一种高压光伏发电系统技术方案

本发明专利技术公开的一种高压光伏发电系统，属于光伏发电技术领域。若干光伏组件串联组成光伏子组串，每个光伏子组串连接有一个电气隔离控制器，所有电气隔离控制器串联后与光伏逆变器连接；电气隔离控制器包括最大功率点追踪模块和电气隔离模块，最大功率点追踪模块与电气隔离模块连接。本发明专利技术可在不提高光伏组件耐压等级的条件下实现更高的直流电压等级，同时避免了长组串带来的串联失配风险，提升光伏系统效率的同时显著降低系统成本，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高压光伏发电系统
本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种高压光伏发电系统。
技术介绍
提高光伏系统直流电压等级有助于减少线损和降低系统成本。常规光伏系统通过组件串联能够获得较大的直流电压等级，如1000V或1500V直流电压，但是在获得1000V直流电压和1500V直流电压的同时，要求组串中的光伏组件同时具有1000V或1500V的绝缘耐压水平。由于目前没有1500V以上耐压等级光伏组件，也没有相关技术标准，因此限制了光伏系统往更高直流电压等级发展。同时，在光伏组件耐压等级达到高压要求的情况下，获得更好的直流母线电压意味着需要更多光伏组件串联，而更多的串联意味着更大的串联失配几率，如此则不利于系统电量的提高。
技术实现思路
为了解决上述现有问题，本专利技术的目的在于提供一种高压光伏发电系统，在不提高光伏组件耐压等级的条件下实现了更高的直流电压等级，同时避免了长组串带来的串联失配风险，提升光伏系统效率的同时显著降低系统成本。本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种高压光伏发电系统，若干光伏组件串联组成光伏子组串，每个光伏子组串连接有一个电气隔离控制器，所有电气隔离控制器串联后与光伏逆变器连接；电气隔离控制器包括最大功率点追踪模块和电气隔离模块，最大功率点追踪模块与电气隔离模块连接。优选地，光伏子组串内光伏组件的数量x：1≤x≤[V/Voct]，其中[]为取整符号，V为光伏组件的直流电压等级，Voct为光伏组件在当地极限低温下的最大开路电压。优选地，电气隔离控制器的数量y：2≤y≤[V/Voct]，其中[]为取整符号，V为光伏组件的直流电压等级，Voct为光伏组件在当地极限低温下的最大开路电压。优选地，光伏子组串内任一光伏组件的对地电压不高于与其连接的电气隔离控制器的输入电压。优选地，最大功率点追踪模块为MTTP控制器。优选地，电气隔离模块为隔离电路。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的一种高压光伏发电系统，光伏组件不直接串联形成组串，而是由若干个光伏组件先串联形成光伏子组串，每一光伏子组串接入一个带有最大功率跟踪和电气隔离功能的电气隔离控制器，电气隔离控制器再串联形成更高电压的光伏组串，该光伏组串再接入逆变器进行并网发电。电气隔离控制器输入侧与输出侧对地电势解耦，即电气隔离控制器输出侧由于相互串联所增加的对地电势累积不影响任一电气隔离控制器输入侧的子组串对地电势。最大功率点追踪模块能够对输入的光伏子组串进行最大功率点跟踪，保证光伏组件最大出力，并消除自组串间的串联失配，电气隔离模块能够实现输出侧和输入侧对地电位上的解耦，同时输出侧对地电压的累积不会抬高输入侧的对地电压。本专利技术可在不提高光伏组件耐压等级的条件下实现更高的直流电压等级，同时避免了长组串带来的串联失配风险，提升光伏系统效率的同时显著降低系统成本，具有良好的应用前景。进一步地，光伏子组串内光伏组件的数量，取决于其在极端低温情况下开路电压之和不高于逆变器直流侧最大输入电压。因此随着直流侧电压的增加，光伏组串内的光伏组件数量会响应增加，同时，组件开路电压随环境温度降低而升高。进一步地，电气隔离控制器的数量，电气隔离控制器的数量既可以一块组件一个，也可以多个光伏组件组成的光伏子组串一个，取决于任一光伏子组串电压不高于光伏组件耐压等级，同时考虑成本因素。附图说明图1为本专利技术实施例1的光伏系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例2的光伏系统的结构示意图；图3为本专利技术电气隔离控制器的结构原理示意图。图中：1为光伏组件，2为电气隔离控制器，21为最大功率点追踪模块，22为电气隔离模块，3为光伏逆变器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细描述，其内容是对本专利技术的解释而不是限定：本专利技术的高压光伏发电系统，若干光伏组件1串联组成光伏子组串，光伏子组串内光伏组件1的数量x：1≤x≤[V/Voct]，其中，[]为取整符号，直接取整数部分。V为光伏组件1的直流电压等级，Voct为光伏组件1在当地极限低温下的最大开路电压。每个光伏子组串连接有一个电气隔离控制器2，光伏子组串内任一光伏组件1的对地电压不高于与其连接的电气隔离控制器2的输入电压；所有电气隔离控制器2串联后与光伏逆变器3连接，电气隔离控制器2的数量y：2≤y≤[V/Voct]，其中V为光伏组件1的直流电压等级，Voct为光伏组件1在当地极限低温下的最大开路电压。如图3，电气隔离控制器2包括最大功率点追踪模块21和电气隔离模块22，最大功率点追踪模块21与电气隔离模块连接22。光伏组件1输出正负极接入电气隔离控制器2的输入侧正负极。电气隔离控制器2包含DC/DC即最大功率点追踪模块(MPPT)21功能模块和电气隔离模块22两大功能模块。首先最大功率点追踪模块21通过DC/DC变换对接入的光伏组件1最大功率输出点进行寻优，寻优输出至电气隔离模块22。电气隔离模块22实现输出和输入侧的电压隔离，即输入侧和输出侧的正负极电势差相关，但是输入侧和输出侧的电极的对地电势相互独立。因此实现了光伏组件1输出端对地电势与光伏组串总电压解耦。其内部的电能流向，可以是输入侧到最大功率点追踪模块21到电气隔离模块22再到输出侧，也可以是输入侧到电气隔离模块22到最大功率点追踪模块21再到输出侧。最大功率点追踪模块21可以采用MTTP控制器。电气隔离模块22可以采用隔离电路。实施例1如图1，每一光伏组件1单独连接一台电气隔离控制器2。电气隔离控制器2间相互串联形成高电压，输入光伏逆变器3直流侧。该电气隔离控制器2具备最大功率点跟踪功能和输入侧与输出侧电压隔离能力。举例说明输入测和输出测的电压隔离能力，如每一光伏组件1的最大输出电压为40V，经电气隔离控制器2MPPT跟踪后最大输出电压为45V。一个光伏子组串中包含50个光伏组件1，每一光伏组件1均先接入一台电气隔离控制器2，共50台电气隔离控制器2。50台电气隔离控制器2串联后总电压提升至2250V。假设组串负极接地，则从负极起第一台电气隔离控制器2负极输出侧对地电压为0V，正极输出侧对地最大电压为45V。同时由于输出侧与输入侧电气隔离，第一台电气隔离控制器2负极输入侧(光伏组件1负极输出侧)对地电压为0V，正极输入侧(光伏组件1正极输出侧)最大对地电压为40V，第二台电气隔离控制器2负极对地最大电压为40V，因此正极最大对地电压为90V。同时由于输出侧与输入侧电气隔离，第二台电气隔离控制器2负极输入侧(光伏组件1负极输出侧)对地电压为0V，正极输入侧(光伏组件1正极输出侧)对地最大电压为40V。以此类推第n台电气隔离控制器2负极对地最大电压为(n-1)*45V，正极最大对地为n*45V。同时由于输出侧与输入侧电气隔离，第一台电气隔离控制器2负极输入侧(光伏组件1负极输出侧)对地电压为0V，正极输入侧(光伏组件1正极输出侧)对地最大电压为40V。因此在这种系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压光伏发电系统，其特征在于，若干光伏组件(1)串联组成光伏子组串，每个光伏子组串连接有一个电气隔离控制器(2)，所有电气隔离控制器(2)串联后与光伏逆变器(3)连接；/n电气隔离控制器(2)包括最大功率点追踪模块(21)和电气隔离模块(22)，最大功率点追踪模块(21)与电气隔离模块连接(22)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压光伏发电系统，其特征在于，若干光伏组件(1)串联组成光伏子组串，每个光伏子组串连接有一个电气隔离控制器(2)，所有电气隔离控制器(2)串联后与光伏逆变器(3)连接；
电气隔离控制器(2)包括最大功率点追踪模块(21)和电气隔离模块(22)，最大功率点追踪模块(21)与电气隔离模块连接(22)。


2.根据权利要求1所述的高压光伏发电系统，其特征在于，光伏子组串内光伏组件(1)的数量x：1≤x≤[V/Voct]，其中[]为取整符号，V为光伏组件(1)的直流电压等级，Voct为光伏组件(1)在当地极限低温下的最大开路电压。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭文博，郑建涛，李晓磊，高虎，刘大为，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11