星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣正常工作時(shí)，星角型并網(wǎng)平衡控制器獲得某相交 流串聯(lián)式光伏方陣需啟動(dòng)故障恢復(fù)后的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置時(shí)，星 角型并網(wǎng)平衡控制器依據(jù)啟動(dòng)故障恢復(fù)后的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置 數(shù)據(jù)，結(jié)合三相平衡控制策略向星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中所有串聯(lián)式光伏方陣高壓 隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置下傳對(duì)應(yīng)的星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的相位、頻率和電壓信 息，串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中控制器模塊依據(jù)收到的相位、頻率、電壓 數(shù)據(jù)及同步脈沖，控制Η電橋功率驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)交流隔離輸出模塊輸出交流功率。
[0070] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0071] 1、提高了星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的輸出電壓，降低了輸出電流；
[0072] 2、高壓交流輸電電纜損耗減小，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離長(zhǎng)線(xiàn)傳輸；
[0073] 3、星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣由于電壓等級(jí)提高，可實(shí)現(xiàn)該電壓等級(jí)下的無(wú)變 壓器輸出，減少損耗、降低成本；
[0074] 4、相對(duì)并聯(lián)式光伏方陣，通過(guò)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置，星型 三相交流串聯(lián)式光伏方陣可實(shí)現(xiàn)逆變器化整為零，就地安裝摒棄逆變器控制室及相關(guān)設(shè) 備；
[0075] 5、星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中，每個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié) 裝置統(tǒng)一受星角型并網(wǎng)平衡控制器協(xié)調(diào)管理，具備三相平衡最佳功率調(diào)節(jié)、有功補(bǔ)償、無(wú)功 補(bǔ)償輸出的能力及能量調(diào)度管理，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量；
[0076] 6、由于光伏組串發(fā)電易受到云的影響，輸出功率波動(dòng)較大，本發(fā)明在星型三相交 流串聯(lián)式光伏方陣中增加一定的儲(chǔ)能設(shè)備，而且儲(chǔ)能能量在三相交流串聯(lián)式光伏方陣中共 享，保證星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣輸出功率相對(duì)平衡、穩(wěn)定，同時(shí)可對(duì)電網(wǎng)短時(shí)支撐。
[0077] 7、由于星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣輸出電壓提高，可在并網(wǎng)點(diǎn)并網(wǎng)輸出，摒棄 了匯流、集中逆變、變壓器設(shè)備，大大降低了、功率損耗及成本；
[0078] 8、由于串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置采用模塊化方式，自然風(fēng)冷體 積小，使工程安裝方便、使用可靠；
[0079] 9、通過(guò)儲(chǔ)能容量的增加，大大改善光伏發(fā)電對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)影響，有利于高比例接入 電網(wǎng)，大大減少棄光現(xiàn)象。
[0080] 10、由于大量減少直流匯流箱、直流柜及直流電流電纜，大大降低由于直流拉電弧 的幾率，避免由此引發(fā)的火災(zāi)發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0081] 圖1為星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中單相交流串聯(lián)式光伏方陣原理框圖；
[0082] 圖2為星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣第m個(gè)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào) 節(jié)裝置與儲(chǔ)能原理圖；
[0083] 圖3為星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣系統(tǒng)框圖；
[0084] 圖4為Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路原理圖；
[0085] 圖5為現(xiàn)有技術(shù)的集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)框圖；
[0086] 圖6為現(xiàn)有技術(shù)的組串式光伏發(fā)電系統(tǒng)框圖；
[0087] 圖7為串聯(lián)式光伏直流方陣系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0088] 以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0089] 本發(fā)明星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣由Α相、Β相、C相三個(gè)單相交流串聯(lián)式光伏 方陣、公共儲(chǔ)能電池組E_ABC，以及星角型并網(wǎng)平衡控制器組成。A相、B相、C相三個(gè)單相交 流串聯(lián)式光伏方陣星型連接，組成星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣，并在A相、B相、C相三個(gè) 單相交流串聯(lián)式光伏方陣的公共連接點(diǎn)與公共儲(chǔ)能電池組E_ABC連接；星型三相交流串聯(lián) 式光伏方陣輸出端與星角型并網(wǎng)平衡控制器輸入端連接，星角型并網(wǎng)平衡控制器輸出端與 并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)三相電源連接，在星角型并網(wǎng)平衡控制器控制下，協(xié)調(diào)三相交串聯(lián)式光伏方陣 平衡輸出。
[0090] 如圖1所示，所述的單相交流串聯(lián)式光伏方陣由m臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交 流功率調(diào)節(jié)裝置串聯(lián)組成，m為多1的整數(shù)。
[0091] 所述的單相交流串聯(lián)式光伏方陣中，第1臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào) 節(jié)裝置的輸出尾端Acl_2與第2臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸出首端 Ac2_l連接，第2臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出尾端Ac2_2與第3臺(tái)串 聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出首端Ac3_l連接，依此類(lèi)推，第m-1臺(tái)串聯(lián)式 光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出尾端Acm-1_2與第m臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離 交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出首端Acm_l連接，組成單相交流串聯(lián)式光伏方陣。第1臺(tái)串聯(lián)式光 伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出的首端Acl_l為單相交流串聯(lián)式光伏方陣的首輸 出Uabc端，第m臺(tái)串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置輸出尾端Acm_2為單相交流 串聯(lián)式光伏方陣的尾輸出Uo端，同時(shí)也與一組公共E_ABC儲(chǔ)能電池組連接。每臺(tái)串聯(lián)式光 伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的輸入端連接光伏組串的輸出端。
[0092] 星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中，A相串聯(lián)光伏方陣的尾端Acm_2、B相串聯(lián)光伏 方陣的尾端Acm_2和C相串聯(lián)光伏方陣的尾端Acm_2連接，A相串聯(lián)光伏方陣的尾端Acm_2、 B相串聯(lián)光伏方陣的尾端Acm_2和C相串聯(lián)光伏方陣的尾端Acm_2均與公共儲(chǔ)能電池組E_ ABC連接，該連接點(diǎn)為Uo, Uo也是星形三相平衡交流串聯(lián)式光伏方陣的公共輸出端。單相 交流串聯(lián)式光伏方陣中的首端Uabc分別為星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣中Ua、Ub和Uc， 也是星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的Ua、Ub和Uc輸出并與星角型并網(wǎng)平衡控制器的Ua、 Ub和Uc輸入連接，該星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的首端Ua、Ub、Uc相對(duì)其尾端連接點(diǎn)Uo 的輸出相電壓值分別為Va、Vb、Vc〇
[0093] 考慮光伏組串發(fā)電易受到云的影響，輸出功率波動(dòng)較大，利用星型三相交流串聯(lián) 式光伏方陣的三相交流串聯(lián)式光伏方陣之間的公共連接點(diǎn)Uo,電位相等的特點(diǎn)，在公共連 接點(diǎn)處接入一組E_ABC公共儲(chǔ)能電池組，通過(guò)每相交流串聯(lián)式光伏方陣對(duì)E_ABC公共儲(chǔ)能 電池組的充放電控制，保證星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣輸出功率相對(duì)平衡、穩(wěn)定。
[0094] 如圖3所示，星角型并網(wǎng)平衡控制器由并網(wǎng)交流接觸器Jabc、斷路器Kabc、電流/ 電壓傳感器Dabc及PLC控制器組成。所述的斷路器Kabc的輸出端也是星角型并網(wǎng)平衡控 制器的輸出端與并網(wǎng)點(diǎn)三相電源連接；斷路器Kabc的輸入端和電流傳感器Dabc串聯(lián)，并與 電壓傳感器Dabc、并網(wǎng)交流接觸器Jabc輸出并聯(lián)；并網(wǎng)交流接觸器Jabc輸入也是星角型 并網(wǎng)平衡控制器的Ua、Ub、Uc輸入與三相交流串聯(lián)式光伏方陣的輸出Ua、Ub、Uc連接。星型 三相交流串聯(lián)式光伏方陣的輸出Ua、Ub、Uc端通過(guò)并網(wǎng)交流接觸器Jabc、電流傳感器Dabc、 斷路器Kabc與并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)三相電源連接。星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣的輸出Uo與星角 型并網(wǎng)平衡控制器零點(diǎn)連接，也是并網(wǎng)點(diǎn)的零線(xiàn)。
[0095] 所述的PLC控制器包括邏輯分析控制模塊、時(shí)序控制模塊、模擬控制模塊、多機(jī)通 信模塊、輸入控制模塊和輸出控制模塊。多機(jī)通信模塊通訊TDA、TDB、TDC端口分別對(duì)應(yīng)與 三相交流串聯(lián)式光伏方陣每相的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置連接，連接于 所述串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的控制器模塊的通訊電路輸入輸出TD_A、 TD_B、TD_C端口，多機(jī)通信模塊與星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣實(shí)時(shí)交互數(shù)據(jù)，PLC控制器 依據(jù)控制策略計(jì)算分析，并提供串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置的相位、同步 時(shí)間及輸出功率數(shù)據(jù)。時(shí)序控制模塊同步輸出TBA、TBB、TBC端口分別對(duì)應(yīng)與A~C三相交 流串聯(lián)式光伏方陣每相中的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置連接，連接于控制 器模塊的同步電路輸入TB_A、TB_B、TB_C端子；PLC控制器通過(guò)時(shí)序控制模塊同步輸出TBA、 TBB、TBC端口實(shí)時(shí)為星型A~C三相交流串聯(lián)式光伏方陣每相的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離 交流功率調(diào)節(jié)裝置提供同步過(guò)零點(diǎn)脈沖。
[0096] 輸入控制模塊與電流、電壓傳感器Dabc數(shù)據(jù)輸出端連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)電壓、電 流和頻率變化，并將檢測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)三相電源的數(shù)據(jù)信息經(jīng)邏輯分析控制模塊進(jìn)行分析計(jì)算， 通過(guò)多機(jī)通信模塊給出星型A~C每相交流串聯(lián)式光伏方陣相位及數(shù)據(jù)信息，通過(guò)時(shí)序控 制模塊同步輸出TBA、TBB、TBC端口輸出星型A~C每相交流串聯(lián)式光伏方陣的過(guò)零點(diǎn)同步 信號(hào)。輸出控制模塊與并網(wǎng)交流接觸器Jabc控制端連接，控制并網(wǎng)交流接觸器Jabc的通 斷。
[0097] 如圖2所示，組成單相交流串聯(lián)式光伏方陣的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率 調(diào)節(jié)裝置由η個(gè)最大功率跟蹤模塊、儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1、控制器模塊U2、電源模塊U6 和交流隔離輸出模塊U7組成，η為多1的整數(shù)。
[0098] 所述的光伏組串的輸出端與串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置中最大 功率跟蹤模塊的輸入端Pv_in連接，經(jīng)該最大功率跟蹤模塊對(duì)光伏組串ΜΡΡΤ最大功率跟蹤 輸出功率；η個(gè)最大功率跟蹤模塊的輸出端Pm_out并聯(lián)，并聯(lián)后的η個(gè)最大功率跟蹤模塊 輸出端Pm_out再分別與儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1、電源模塊U6輸入端Uin并聯(lián)；η個(gè)最大功 率跟蹤模塊提供儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1、電源模塊U6電源。其中電源模塊U6的輸出Uout 與控制器模塊U2的電源輸入端Vdc連接，提供控制器模塊U2的工作電源；控制器模塊U2 的采樣電路輸入端和控制輸出端分別與η個(gè)最大功率跟蹤模塊，以及儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊 U1連接；儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1的輸出端Pol、Po2與交流隔離輸出模塊U7輸入L2連接， 交流隔離輸出模塊U7的輸出Acm_l、Acm_2與相鄰的串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào) 節(jié)裝置輸出Acm_l、Acm_2串聯(lián)；儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1與公共儲(chǔ)能電池組E_ABC連接。
[0099] 所述的最大功率跟蹤模塊由儲(chǔ)能電感L1、儲(chǔ)能電容C1、功率開(kāi)關(guān)Q1、續(xù)流二極管 D1、電流傳感器A1和匯流母排H+、-組成。每一串光伏組串的正負(fù)輸出端與最大功率跟蹤 模塊的正輸入端Pv_in+、負(fù)輸入端Pv_in-連接，最大功率跟蹤模塊的正輸入端Pv_in+與儲(chǔ) 能電感L1的一端連接，儲(chǔ)能電感L1的另一端分別與功率開(kāi)關(guān)Q1的正端Q+和續(xù)流二極管 D1正極連接，續(xù)流二極管D1的負(fù)極分別與儲(chǔ)能電容C1正極、電流傳感器A的正輸入端連 接；電流傳感器A的負(fù)輸入端與匯流母排正H+端連接，光伏組串的負(fù)輸入端分別與功率開(kāi) 關(guān)Q1的負(fù)端Q-、儲(chǔ)能電容C1負(fù)極、匯流母排H-負(fù)端連接，匯流母排的正端H+、負(fù)端H-也 為最大功率跟蹤模塊的正輸出端Pm_out+、負(fù)輸出端Pm_out-;功率開(kāi)關(guān)Q1的控制端gl與 控制器U2中的光隔電路U5對(duì)應(yīng)輸出端連接；
[0100] 所述的儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1由儲(chǔ)能控制電路、Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路、匯流母排電 壓傳感器V3、相位監(jiān)測(cè)電壓傳感器VI和保護(hù)繼電器J1組成。Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路的輸入正 負(fù)端UH+、UH-分別與儲(chǔ)能控制電路、匯流母排電壓傳感器V3在匯流母排正負(fù)極Η+、Η-上并 聯(lián)；Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路輸出端Pol、Po2分別與保護(hù)繼電器J1開(kāi)關(guān)Jl_l接點(diǎn)兩端、相位監(jiān)測(cè) 電壓傳感器VI、交流隔離輸出模塊U7的輸入端L2繞組并聯(lián)。在星型三相交流串聯(lián)式光伏 方陣正常工作時(shí)，當(dāng)某串聯(lián)式光伏方陣高壓隔離交流功率調(diào)節(jié)裝置沒(méi)有功率輸出或出現(xiàn)故 障時(shí)，為保證星型三相交流串聯(lián)式光伏方陣正常工作，Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路輸出端Pol、Po2經(jīng) 保護(hù)繼電器J1常閉接點(diǎn)Jl_l短路，使變壓器輸入內(nèi)阻r = 0 Ω，依據(jù)變壓器原理，輸出阻抗 R = B2r，其中B為變壓器變比，r為變壓器輸入阻抗，由此輸出阻抗R = 0 Ω，不會(huì)影響星型 三相交流串聯(lián)式光伏方陣正常工作。
[0101] 所述的Η電橋率驅(qū)動(dòng)電路由相位監(jiān)測(cè)電壓傳感器Vl、4只功率開(kāi)關(guān)管Q2~Q5和 4只續(xù)流二極管D2~D5組成；每只功率開(kāi)關(guān)管有一個(gè)控制輸入端、一個(gè)功率輸入端和一個(gè) 功率輸出端。如圖4所示每只功率開(kāi)關(guān)管的輸入端和輸出端反向并聯(lián)一只續(xù)流二極管；每 2只功率開(kāi)關(guān)管串聯(lián)，即D2與D3、D4與D5串聯(lián)，組成2組Η橋臂電路；每組Η橋臂電路中， 一只功率開(kāi)關(guān)管功率輸入端與另一只功率開(kāi)關(guān)管的輸出端串聯(lián)，連接點(diǎn)為Η橋臂電路的功 率輸出端Pol、Ρ〇2 ;2組Η橋臂電路的兩端分別為Η橋臂電路的正輸入端和負(fù)輸入端；2組 Η橋臂電路并聯(lián)組成Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路，并聯(lián)后的Η橋臂電路的正端UH+和負(fù)端UH-也是Η 橋功率驅(qū)動(dòng)電路的正端UH+和負(fù)端UH-，2組Η橋臂電路的功率輸出端Pol、Ρο2也為Η橋率 驅(qū)動(dòng)電路的2個(gè)功率輸出端Pol、Ρ〇2,4只功率開(kāi)關(guān)管的控制輸入端g2~g5也是Η橋功率 驅(qū)動(dòng)電路的4個(gè)控制輸入端g2~g5。
[0102] 所述的儲(chǔ)能控制電路由一只功率開(kāi)關(guān)管Q7和充放電電流檢測(cè)傳感器A1組成。功 率開(kāi)關(guān)管Q7的一端通過(guò)串聯(lián)的充放電電流檢測(cè)傳感器A1與Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路的輸入正端 UH+及匯流母排正極Η+連接，功率開(kāi)關(guān)管Q7的另一端為儲(chǔ)能控制電路的公共儲(chǔ)能電池組 充放電接入端HL+，并與公共儲(chǔ)能電池組正極連接；公共儲(chǔ)能電池組負(fù)極與匯流母排負(fù)極 Η-連接；功率開(kāi)關(guān)管Q7控制端g7也是儲(chǔ)能控制電路的控制端，并與控制器模塊U2光隔驅(qū) 動(dòng)電路U5連接。
[0103] 所述的控制器模塊由CPU、A/D采樣電路U4、光隔電路U5、同步電路U8和雙向通訊 電路U3組成。所述的A/D采樣電路U4的輸入端A_1~A_n和Al_l分別對(duì)應(yīng)與η個(gè)最大 功率跟蹤模塊的電流傳感器Α和儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1充放電電流檢測(cè)電流傳感器Α1的 輸出端連接，A/D采樣電路U4的輸入端V_1~V_3分別與儲(chǔ)能DC/AC轉(zhuǎn)換模塊U1的Η橋功 率驅(qū)動(dòng)電路的相位監(jiān)測(cè)電壓傳感器VI、儲(chǔ)能電池組電壓傳感器檢測(cè)端口 V_2、匯流母排電 壓傳感器V2連接。所述光隔電路U5的輸入端與控制器模塊中CPU的I/O端口連接，光隔 電路U5的輸出端gl_l~gn_l分別對(duì)應(yīng)與η個(gè)最大功率跟蹤模塊的功率開(kāi)關(guān)Q1控制輸入 端gl連接；光隔電路U5的輸出端g2~g7分別對(duì)應(yīng)與Η橋功率驅(qū)動(dòng)電路的4個(gè)控制輸入 端g2~g5和保護(hù)繼電器電路的控制開(kāi)關(guān)管Q6的控制輸入端g6和儲(chǔ)能電路控制端g7連