光伏功率優(yōu)化器和光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光伏功率優(yōu)化器和光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電作為一種清潔、可再生的新能源發(fā)電方式，近年來(lái)在政府的大力扶植下得到了迅猛發(fā)展。但目前已安裝的光伏電站普遍存在發(fā)電效率低、成本高的問題。其中一個(gè)主要原因是由于在安裝時(shí)普遍采用串聯(lián)集中式的最大功率點(diǎn)追蹤(Maximum Power PointTracking，簡(jiǎn)稱為MPPT)，未考慮光伏組件的參數(shù)不匹配或陰影效應(yīng)，這樣將會(huì)導(dǎo)致能量損耗，大大降低發(fā)電效率。研究表明，9%的陰影會(huì)造成54%的能量損失。
[0003]針對(duì)相關(guān)技術(shù)由于光伏組件參數(shù)不匹配或陰影效應(yīng)，導(dǎo)致能量損耗、發(fā)電效率低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏功率優(yōu)化器和光伏發(fā)電系統(tǒng)，以至少解決相關(guān)技術(shù)由于光伏組件參數(shù)不匹配或陰影效應(yīng)，導(dǎo)致能量損耗、發(fā)電效率低的技術(shù)問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種光伏功率優(yōu)化器，包括:傳感器單元，用于檢測(cè)光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)；控制單元，與傳感器單元相連接，用于根據(jù)光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)生成脈寬調(diào)制信號(hào)；以及功率變換單元，與控制單元相連接，用于根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)調(diào)節(jié)光伏組件的輸出參數(shù)。
[0006]進(jìn)一步地，控制單元包括:模數(shù)變換器，與傳感器單元相連接，用于獲取光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)；以及脈寬調(diào)制信號(hào)生成器，一端與模數(shù)變換器相連接，另一端與功率變換單元相連接，用于根據(jù)光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)生成脈寬調(diào)制信號(hào)，并將脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)送至功率變換單元。
[0007]進(jìn)一步地，光伏組件的輸入?yún)?shù)包括輸入電流、輸入電壓，光伏組件的輸出參數(shù)包括輸出電流和輸出電壓，其中，傳感器單元包括:輸入電流傳感器，設(shè)置在光伏組件的輸入端，與控制單元相連接，用于檢測(cè)光伏組件的輸入電流；輸入電壓傳感器，設(shè)置在光伏組件的輸入端，與控制單元相連接，用于檢測(cè)光伏組件的輸入電壓；輸出電流傳感器，設(shè)置在光伏組件的輸出端，與控制單元相連接，用于檢測(cè)光伏組件的輸出電流；以及輸出電壓傳感器，設(shè)置在光伏組件的輸出端，與控制單元相連接，用于檢測(cè)光伏組件的輸出電壓。
[0008]進(jìn)一步地，輸入電流傳感器、輸入電壓傳感器、輸出電流傳感器以及輸出電壓傳感器分別與模數(shù)變換器相連接。
[0009]進(jìn)一步地，光伏功率優(yōu)化器還包括:通信電路，與控制單元相連接，用于建立光伏功率優(yōu)化器與外部控制器之間的通信連接。
[0010]進(jìn)一步地，光伏功率優(yōu)化器還包括:輔助電源，分別與光伏組件、傳感器單元、控制單元、功率變換單元相連接，用于將從光伏組件中獲取的電能分別提供給傳感器單元、控制單元、功率變換單元。
[0011]進(jìn)一步地，功率變換單元拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為Boost電路或者Boost-Buck電路，功率變換單元的主開關(guān)元件采用半導(dǎo)體晶體管。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括:包括多個(gè)光伏功率優(yōu)化器，其中，該多個(gè)光伏功率優(yōu)化器為本發(fā)明實(shí)施例中的任意一種光伏功率優(yōu)化器。
[0013]進(jìn)一步地，多個(gè)光伏功率優(yōu)化器串聯(lián)或者并聯(lián)。
[0014]進(jìn)一步地，光伏發(fā)電系統(tǒng)還包括多個(gè)光伏組件，其中，一個(gè)光伏組件對(duì)應(yīng)一個(gè)光伏功率優(yōu)化器，光伏功率優(yōu)化器設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的光伏組件的背面。
[0015]在本發(fā)明實(shí)施例中，通過為每個(gè)光伏組件設(shè)置光伏功率優(yōu)化器，通過該光伏功率優(yōu)化器對(duì)每個(gè)光伏組件進(jìn)行獨(dú)立式MPPT調(diào)節(jié)，其中，光伏功率優(yōu)化器包括:傳感器單元，用于檢測(cè)光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)；控制單元，與傳感器單元相連接，用于根據(jù)光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)生成脈寬調(diào)制信號(hào)；以及功率變換單元，與控制單元相連接，用于根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)調(diào)節(jié)光伏組件的輸出參數(shù)，達(dá)到了優(yōu)化光伏組件性能的目的，從而實(shí)現(xiàn)了降低能量損耗，提高發(fā)電效率低的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)由于光伏組件參數(shù)不匹配或陰影效應(yīng)，導(dǎo)致能量損耗、發(fā)電效率低的技術(shù)問題。
【附圖說(shuō)明】
[0016]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏功率優(yōu)化器的示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選地光伏功率優(yōu)化器的示意圖；以及
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0022]首先，在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行描述的過程中出現(xiàn)的部分名詞或者術(shù)語(yǔ)適用于如下解釋:
[0023]光伏組件，是太陽(yáng)能電池板，是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分，其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，或送外蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。
[0024]MPPT控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)偵測(cè)太陽(yáng)能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值，是系統(tǒng)以最大功率輸出對(duì)蓄電池充電。應(yīng)用太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)太陽(yáng)能電池板、蓄電池、負(fù)載的工作，是光伏系統(tǒng)的大腦。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種光伏功率優(yōu)化器的實(shí)施例，需要說(shuō)明的是，該光伏功率優(yōu)化器可以安裝在光伏組件背面，不改變?cè)到y(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過光伏功率優(yōu)化器可以對(duì)每個(gè)光伏組件進(jìn)行獨(dú)立的MPPT調(diào)節(jié)，最大程度地發(fā)揮光伏組件的性能，提高發(fā)電效率。
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏功率優(yōu)化器的示意圖，如圖1所示，該光伏功率優(yōu)化器10可以包括:傳感器單元102，控制單元104以及功率變換單元106。
[0027]傳感器單元102，用于檢測(cè)光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)。
[0028]可選地，光阻組件的輸入?yún)?shù)可以包括輸入電流、輸入電壓，光伏組件的輸出參數(shù)可以包括輸出電流、輸出電壓。相應(yīng)地，為了檢測(cè)光伏組件的輸入電流、輸入電壓以及輸出電流、輸出電壓，該實(shí)施例中的傳感器單元102可以包括:輸入電流傳感器，設(shè)置在光伏組件的輸入端，用于檢測(cè)光伏組件的輸入電流；輸入電壓傳感器，設(shè)置在光伏組件的輸入端，用于檢測(cè)光伏組件的輸入電壓；輸出電流傳感器，設(shè)置在光伏組件的輸出端，用于檢測(cè)光伏組件的輸出電流；以及輸出電壓傳感器，設(shè)置在光伏組件的輸出端，用于檢測(cè)光伏組件的輸出電壓。
[0029]控制單元104，與傳感器單元102相連接，用于根據(jù)光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)生成脈寬調(diào)制信號(hào)。
[0030]可選地，控制單元104可以分別與輸入電流傳感器、輸入電壓傳感器、輸出電流傳感器以及輸出電壓傳感器相連接，用于獲取上述傳感器檢測(cè)的光伏組件的輸入電流、輸入電壓、輸出電流以及輸出電壓。輸入電流傳感器、輸入電壓傳感器、輸出電流傳感器以及輸出電壓傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)將輸入電流、輸入電壓、輸出電流以及輸出電壓變換為控制單元104中模數(shù)變換器能接受的電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)模數(shù)變換。
[0031]可選地，控制單元104可以包括:模數(shù)變換器，與傳感器單元102相連接，用于獲取光伏組件的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)。當(dāng)傳感器單元102包括輸入電流傳感器、輸入電壓傳感器、輸出電流傳感器以及輸出電壓傳感器時(shí)，數(shù)模變化器可以分別與輸入電流傳感器、輸入電壓傳感器、輸出電流傳感器以及輸出電壓傳感器相連接，從而獲取輸入電流傳感器、輸入電壓傳感器、輸出電流傳感器以及輸出電壓傳感器檢測(cè)到的光伏組件的輸入電流、輸入電壓、輸出電流以及輸出電壓。
[0032]可選地，控制單元104還可以包括:脈寬調(diào)制信號(hào)生成器，一端與模數(shù)變換器相