一种光伏智能电源制造技术

本发明专利技术公开了一种光伏智能电源，包括多个单元模块及通讯单元、控制单元，所有的单元模块均与控制单元和通讯单元相连，每个单元模块均包括输入汇集单元、数据采集单元、升压单元、电弧隔离单元及防PID单元，输入汇集单元与光伏组件相连，数据采集单元用来采集电压和电流状态信号，升压单元用来进行交错斩波并工作于MPPT模式，电弧隔离单元用来接收控制单元下达的指令进行断开与闭合；防PID单元用来接收控制单元下达的指令以形成适当的直流电压加于电池板负极和地之间。本发明专利技术可支持MPPT控制、能有效检测电弧并启动保护、能保证逆变器的正常运行，且提高发电系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏智能电源
本专利技术主要涉及到光伏发电
，特指一种适用于光伏发电系统的光伏智能电源。
技术介绍
在正常工作情况下，光伏电池的U-1和P-1特性曲线随辐照度和温度变化且呈现出典型的非线性特性。由于单个光伏组件输出电压电流低，工程中将多个光伏组件串并连接后再进行电能变换。此时，云层或其他物体对电池板的遮挡、组件温度和布局方位的不一致等诸多因素会导致光伏组串的功率失配，MPPT控制方式(最大功率点跟踪:maximumpower point tracking,即令分布式发电系统保持在其最大功率输出状态)是解决这一问题的通用手段。 目前，传统解决电站级光伏阵列宽输入范围内的MPPT方式是使用组串型逆变器，组串型逆变器内部含升压模块和逆变模块。这种方式和结构的缺点是:成本较高，单机功率小，输出交流的并联结构使接线复杂化，多级并联的电网适应能力较差。同时，在目前的光伏电站中，还进一步逐步重视直流电弧的保护和光伏阵列PID效应(电势诱发衰减:potential induced degradat1n,即组件和边框之间的偏压而引起电池的衰减现象)的抑制，其缺点是要实现这些功能必须额外增加相应单独的装置，成本较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种可支持MPPT控制、能有效检测电弧并启动保护、能保证逆变器的正常运行、提高发电系统可靠性的光伏智能电源。 为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案: 一种光伏智能电源，包括多个单元模块及通讯单元、控制单元，所有的单元模块均与控制单元和通讯单元相连，每个单元模块均包括输入汇集单元、数据采集单元、升压单元、电弧隔离单元及防PID单元，所述输入汇集单元与光伏组件相连，所述数据采集单元用来采集电压和电流状态信号，所述升压单元用来进行交错斩波并工作于MPPT模式，所述电弧隔离单元用来接收控制单元下达的指令进行断开与闭合；所述防PID单元用来接收控制单元下达的指令以形成适当的直流电压加于电池板负极和地之间。 作为本专利技术的进一步改进:所述输入汇集单元包括两个以上与光伏组件相连的输入支路，每个输入支路均串联有熔断器。 作为本专利技术的进一步改进:所述电弧隔离单元包括一个直流断路器。 作为本专利技术的进一步改进:所述防PID单元由一个DC/DC或AC/DC单元组成，所述防PID单元由防PID电源提供能量。 作为本专利技术的进一步改进:所述升压单元包括一个输入电容、两个带反向二极管的IGBT模块、两个电感、两个主回路二极管、一个输出电容和两个旁路二极管。 作为本专利技术的进一步改进:当所述数据采集单元检测到输入电压高于输出电压，所述升压单元中的升压斩波电路不工作，电流由旁路二极管通过；当输入电压低于输出电压，所述升压单元的升压斩波电路工作，所述旁路二极管关断，两路升压斩波电路根据MPPT的要求进行交错斩波输出。 作为本专利技术的进一步改进:所述控制单元与升压单元之间设有第一驱动电路，用来直接接收控制单元的指令然后驱动升压斩波电路。 作为本专利技术的进一步改进:所述控制单元与防PID单元之间设有第二驱动电路，用来直接接收控制单元的指令然后驱动防PID单元。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 1、本专利技术的光伏智能电源，可应用于光伏电站直流系统，有效拓宽集中型逆变器的输入电压范围和MPPT范围，更充分地利用太阳能资源，同时具备直流侧电弧检测和抑制光伏组件PID效应的功能。 2、本专利技术的光伏智能电源，可为集中式逆变器的发电系统增加MPPT数量，拓宽发电系统的直流电压范围和MPPT范围；有效检测电弧并启动保护，保证了逆变器的正常运行，提高了发电系统可靠性；本专利技术的光伏智能电源，集成了光伏组件PID效应抑制功能，降低光伏电池板的衰减，从而提高光伏发电系统的发电效率。 【附图说明】 图1是本专利技术的结构框架示意图。 图2是本专利技术在具体应用实例中的结构原理示意图。 图3是本专利技术在具体应用实例中升压单元的结构原理示意图。 图4是本专利技术在具体应用实例中防PID单元的结构原理示意图。 图5是本专利技术在具体应用实例中的工作原理示意图。 图例说明: 101、输入汇集单元；102、数据采集单元；103、通讯单元；104、升压单元；105、电弧隔离单元;106、控制单元;107、防PID单元;207、第一驱动电路;208、第二驱动电路;210、防PID电源;301、输入电容;302、IGBT模块;303、电感;304、主回路二极管;305、输出电容；306、旁路二极管；401、第一防PID单元输入端子；402、第二防PID单元输入端子；403、第三防PID单元输入端子；404、主电路；405、第一输出端子；406、第二输出端子。 【具体实施方式】 以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。 如图1所示，本专利技术的光伏智能电源，采用模块化设计，其包括多个单元模块及通讯单元103、控制单元106，所有的单元模块均与控制单元106和通讯单元103相连，每个单元模块均包括输入汇集单元101、数据采集单元102、升压单元104、电弧隔离单元105及防PID 单元 107。 如图2所示，单元模块中的输入汇集单元101包括两个以上与光伏组件相连的输入支路，每个输入支路均串联有熔断器，即熔断器的数量与输入路的数量对应。数据采集单元102包括直流电压传感器、直流电流传感器、交流电流传感器，用来采集单元模块的电压和电流。升压单元104由两个升压斩波电路(boost电路)和两个带二极管旁路并联而成，可以交错斩波并工作于MPPT模式。电弧隔离单元105包括一个直流断路器，可接收控制单元106下达的指令进行断开与闭合。防PID单元107由一个DC/DC或AC/DC单元组成，用于形成适当的直流电压加于电池板负极和地之间，防PID单元107由一防PID电源210提供能量。该防PID电源210既包括直流，也包括交流，既包括蓄电池，也包括外部电网。 本实施例中，通讯单元103为多个单元模块所共用，接收单元模块的数据信息并上传监控。在具体应用时，通讯单元103的通讯方式可以是RS485、以太网等有线，也可以是WifkGPRS等无线方式。控制单元106同样为多个单元模块所共用，用于数据处理并向升压单元104和电弧隔离单元105下达指令,且与通讯单元103保持通讯。 本实施例中，在控制单元106与升压单元104之间还包括第一驱动电路207，用来直接接收控制单元106的指令然后驱动升压斩波电路(boost电路)。在控制单元106与防PID单元107之间设置有第二驱动电路208，用来接收控制单元106的指令然后驱动防PID单元107进行PWM控制。 如图3所不,升压单兀104的输入正极与输入汇集单兀101的输出正极相连,输入负极与输入汇集单元101的输出负极相连。升压单元104包括一个输入电容301、两个IGBT模块302 (带反向二极管)、两个电感303、两个主回路二极管304、一个输出电容305和两个旁路二极管306。其中输入正负极之间接有输入电容301用于稳定输入电压和实现能量传递；输出正负极之间接有输出电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏智能电源，其特征在于，包括多个单元模块及通讯单元(103)、控制单元(106)，所有的单元模块均与控制单元(106)和通讯单元(103)相连，每个单元模块均包括输入汇集单元(101)、数据采集单元(102)、升压单元(104)、电弧隔离单元(105)及防PID单元(107)，所述输入汇集单元(101)与光伏组件相连，所述数据采集单元(102)用来采集电压和电流状态信号，所述升压单元(104)用来进行交错斩波并工作于MPPT模式，所述电弧隔离单元(105)用来接收控制单元(106)下达的指令进行断开与闭合；所述防PID单元(107)用来接收控制单元(106)下达的指令以形成适当的直流电压加于电池板负极和地之间。

【技术特征摘要】
1.一种光伏智能电源，其特征在于，包括多个单元模块及通讯单元(103)、控制单元(106)，所有的单元模块均与控制单元(106)和通讯单元(103)相连，每个单元模块均包括输入汇集单元(101)、数据采集单元(102)、升压单元(104)、电弧隔离单元(105)及防PID单元(107)，所述输入汇集单元(101)与光伏组件相连，所述数据采集单元(102)用来采集电压和电流状态信号，所述升压单元(104)用来进行交错斩波并工作于MPPT模式，所述电弧隔离单元(105)用来接收控制单元(106)下达的指令进行断开与闭合；所述防PID单元(107)用来接收控制单元(106)下达的指令以形成适当的直流电压加于电池板负极和地之间。2.根据权利要求1所述的光伏智能电源，其特征在于，所述输入汇集单元(101)包括两个以上与光伏组件相连的输入路，每个输入路均串联有熔断器。3.根据权利要求1所述的光伏智能电源，其特征在于，所述电弧隔离单元(105)包括一个直流断路器。4.根据权利要求1所述的光伏智能电源，其特征在于，所述防PID单元(107)由一个DC/DC或AC/DC单元组成，所述防PID单元(107...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯江华，蹇芳，吴强，郭积晶，吴恒亮，张洪浩，陈艺峰，唐海燕，王南，赵香桂，刘昭翼，李少龙，张蓉，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43