光伏并网逆变器控制系统的最大功率追踪装置制造方法及图纸

本发涉及一种光伏并网逆变器控制系统的最大功率追踪装置，设有光伏组串端口的MPPT模块、电压调节器和电流调节器；通过比较与之连接的多路光伏组串的多个开路电压和多个最大功率点的电压重新确定与MPPT线路连接的多路光伏组串的匹配关系，在工作状态和待命状态中切换。可以灵活、智能地选择多个MPPT对多路光伏组件的跟踪方式，实现对多路光伏组件的最大功率追踪，提高光伏并网逆变器的工作效率。提高光伏并网逆变器的工作效率。提高光伏并网逆变器的工作效率。

Maximum power tracking device of photovoltaic grid connected inverter control system

【技术实现步骤摘要】
光伏并网逆变器控制系统的最大功率追踪装置


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种光伏并网逆变器控制系统的最大功率追踪装置。

技术介绍

[0002]为了解决传统能源消耗以及环境污染问题，光伏发电在世界范围内获得空前发展。然而，光伏电池的光电转化效率非常有限，除了受到其自身内部特性影响，还容易受到外界环境(如光照强度，温度)和负载等情况的影响。为提高发电效率，最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking,MPPT)就成为光伏发电系统的重要环节。在光伏并网逆变器使用场景中，多路的光伏组串通常各自独立地与光伏逆变器的多路输入端连接，需要对不同的光伏组串线路手动选择不同的MPPT追踪方式，实现对多路光伏组串的最大功率追踪。然而，手动选择MPPT追踪方式执行起来非常麻烦，效率低易出错。目前并没有相关技术公开关于如何实现自动追踪，并使用尽量少的MPPT计算资源，提高多路光伏组串总输出功率。

技术实现思路

[0003]基于以上技术问题，本专利技术提出一种光伏并网逆变器控制系统的最大功率追踪装置，所述装置包括设有光伏组串端口的MPPT模块、电压调节器和电流调节器；所述MPPT模块包括多个MPPT线路，每个所述MPPT线路通过所述光伏组串端口与一路或多路光伏组串连接，获取一路或多路光伏组串的最大功率点的电压和/或开路电压、以及与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的它路光伏组串的电压；所述MPPT线路通过比较与之连接的多路光伏组串的多个开路电压和多个最大功率点的电压重新确定与之连接的所述多路光伏组串的匹配关系，并根据所述匹配关系在工作状态和待命状态中切换。
[0004]本装置可以灵活、智能地选择多个MPPT对多路光伏组串的跟踪方式，实现对多路光伏组串的最大功率追踪，提高了光伏并网逆变器的工作效率。
附图说明
[0005]图1、一些实施方式的光伏并网逆变器控制系统原理图；图2、一些实施方式的最大功率追踪装置的主要模块图，其中MPPT模块中包括N个MPPT线路：MPPT1
……
MPPT N，PV表示光伏组串，与光伏组串连接并跟踪最大功率点的MPPT1和MPPT2正处于工作状态，MPPT N处于待命状态。
具体实施方式
[0006]本专利技术涉及的光伏阵列，其光伏组串主要包括基于半导体PN结上接受太阳光照产生光生伏特效应将光能转换成电能的能量转换器件。
[0007]本专利技术涉及的光伏并网逆变器控制系统包括原理如图1所示的基于两级的结构；
其中前级DC
‑
DC升压电路工作在输入电压闭环控制方式下实现光伏阵列的最大功率点跟踪(maximum power point tracking；MPPT)，后级的DC
‑
AC逆变电路通过锁相环跟踪电网电压,控制并网电流与电网电压同频、同相，实现纯有功并网，使光伏系统的输出满足电网的需求。
[0008]一些实施方式的光伏并网逆变器控制系统的最大功率追踪装置，其中的主要模块如图2，包括设有光伏组串端口的MPPT模块；MPPT模块包括多个MPPT线路，每个MPPT线路通过所述光伏组串端口与一路或多路光伏组串连接，获取一路或多路光伏组串的最大功率点的电压和/或开路电压、以及与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的它路光伏组串的电压；所述MPPT线路通过比较与之连接的多路光伏组串的多个开路电压和多个最大功率点的电压重新确定与之连接的所述多路光伏组串的匹配关系，并根据所述匹配关系在工作状态和待命状态中切换。
[0009]需要说明的是，一个MPPT模块包括的MPPT线路数目通常可以实现与光伏系统中的需要跟踪的所有光伏组串的线路总数匹配，即MPPT模块具备足够的MPPT线路资源可以调用。
[0010]一些实施方式的最大功率追踪装置，MPPT线路根据匹配关系在工作状态和待命状态中切换的步骤包括：将多路光伏组串的多个开路电压排序；如果多路光伏组串的多个开路电压的极差在第一阈值范围内，命令多路光伏组串连接的MPPT线路保持工作状态。
[0011]其中，术语“极差”在本专利技术中主要包括：多个开路电压中(或其他方式定义的电压值)的最大开值与最小值的差，可以认为是范围误差。术语“开路电压”在本专利技术中指在外电阻区域无穷大时，测试得到的电压。本专利技术中可以通过扫描装置测得光伏组建的开路电压，储存在存储器待调用。
[0012]一些实施方式的最大功率追踪装置，优选地，每路光伏组串最多可连接一个MPPT线路；任何一路光伏组串在重新匹配一个MPPT线路时需要先将其与原连接的MPPT线路断开。
[0013]一些实施方式的最大功率追踪装置，MPPT线路根据匹配关系在工作状态和待命状态中切换的步骤包括：将多路光伏组串的多个最大功率点的电压排序；若所述多路光伏组串的所述多个最大功率点的电压的极差在第二阈值范围内，命令所述多路光伏组串连接的MPPT线路保持工作状态。
[0014]其中，术语“最大功率点”表示在光伏组串伏安特性曲线中的功率输出最大时对应的电压值和电流值。
[0015]一些实施方式的最大功率追踪装置，MPPT线路根据所述匹配关系在工作状态和待命状态中切换的步骤包括：将所述多路光伏组串的与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的它路光伏组串的电压排序；若所述多路光伏组串的所述多个与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的
它路光伏组串的电压的极差在第三阈值范围内，命令所述多路光伏组串连接的MPPT线路保持工作状态。
[0016]一些实施方式，与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的它路光伏组串的电压包括：每路光伏组串输出与所述多路光伏组串中最大功率最小的光伏组串的最大功率相等的功率时所对应的电压值，优选为靠近其开路电压的电压值。
[0017]一些实施方式的最大功率追踪装置，MPPT线路根据所述匹配关系在工作状态和待命状态中切换的步骤包括：S1若所述同一线路的MPPT线路所连接的多路光伏组串的所述最大功率点的电压的极差大于所述第一阈值，则：S2依次比较所述最大功率点的电压排序中两个相邻的电压差值δU，找到两个相邻的电压差值δU最大的两路光伏组串第一路光伏组串和第二路光伏组串；S3将所述第一路光伏组串与所述最大功率点的电压排在其之前的光伏组串并入第一组；将该所述第二路光伏组串与所述最大功率点的电压排在其之后的光伏组串并入第二组；S4所述第一组光伏组串仍然与原连接的所述MPPT线路连接；S5所述第二组光伏组串与原连接的所述MPPT线路断开，并分配一个处于待命状态的MPPT线路与所述第二组光伏组串连接。
[0018]一些实施方式的最大功率追踪装置的MPPT模块被执行一种初始化方法，与所有光伏组串线路匹配，该初始化方法具体包括：S1将光伏系统中的所有共计N个光伏组串与第一MPPT线路连接；S2将N个光伏组串的N个开路电压排序；S3按照设定的阈值U1，将N个开路电压的极差U2与U1比较，如果U2小于或等于U1，命令N路光伏组串连接的MPPT线路保持工作状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光伏并网逆变器控制系统的最大功率追踪装置，其特征在于，所述装置包括设有光伏组串端口的MPPT模块、电压调节器和电流调节器；所述MPPT模块包括多个MPPT线路，每个MPPT线路通过所述光伏组串端口与一路或多路光伏组串连接，获取所述一路或多路光伏组串的最大功率点的电压和/或开路电压、以及与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的它路光伏组串的电压；所述MPPT线路通过比较与之连接的多路光伏组串的多个最大功率点的电压和/或多个开路电压，重新确定与之连接的所述多路光伏组串的匹配关系，并根据所述匹配关系在工作状态和待命状态中切换；所述MPPT线路在工作状态和待命状态中切换的步骤包括：将所述多路光伏组串的与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的它路光伏组串的电压排序；若所述多路光伏组串的所述多个与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的它路光伏组串的电压的极差在第三阈值范围内，命令所述多路光伏组串连接的MPPT线路保持工作状态。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每路光伏组串最多可连接一个MPPT线路；任何一路光伏组串连接另一个MPPT线路时需要先将其与原连接的MPPT线路断开。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述MPPT线路在工作状态和待命状态中切换的步骤包括：将所述多路光伏组串的多个开路电压排序；如果所述多路光伏组串的多个开路电压的极差在第一阈值范围内，命令所述多路光伏组串连接的MPPT线路保持工作状态。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述MPPT线路在工作状态和待命状态中切换的步骤还包括：将所述多路光伏组串的多个最大功率点的电压排序；若所述多路光伏组串的所述多个最大功率点的电压的极差在第二阈值范围内，命令所述多路光伏组串连接的MPPT线路保持工作状态。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述与一路光伏组串的最大功率点的功率值对应的它路光伏组串的电压为每路光伏组串输出与所述多路光伏组串中最大功率最小的光伏组串的最大功率相等的功率时所对应的电压值中最靠近其开路电压的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继征，仇鹤，陈子栋，
申请(专利权)人：帝森克罗德集团有限公司，
类型：发明
国别省市：