同步。8. 按照權(quán)利要求4所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的電源模 塊由DC/DC電源、避雷器和保護(hù)繼電器電路組成；DC/DC電源的輸入端與避雷器的兩端并 聯(lián)，保護(hù)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置電器避免雷擊。DC/DC電源的輸出端與 保護(hù)繼電器電路的輸入端并聯(lián)；所述的保護(hù)繼電器電路由繼電器和控制開(kāi)關(guān)管組成；控制 開(kāi)關(guān)管的功率輸入端也是保護(hù)繼電器電路的負(fù)輸入端，控制開(kāi)關(guān)管的功率輸出端與繼電器 一端連接，繼電器的另一端為保護(hù)繼電器電路的正輸入端，控制開(kāi)關(guān)管的控制輸入端也是 保護(hù)繼電器電路的控制輸入端。9. 按照權(quán)利要求4所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的交流隔 離輸出模塊由高壓隔離變壓器、兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)和一個(gè)短路開(kāi)關(guān)組成；所述的高壓隔離變壓 器的功率輸入繞組也是交流隔離輸出模塊的輸入端；功率輸出繞組的兩端分別與兩個(gè)隔離 開(kāi)關(guān)的輸入端連接，兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的輸出端分別與短路開(kāi)關(guān)兩端連接，短路開(kāi)關(guān)兩端是交 流隔離輸出模塊的輸出端，也是串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出端，輸出 電壓為Uac; 所述高壓隔離變壓器功率輸入繞組的兩端與DC/AC轉(zhuǎn)換模塊中Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路功率 輸出端連接，DC/AC轉(zhuǎn)換模塊將η個(gè)最大功率跟蹤模塊的輸出功率經(jīng)功率輸入繞組耦合到 功率輸出繞組輸出交流功率。10. 按照權(quán)利要求1所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在于，所述的星角型 并網(wǎng)平衡控制器由并網(wǎng)交流接觸器、斷路器、電流傳感器、電壓傳感器及PLC控制器組成； 所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的輸出端通過(guò)斷路器的輸入端與并網(wǎng)點(diǎn)三相電 源連接；斷路器的輸出端和電流傳感器串聯(lián)，并與電壓傳感器、并網(wǎng)交流接觸器輸入并聯(lián)； 并網(wǎng)交流接觸器的輸出與星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的輸出并聯(lián)，最終星型三相交流 串聯(lián)式光伏方陣輸出通過(guò)并網(wǎng)交流接觸器、電流傳感器、斷路器與并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)三相電源連 接； 所述的PLC控制器包括邏輯分析控制模塊、時(shí)序控制模塊、模擬控制模塊、多機(jī)通信模 塊、輸入控制模塊和輸出控制模塊；所述的多機(jī)通信模塊通訊端口分別對(duì)應(yīng)與三相交流串 聯(lián)式光伏方陣每相的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置連接，連接于所述串聯(lián)式 光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的控制器模塊的通訊電路輸入輸出端口，多機(jī)通信模 塊與星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣實(shí)時(shí)交互數(shù)據(jù)，PLC控制器依據(jù)控制策略計(jì)算分析，并提 供串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的相位、同步時(shí)間及輸出功率數(shù)據(jù)； 所述的時(shí)序控制模塊同步輸出端口分別對(duì)應(yīng)與星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣每相中 的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置連接，連接于控制器模塊的同步電路輸入端 子；PLC控制器通過(guò)時(shí)序控制模塊同步輸出端口實(shí)時(shí)為星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣每相 的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置提供同步過(guò)零點(diǎn)脈沖； 所述的輸入控制模塊與電流、電壓傳感器數(shù)據(jù)輸出端連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)電壓、電流和 頻率變化，并將檢測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)三相電源的數(shù)據(jù)信息經(jīng)邏輯分析控制模塊進(jìn)行分析計(jì)算，通過(guò) 多機(jī)通信模塊給出星型每相交流串聯(lián)式光伏方陣相位及數(shù)據(jù)信息，通過(guò)時(shí)序控制模塊輸出 星型每相交流串聯(lián)式光伏方陣的過(guò)零點(diǎn)同步信號(hào)。輸出控制模塊與并網(wǎng)交流接觸器控制端 連接，控制并網(wǎng)交流接觸器的通斷。11. 按照權(quán)利要求1至4的任何一項(xiàng)所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，其特征在 于，對(duì)所述的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的控制方法如下： (1) 同步控制 當(dāng)星角型并網(wǎng)平衡控制器監(jiān)測(cè)到每相交流串聯(lián)式光伏方陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓 隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的最小數(shù)量滿(mǎn)足工作條件時(shí)，星角型并網(wǎng)平衡控制器控制并網(wǎng)交流 接觸器吸合，使三相交流串聯(lián)式光伏方陣并網(wǎng)；此時(shí)，星角型并網(wǎng)平衡控制器依據(jù)此星型三 相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率、電壓數(shù)據(jù)及同步信息，向?qū)?yīng)的串聯(lián)式光伏方陣高壓 隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置發(fā)送控制數(shù)據(jù)及同步脈沖信號(hào)，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率 調(diào)節(jié)裝置的控制器模塊依據(jù)此數(shù)據(jù)及同步脈沖信號(hào)，控制Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)交流隔離輸 出模塊交流輸出； (2) 三相平衡控制： 當(dāng)部分光伏組件輸出功率出現(xiàn)波動(dòng)，造成星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣失去平衡時(shí)， 星角型并網(wǎng)平衡控制器將獲取的每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的數(shù)據(jù) 分析計(jì)算，對(duì)每相交流串聯(lián)式光伏方陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸 出功率大小調(diào)整，首先確保除星型連接每相交流串聯(lián)式光伏方陣的第m個(gè)以外的串聯(lián)式光 伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置最大功率輸出，不足的功率通過(guò)第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣 高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出功率或公共儲(chǔ)能電池組補(bǔ)充，將沒(méi)有輸出的多余功率通過(guò) 第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置保存到公共儲(chǔ)能電池組中； 當(dāng)星角型并網(wǎng)平衡控制器檢測(cè)到公共儲(chǔ)能電池組容量不能支持星型三相交流串聯(lián)式 光伏方陣輸出平衡時(shí)，計(jì)算星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中發(fā)電功率最小的一相交流串聯(lián) 式光伏方陣的功率與另外兩相交流串聯(lián)式光伏方陣功率的比例系數(shù)，利用此比例系數(shù)分別 計(jì)算出另外兩相串聯(lián)光伏方陣中每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸出 電壓值，另外兩相串聯(lián)光伏方陣中每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置按照所 述的輸出電壓值輸出電壓，而剩余輸出功率存儲(chǔ)到每相交流串聯(lián)式光伏方陣的第m個(gè)串聯(lián) 式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中的公共儲(chǔ)能電池組中； 當(dāng)某個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸入光伏組串功率低于串聯(lián)式光 伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)功率，或串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功 率調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)故障沒(méi)有輸出時(shí)，此時(shí)星角型并網(wǎng)平衡控制器調(diào)整每相交流串聯(lián)式光伏方 陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出功率，首先確保除星型連接的每相 交流串聯(lián)式光伏方陣的第m個(gè)以外的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置最大功 率輸出，三相交流串聯(lián)式光伏方陣中輸出功率偏低的一或二相交流串聯(lián)式光伏方陣，其不 足的功率由該相第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出功率和公共儲(chǔ)能 電池組補(bǔ)充；其它相中第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置沒(méi)有輸出的多余 功率，通過(guò)第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置保存到公共儲(chǔ)能電池組中； 當(dāng)星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的其中一相低于星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的下 限功率時(shí)，并且儲(chǔ)能電池組無(wú)法支持星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣平衡調(diào)節(jié)時(shí)，星角型并 網(wǎng)平衡控制器控制所有串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置停止輸出，同時(shí)控制并 網(wǎng)交流接觸器斷開(kāi)，使星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣與電網(wǎng)脫離； (3)功率優(yōu)化控制 當(dāng)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入正常工作模式時(shí)，若有云遮擋，星 型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸出功率 不同，為保證星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣輸出功率最大，星角型并網(wǎng)平衡控制器分別將 星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中每相交流串聯(lián)式光伏方陣的所有串聯(lián)式光伏方陣高壓隔 離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸出功率求和，計(jì)算出每相交流串聯(lián)式光伏方陣功率，并依據(jù)收到 的公共儲(chǔ)能電池組容量數(shù)據(jù)，計(jì)算出星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣平衡狀態(tài)時(shí)輸出電流， 再將每相交流串聯(lián)式光伏方陣中的每一個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的 輸出功率除以該相交流串聯(lián)式光伏方陣電流，計(jì)算出每一個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離裝置 的輸出電壓，以此電壓作為優(yōu)化電壓；星角型并網(wǎng)平衡控制器將計(jì)算出來(lái)所述優(yōu)化電壓傳 輸?shù)矫肯嘟涣鞔?lián)式光伏方陣的每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中，使所 有串聯(lián)式光伏方陣的高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出電壓之和等于并網(wǎng)點(diǎn)交流電壓；如在 無(wú)云遮擋時(shí)，每相交流串聯(lián)式光伏方陣中串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出 功率相同，同時(shí)星角型并網(wǎng)平衡控制器依據(jù)優(yōu)化控制策略，分配到每相交流串聯(lián)式光伏方 陣中每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸出電壓也相等，輸出的優(yōu)化電壓 =并網(wǎng)點(diǎn)交流電壓/串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置串聯(lián)個(gè)數(shù)； (4) 意外故障控制 當(dāng)電網(wǎng)斷電，或星角型并網(wǎng)平衡控制器意外停止工作，或通訊數(shù)據(jù)或同步脈沖中斷時(shí)， 或輸出電流lacs減小到星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣工作電流下限值時(shí)，串聯(lián)式光伏方 陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入默認(rèn)工作狀態(tài)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)星型三相交流串聯(lián)式光 伏方陣的相位、頻率、電壓信息及同步脈沖； 當(dāng)星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中的某個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝 置出現(xiàn)故障時(shí)： 1) 當(dāng)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊損壞，在<5ms 的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有功率輸出，此時(shí)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的控制器模塊仍 正常工作，所述的控制器模塊監(jiān)測(cè)輸出功率與星角型并網(wǎng)平衡控制器下發(fā)的功率數(shù)據(jù)不同 時(shí)，控制器模塊快速控制保護(hù)繼電器開(kāi)關(guān)接點(diǎn)閉合，變壓器輸入內(nèi)阻r=ΟΩ，不影響星型 三相交流串聯(lián)式光伏方陣正常工作；同時(shí)控制器模塊上傳故障數(shù)據(jù)到星角型并網(wǎng)平衡控制 器； 2) 當(dāng)某路光伏組串出現(xiàn)短路、斷路時(shí)，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的 控制器模塊控制該最大功率跟蹤模塊停止工作，并將故障信息上傳到星角型并網(wǎng)平衡控制 器； (5) 串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置故障恢復(fù)后啟動(dòng)控制 當(dāng)星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣正常工作時(shí)，星角型并網(wǎng)平衡控制器獲得某相交流串 聯(lián)式光伏方陣需啟動(dòng)故障恢復(fù)后的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置時(shí)，星角型 并網(wǎng)平衡控制器依據(jù)啟動(dòng)故障恢復(fù)后的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置數(shù)據(jù)， 結(jié)合三相平衡控制策略向星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中所有串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離 交流功率調(diào)節(jié)裝置下傳對(duì)應(yīng)的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率和電壓信息，串 聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中控制器模塊依據(jù)收到的相位、頻率、電壓數(shù)據(jù) 及同步脈沖，控制Η電橋功率驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)交流隔離輸出模塊輸出交流功率。
【專(zhuān)利摘要】一種星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，由三個(gè)單相交流串聯(lián)式光伏方陣通過(guò)星型連接組成。單相交流串聯(lián)式光伏方陣由m臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置串聯(lián)組成，m為≥1的整數(shù)。三相交流串聯(lián)式光伏方陣星型連接的公共端與一組公共儲(chǔ)能電池組連接；三相交流串聯(lián)式光伏方陣輸出端與星角型并網(wǎng)平衡控制器的輸入端連接；星角型并網(wǎng)平衡控制器的輸出端與并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)三相交流電源連接。星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣在星角型并網(wǎng)平衡控制器控制下，協(xié)調(diào)三相交流串聯(lián)式光伏方陣平衡輸出。
【IPC分類(lèi)】H02J3/38, H02J3/32, H02J3/26
【公開(kāi)號(hào)】CN105375509
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510603250
【發(fā)明人】王哲, 許洪華
【申請(qǐng)人】北京科諾偉業(yè)科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月21日