本實用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)組串式逆變器應(yīng)用于高壓交流輸出時，電池板方陣為了適應(yīng)高壓的輸出，會適當(dāng)增加其電池板串聯(lián)的級數(shù)，但是當(dāng)電池板串聯(lián)的級數(shù)過多后，發(fā)生串聯(lián)失效的概率和影響將會成倍的增加，導(dǎo)致發(fā)電的損失，一種解決辦法是從電池板串聯(lián)的某一點引出一個中線，正負(fù)母線電壓分別進行尋優(yōu)控制，從而解決電池板方陣的串聯(lián)失配問題，如圖1所示，該基于組串式逆變器的光伏系統(tǒng)中101為組串式逆變器，102為帶抽頭的光伏電池板組串，當(dāng)采用上述方案后，由于兩個獨立的尋優(yōu)控制電路，當(dāng)兩個輸入組件能量不一致時，會導(dǎo)致正負(fù)母線輸入的能量不一致，從而引起正負(fù)母線電壓的不平衡，影響尋優(yōu)控制電路的工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于通過一種基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置，來解決以上背景技術(shù)部分提到的問題。

為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置，其包括平衡電路，所述平衡電路設(shè)置于基于組串式逆變器的光伏系統(tǒng)中，所述平衡電路的一端連接組串式逆變器的控制電路，另一端連接組串式逆變器的逆變橋。

特別地，所述平衡電路包括功率開關(guān)管K1、電感L1及功率開關(guān)管K2；所述功率開關(guān)管K1的一端連接組串式逆變器的控制電路，另一端連接電感L1的 一端、功率開關(guān)管K2的一端，電感L1的另一端連接光伏電池板組串，功率開關(guān)管K2的另一端與組串式逆變器的控制電路的一端連接。

特別地，所述平衡電路包括功率開關(guān)管K1、電阻R1及功率開關(guān)管K2；所述功率開關(guān)管K1的一端連接組串式逆變器的控制電路，另一端連接電阻R1的一端、功率開關(guān)管K2的一端，電阻R1的另一端連接光伏電池板組串，功率開關(guān)管K2的另一端與組串式逆變器的控制電路的一端連接。

本實用新型提出的基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置在基于組串式逆變器的光伏系統(tǒng)中設(shè)置一平衡電路，使正負(fù)母線輸入的能量一致，實現(xiàn)了帶抽頭的太陽能電池板組串中正負(fù)母線的能量平衡，解決了基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)中正負(fù)組電池板能量失配的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實用新型實施例提供的基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置應(yīng)用于二電平逆變橋的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實用新型實施例提供的基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置應(yīng)用于三電平逆變橋的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本實用新型實施例提供的基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置應(yīng)用于二電平逆變橋的具體電路結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本實用新型實施例提供的基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置應(yīng)用于三電平逆變橋的具體電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另 外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容，除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例，不是旨在于限制本實用新型。

本實施例中基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置具體包括平衡電路。所述平衡電路設(shè)置于基于組串式逆變器的光伏系統(tǒng)中。所述平衡電路的一端連接組串式逆變器的控制電路，另一端連接組串式逆變器的逆變橋。在本實施例中所述逆變橋可選用但不限于二電平逆變橋或三電平逆變橋，圖2為基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置應(yīng)用于二電平逆變橋的結(jié)構(gòu)圖，圖中201為組串式逆變器，202為帶抽頭的光伏電池板組串，203為平衡電路；圖3為本實用新型實施例提供的基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置應(yīng)用于三電平逆變橋的結(jié)構(gòu)圖，圖中301為組串式逆變器，302為帶抽頭的光伏電池板組串，303為平衡電路。

以所述組串式逆變器的控制電路包括電感、功率開關(guān)管、二極管等器件為例。所述平衡電路包括功率開關(guān)管K1、電感L1及功率開關(guān)管K2；所述功率開關(guān)管K1的一端連接組串式逆變器的控制電路，另一端連接電感L1的一端、功率開關(guān)管K2的一端，電感L1的另一端連接光伏電池板組串，功率開關(guān)管K2的另一端與組串式逆變器的控制電路的一端連接。此時，基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置應(yīng)用于二電平逆變橋的具體電路結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，圖中401為組串式逆變器，402為帶抽頭的光伏電池板組串，403為平衡電路；基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)的正負(fù)母線能量平衡控制裝置應(yīng)用于三電平逆變橋的具體電路結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，圖中501為組串式逆變器，502為帶抽頭的光伏電池板組串，503為平衡電路。需要說明的是，本實用新型并不局限于 此，平衡電路中的電感L1可以用電阻R1取代，使用能量消耗元件取代能量儲存元件，即平衡電路包括功率開關(guān)管K1、電阻R1及功率開關(guān)管K2；所述功率開關(guān)管K1的一端連接組串式逆變器的控制電路，另一端連接電阻R1的一端、功率開關(guān)管K2的一端，電阻R1的另一端連接光伏電池板組串，功率開關(guān)管K2的另一端與組串式逆變器的控制電路的一端連接；可以使用逆變橋臂替代平衡電路中功率開關(guān)管K1、功率開關(guān)管K2的開關(guān)橋臂來實現(xiàn)能量的平衡；可以使用前端尋優(yōu)控制器的控制電路橋臂替代平衡電路中功率開關(guān)管K1、功率開關(guān)管K2的開關(guān)橋臂來實現(xiàn)能量的平衡；可以單獨使用利用前端尋優(yōu)控制器的橋臂開關(guān)，通過適當(dāng)?shù)目刂品椒▉韺崿F(xiàn)能量平衡；該平衡電路可內(nèi)置在MPPT優(yōu)化器或逆變器設(shè)備中，也可作為一個獨立產(chǎn)品外置。

下面以圖4、5的具體電路結(jié)構(gòu)為例對本實用新型的工作原理扼要說明如下：1、當(dāng)前級尋優(yōu)控制電路對電池板組串進行尋優(yōu)控制時，由于組串間的差異，其能量不能保證絕對的平衡，因此會導(dǎo)致其正負(fù)母線能量不同，進而導(dǎo)致母線電壓不同；2、為了保證正負(fù)母線的能量均衡，必須對正負(fù)母線的能量進行控制從而保證正負(fù)母線能量平衡，電壓均等，其控制原理如下：A、當(dāng)正母線能量多時，開通平衡電路當(dāng)中的功率開關(guān)管K₁，讓平衡電路的電感L1儲存能量，當(dāng)能量存儲到一定值時，關(guān)斷功率開關(guān)管K₁，則電感L1當(dāng)中的能量通過功率開關(guān)管K₂的體二極管釋放到負(fù)母線；B、當(dāng)負(fù)母線能量多時，開通平衡電路當(dāng)中的功率開關(guān)管K₂，讓平衡電路的電感L1儲存能量，當(dāng)能量存儲到一定值時，關(guān)斷功率開關(guān)管K₂，則電感L1當(dāng)中的能量通過平衡電路功率開關(guān)管K₁的體二極管釋放到正母線；C、平衡電路當(dāng)中的功率開關(guān)管K₁、功率開關(guān)管K₂可以為但不限于IGBT、MOSFET管等開關(guān)器件，儲能電感L1根據(jù)實際需求進行設(shè)計；D、圖4、5所示平衡電路僅為了說明工作原理，具體有多種控制電路方案可供選擇；E、圖 4、5所示不同為逆變側(cè)采用的逆變拓?fù)洳煌煌胶怆娐返墓ぷ髟硐嗤?。另外，輸入?cè)具有多個MPPT控制時，可以在母線上使用一個平衡電路來實現(xiàn)上述功能，即該實現(xiàn)方案與MPPT路數(shù)無關(guān)。

本實用新型的技術(shù)方案在基于組串式逆變器的光伏系統(tǒng)中設(shè)置一平衡電路，使正負(fù)母線輸入的能量一致，實現(xiàn)了帶抽頭的太陽能電池板組串中正負(fù)母線的能量平衡，解決了基于組串式逆變器光伏系統(tǒng)中正負(fù)組電池板能量失配的問題。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本實用新型可以有各種改動和變化。凡在本實用新型的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。