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光伏电池阵列稳压装置制造方法及图纸

技术编号:8685059 阅读:195 留言:0更新日期:2013-05-09 04:47
本发明专利技术提出了一种光伏电池阵列稳压装置,属于光伏发电领域。该装置包括控制器和多个并联的稳压光伏电池组件,每一稳压光伏电池组件均包括一列由多个光伏电池板串联而成的光伏电池组件以及稳压电路,稳压电路中第一电感、第一电容和第二电感依次串联,光伏电池组件的第一输出端连接第一电感的自由端,第二电容的第一端作为稳压光伏电池组件的第一输出端,与第二电感的自由端连接;第二电容的第二端作为稳压光伏电池组件的第二输出端,连接光伏电池组件的第二输出端,通过功率开关管连接第一电感与第一电容的串联节点,并且通过反向二极管连接第一电容与第二电感的串联节点;控制器的采集端连接第二电容的两端且输出端连接功率开关管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光伏发电系统,尤其涉及一种光伏电池阵列稳压装置
技术介绍
目前,光伏发电系统面临的最大困难就是如何在环境温度、光照强度连续不变的情况下最大限度地利用光能。光伏发电系统的光伏电池阵列通常由多块光伏电池板串并联构成的,如附图说明图1所示,该光伏电池阵列包括M列并联的光伏电池组件且每一光伏电池组件由N个串联的光伏电池板组成。在光照均匀,光伏电池阵列没有被遮蔽的情况下,光伏发电系统的性能在很大程度上取决于环境因素。然而,在光照不均匀,光伏电池阵列被遮蔽的情况下,光伏电池阵列中遮荫部分对应的光伏电池板的输出电压和输出电流均会下降。一方面,输出电流的下降造成该串联支路内部的非正常工作,相当于不同电流值大小的电流源串联,严重时该电池板会吸收功率而生热,发生所谓“热板效应”;另一方面,输出电压的下降导致该串联支路的整体输出电压下降,与其他正常光照的串联支路相比较,相当于不同电压值大小的电压源并联,其他支路会给该支路注入电流,造成生热现象。为了解决上述问题,如图1所示,通常在每一光伏电池板的两端并联一个旁路二极管,当光伏电池未被遮蔽时该光伏电池板正常工作,旁路二级管不导通;当光伏电池板被遮蔽时,光伏电池板两端电压的极性会与正常工作时相反,旁路二极管导通,从而保护该光伏电池板,防止被遮蔽的光伏电池板由于过热而烧毁。此外,在每列光伏电池组件的一端串联一个阻塞二极管,以防止该列光伏电池组件输出的电压下降后与其他各列光伏电池组件产生电压差,进而导致反向注入电流。上述方法的最主要缺陷是会造成局部遮阴时光伏电池阵列的整体输出功率大幅下降,并且当各列光伏电池组件中串联的光伏电池板个数很多时,局部遮阴造成的支路电压差会很大,阻塞二极具有被反向击穿的危险,这使得整个光伏发电系统的稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题,特别创新地提出了一种光伏电池阵列稳压装置,提高了光伏电池阵列在局部遮荫情况下的输出功率,并且消除了各列光伏电池组件之间可能产生的电压差,从而从根本上避免了电流的反向注入,提高了整个光伏发电系统的稳定性。为了实现本专利技术的上述目的,本专利技术提供了一种光伏电池阵列稳压装置,包括控制器和多个并联的稳压光伏电池组件,其中每一稳压光伏电池组件均包括一列由多个光伏电池板串联而成的光伏电池组件以及一个稳压电路,该稳压电路由第一电感(LI)、第二电感(L2)、功率开关管(S)、二极管(D)、第一电容(Cn)和第二电容(C2)组成,该第一电感(LI)、第一电容(Cn)和第二电感(L2)依次串联,且该光伏电池组件的第一输出端连接该第一电感(LI)的自由端,该第二电感(L2)的自由端连接该第二电容(C2)的第一端,该光伏电池组件的第二输出端连接该第二电容(C2)的第二端,该第一电感(LI)与第一电容(Cn)的串联节点通过该功率开关管(S)连接该第二电容(C2)的第二端,该第一电容(Cn)与第二电感(L2)的串联节点连接该二极管(D)的正极,该二极管(D)的负极连接该第二电容(C2)的第二端;所述第二电容(C2)的第一端作为该稳压光伏电池组件的第一输出端,与下一稳压光伏电池组件的第一输出端连接;该第二电容(C2)的第二端作为该稳压光伏电池组件的第二输出端,与下一稳压光伏电池组件的第二输出端连接;所述控制器的电压采集端分别连接各稳压电路中第二电容(C2)的两端,并且该控制器的信号输出端连接该功率开关管(S)。由此,本专利技术提高了光伏电池阵列在局部遮荫情况下的输出功率,并且消除了各列光伏电池组件之间可能产生的电压差,从而从根本上避免了电流的反向注入,提高了整个光伏发电系统的稳定性。每一列光伏电池组件中各光伏电池板均并联有一个旁路二极管,从而保护该光伏电池板,防止被遮蔽的光伏电池板由于过热而烧毁,进一步提高了整个光伏发电系统的稳定性。所述控制器分别采集各稳压电路输出的实际电压Vk,并分别判断VKE是否成立,其中E表示在各列光伏电池组件上不存在遮荫部分时对应稳压电路输出的理想电压:如果不成立则表示该列光伏电池组件上不存在遮荫部分,该控制器不向对应稳压电路的功率开关管输出占空比为0.5的PWM波;如果成立则表示该列光伏电池组件上存在遮荫部分,该控制器向对应稳压器的功率开关管输出PWM波,并使得该PWM波的占空比α满足公式本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种光伏电池阵列稳压装置,其特征在于:包括控制器和多个并联的稳压光伏电池组件,其中每一稳压光伏电池组件均包括一列由多个光伏电池板串联而成的光伏电池组件以及一个稳压电路,该稳压电路由第一电感(L1)、第二电感(L2)、功率开关管(S)、二极管(D)、第一电容(Cn)和第二电容(C2)组成,该第一电感(L1)、第一电容(Cn)和第二电感(L2)依次串联,且该光伏电池组件的第一输出端连接该第一电感(L1)的自由端,该第二电感(L2)的自由端连接该第二电容(C2)的第一端,该光伏电池组件的第二输出端连接该第二电容(C2)的第二端,该第一电感(L1)与第一电容(Cn)的串联节点通过该功率开关管(S)连接该第二电容(C2)的第二端,该第一电容(Cn)与第二电感(L2)的串联节点连接该二极管(D)的正极,该二极管(D)的负极连接该第二电容(C2)的第二端;所述第二电容(C2)的第一端作为该稳压光伏电池组件的第一输出端,与下一稳压光伏电池组件的第一输出端连接;该第二电容(C2)的第二端作为该稳压光伏电池组件的第二输出端,与下一稳压光伏电池组件的第二输出端连接;所述控制器的电压采集端分别连接各稳压电路中第二电容(C2)的两端,并且该控制器的信号输出端连接该功率开关管(S)。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池阵列稳压装置,其特征在于:包括控制器和多个并联的稳压光伏电池组件,其中每一稳压光伏电池组件均包括一列由多个光伏电池板串联而成的光伏电池组件以及一个稳压电路,该稳压电路由第一电感(LI)、第二电感(L2)、功率开关管(S)、二极管(D)、第一电容(Cn)和第二电容(C2)组成,该第一电感(LI)、第一电容(Cn)和第二电感(L2)依次串联,且该光伏电池组件的第一输出端连接该第一电感(LI)的自由端,该第二电感(L2)的自由端连接该第二电容(C2)的第一端,该光伏电池组件的第二输出端连接该第二电容(C2)的第二端,该第一电感(LI)与第一电容(Cn)的串联节点通过该功率开关管(S)连接该第二电容(C2)的第二端,该第一电容(Cn)与第二电感(L2)的串联节点连接该二极管(D)的正极,该二极管(D)的负极连接该第二电容(C2)的第二端; 所述第二电容(C2)的第一端作为该稳压光伏电池组件的第一输出端,与下一稳压光伏电池组件的第一输出端连接;该第二电容(C2)的第二端作为该稳压光伏电池组件的第二输出端,与下一稳压光伏电池组件的第二输出端连接; ...

【专利技术属性】
技术研发人员:段其昌段盼唐若笠胡博杨帆
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:

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