一種光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池連接優(yōu)化電路，尤其涉及一種光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能行業(yè)作為一種低碳可再生能源，正在世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，各國安裝量逐年增長(zhǎng)。光伏系統(tǒng)中光伏組件是最重要的核心部件，承擔(dān)著由光能轉(zhuǎn)換為電能的功能。目前，為避免光伏組件的“熱斑效應(yīng)”，一般對(duì)光伏組件的電池串進(jìn)行旁路保護(hù)，當(dāng)光伏組件的電池串被旁路保護(hù)時(shí)，此光伏組件的電池串將不產(chǎn)生任何電能，造成能源浪費(fèi)。
[0003]在光伏發(fā)電系統(tǒng)中一般選用性能一致的光伏組件通過串、并聯(lián)的方式構(gòu)成，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循光伏組件盡可能不被遮蔽的原則，但實(shí)際中，光伏發(fā)電系統(tǒng)不可避免存在光伏組件被遮蔽的情況，而且即便選了一致性好的光伏組件，但由于光伏組件老化的緣故也將導(dǎo)致光伏組件輸出不一致，為此，一般光伏系統(tǒng)中都設(shè)有MPPT最大功率跟蹤功能，以求光伏發(fā)電系統(tǒng)工作在最大功率點(diǎn)上，使系統(tǒng)發(fā)電量達(dá)到最大。通常由于光伏發(fā)電系統(tǒng)龐大，系統(tǒng)MPPT最大功率跟蹤功能并不能很快找到最大功率點(diǎn)，而且，容易產(chǎn)生誤判，即并沒有找到光伏發(fā)電系統(tǒng)真正的最大功率點(diǎn)。在光伏組件的電池串設(shè)有MPPT最大功率追蹤功能，可以使光伏發(fā)電系統(tǒng)迅速并準(zhǔn)確地找到系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)。
[0004]當(dāng)某一個(gè)光伏組件受到遮擋時(shí)，由于電池串的串聯(lián)，當(dāng)一個(gè)組件的某部分受到遮擋時(shí)，整個(gè)光伏組件發(fā)電都會(huì)受到極大影響，美國國家半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室收集的測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)都證明了這個(gè)問題。目前的解決方法是當(dāng)組件有部分遮擋時(shí)，通過旁路二極管將受到遮擋的電池串進(jìn)行短路，這樣將極大降低單個(gè)組件發(fā)電量，最終影響到整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電。為了克服單個(gè)組件受到部分遮擋時(shí)損失較大發(fā)電量的問題，有必要提供一種光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，不僅能夠降低光伏組件電池串之間電性能的不匹配和組件陰影遮擋等對(duì)光伏組件發(fā)電量的影響，而且能夠降低光伏組件的熱斑失效風(fēng)險(xiǎn)，使光伏組件每個(gè)電池串均能輸出最大電能，最終使光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量達(dá)到最優(yōu)。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，至少包括兩路最大功率點(diǎn)跟蹤電路，每路最大功率點(diǎn)跟蹤電路包括兩個(gè)輸入端子、一個(gè)輸出正極、一個(gè)輸出負(fù)極、一個(gè)開關(guān)二極管、一個(gè)電路開關(guān)管和一個(gè)電路電感，所述電路開關(guān)管和電路電感串接相連，每路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的一個(gè)輸入端連接所述電路開關(guān)管的輸入端，每路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的另一輸入端連接所述輸出正極或輸出負(fù)極，并通過所述開關(guān)二極管與所述電路開關(guān)管的輸出端、電路電感的輸入端相連在一起，第一路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的輸出正極連接正輸出端子，最后一路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的輸出負(fù)極通過電流采樣器連接負(fù)輸出端子，其余相鄰兩路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的輸出正極與輸出負(fù)極相連，所述電路開關(guān)管的控制輸入端與控制器的輸出端相連。
[0007]上述的光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，其中，所述控制器包括DSP處理器、開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路、溫度檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路，所述DSP處理器通過開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路分別對(duì)每路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的開關(guān)管進(jìn)行高頻開關(guān)動(dòng)作，所述DSP處理器通過電壓檢測(cè)電路與每路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端相連進(jìn)行輸入與輸出電壓采樣，所述DSP處理器通過電流檢測(cè)電路與電流采樣器相連進(jìn)行電流采樣，所述DSP處理器還與狀態(tài)指示電路、溫度檢測(cè)電路相連接。
[0008]上述的光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，其中，所述控制器的通信端與無線通信模塊相連實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控，所述控制器與無線通信模塊的電源端與輔助電源相連。
[0009]上述的光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，其中，所述正輸出端子與負(fù)輸出端子之間連接有續(xù)流二極管，所述續(xù)流二極管的正極與負(fù)輸出端子相連接，所述續(xù)流二極管的負(fù)極與正輸出端子相連接。
[0010]上述的光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，其中，包括三路MPPT電路，每路MPPT電路的兩個(gè)輸入端子作為光伏組件電池串級(jí)優(yōu)化器的輸入，并與光伏組件的輸出匯流條相連，第一輸入端子用于連接光伏組件第一路電池串的正級(jí)，第二輸入端子用于連接光伏組件第一路電池串的負(fù)級(jí)，第三輸入端子用于連接光伏組件第二路電池串的正級(jí)，第四輸入端子用于連接光伏組件第二路電池串的負(fù)級(jí)，第五輸入端子用于連接光伏組件第三路電池串的正級(jí)，第六輸入端子用于連接光伏組件第三路電池串的負(fù)級(jí)，所述正輸出端子與負(fù)輸出端子作為光伏組件電池串級(jí)優(yōu)化器輸出。
[0011]上述的光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，其中，所述第一輸入端子與第二輸入端子、第三輸入端子與第四輸入端子、第五輸入端子與第六輸入端子之間分別還設(shè)有每路MPPT電路輸入濾波電容，每路MPPT電路輸出之間還設(shè)有輸出濾波電容，第一路MPPT電路輸出的正極與正輸出端子相連接，第一路MPPT電路的輸出負(fù)極與第二路MPPT電路的輸出正極相連接，第二路MPPT電路的輸出負(fù)極與第三路MPPT電路的輸出正極相連接，第三路MPPT電路的輸出負(fù)極經(jīng)過電流采樣器與負(fù)輸出端子相連接。
[0012]本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本實(shí)用新型提供的光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，以高性能高速DSP處理器為核心，引用高頻直流開關(guān)電源技術(shù)，通過實(shí)時(shí)采集光伏組件每個(gè)電池串前級(jí)輸入電壓，后級(jí)輸出電壓和電流，讓光伏組件每個(gè)電池串實(shí)現(xiàn)MPPT。本實(shí)用新型不僅能夠降低光伏組件中電池串之間電性能的不匹配和組件陰影遮擋對(duì)光伏組件發(fā)電量的影響，而且能夠避免光伏組件的熱斑失效;在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，可以迅速并準(zhǔn)確地找到系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)，有效提升系統(tǒng)的發(fā)電量。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電路連接示意圖；
[0014]圖2(a)是本實(shí)用新型第一實(shí)施例與光伏組件的連接示意圖(橫向)；
[0015]圖2(b)是本實(shí)用新型第一實(shí)施例與光伏組件的連接示意圖(縱向)；
[0016]圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電路連接示意圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例與光伏組件的連接示意圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的電路連接示意圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型第三實(shí)施例與光伏組件的連接示意圖；
[0020]圖7是本實(shí)用新型第四實(shí)施例與光伏組件的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0022]本實(shí)用新型提供的光伏組件電池串級(jí)智能優(yōu)化器，包括至少包括兩路最大功率點(diǎn)跟蹤電路(Maximum Power Point Tracking，簡(jiǎn)稱MPPT)，每路最大功率點(diǎn)跟蹤電路包括兩個(gè)輸入端子、一個(gè)輸出正極、一個(gè)輸出負(fù)極、一個(gè)開關(guān)二極管、一個(gè)電路開關(guān)管和一個(gè)電路電感，所述電路開關(guān)管和電路電感串接相連，每路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的一個(gè)輸入端連接電路開關(guān)管的輸入端，每路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的另一輸入端連接輸出正極或輸出負(fù)極，并通過開關(guān)二極管與電路開關(guān)管的輸出端、電路電感的輸入端相連在一起，第一路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的輸出正極連接正輸出端子，最后一路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的輸出負(fù)極通過電流采樣器連接負(fù)輸出端子，其余相鄰兩路最大功率點(diǎn)跟蹤電路的輸出正極與輸出負(fù)極相連，所述電路開關(guān)管的控制輸入端與控制器的輸出端相連。
[0023]實(shí)施例1
[0024]請(qǐng)參考圖1、圖2(a)及圖2(b)，本實(shí)施例包括三路MPPT電路，六個(gè)輸入端子1-1、1_
2、1-3、1-4、1-5、1-6、第一路MPPT電路開關(guān)管S1、第二路MPPT電路開關(guān)管S2、第三路MPPT電路開關(guān)管S3、第一路MPPT電路二極管D1、第二路MPPT電路二極管D2、第三路MPPT電路二極管D3、續(xù)流二極管D1Q()、第一路MPPT電路電感U、第二路MPPT電路電感L2、第三路MPPT電路電感L3、電流