一種採用boost電路的光伏直流配電櫃的製作方法

2023-10-26 14:20:17 2

專利名稱：一種採用boost電路的光伏直流配電櫃的製作方法
技術領域：
一種採用BOOST電路的光伏直流配電櫃技術領域[0001 ] 本實用新型屬於太陽能發電領域。特別涉及一種光伏直流配電櫃。
背景技術：
[0002]光伏直流配電櫃主要應用在大型光伏電站，用來連接匯流箱與光伏逆變器，並提供防雷保護，可顯示光伏陣列電壓、電流。目前市場上的光伏直流配電櫃都不帶最大功率點跟蹤功能。最大功率點跟蹤功能更多的用在逆變器上。[0003]在太陽能電站中，由於電池板性能、連接線路長短的不一致會導致各個光伏陣列的最大功率跟蹤點(MPPT)不一致，根據「木桶理論」，逆變器中使用同一個MPPT點會導致所連接的多路光伏陣列中的部分光伏陣列不會運行在最大功率點上，從而降低了整個系統的效率。而本實用新型採用帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電櫃使得每一路光伏陣列都運行在最大功率點上，從而提高了系統的發電效率。實用新型內容[0004]本實用新型所解決的技術問題是為提高系統的發電效率，設計一種光伏直流配電櫃，使得每一路光伏陣列都運行在最大功率點上。[0005]本實用新型採用的技術方案是本實用新型提供一種採用BOOST電路光伏直流配電櫃，輸入端接多·臺匯流箱，輸出端接到併網逆變器上，所述光伏直流配電櫃中設置有多路 BOOST電路。[0006]進一步地，每個所述BOOST電路為8路輸入，I路輸出的直流升壓變換電路。[0007]進一步地，每個所述BOOST電路中，輸入端PV+是光伏陣列輸入正極，輸入端 PV-是光伏陣列輸入負極，輸出端Vdc+是直流輸出正極，輸出端Vdc-是直流輸出負極，電路還包括電容Cl，開關管Tl，電感LI，第一二極體D1，第二二極體D2 ;其中電感LI和第一二極體Dl串聯，第二二極體D2和電感LI、第一二極體Dl並聯，開關管Tl與電感LI、第一二極體Dl構成T型電路，開關管Tl的源極與第一二極體Dl的陽極相連，開關管Tl的漏極與輸出端Vdc-相連,第一二極體Dl的陰極與輸出端Vdc+相連，電容Cl並聯在輸入端PV+、輸入端PV-之間。[0008]進一步地，所述配電櫃中還包括MPPT控制模塊用於設定MPPT啟動參考電壓和擾動步長。[0009]本實用新型的有益效果是該光伏直流配電櫃採用了 BOOST電路，具有多路MPPT 及防反功能，解決了電池板防反接的問題，光伏直流配電櫃就不需要另外再增加防反二極體來保護光伏陣列。光伏直流配電櫃擴大了光伏陣列的工作電壓範圍，在低電壓下也能運行，從而增加了系統的發電量。提高了逆變器的輸入電壓，從而相應的提高了逆變器的輸出電壓，降低了逆變器的輸出電流，因此降低了 IGBT的開關損耗，降低了電感、銅排等設備的損耗，提高了逆變器的發電效率，降低了逆變器的生產成本，降低了輸出隔離變壓器的成本，並使得系統發電成本大大降低。


[0010]圖I是本實用新型中光伏直流配電櫃的示意圖；[0011]圖2是本實用新型中BOOST電路示意圖。具體實施例[0012]參見附圖1，目前太陽能電站一臺光伏直流配電櫃，一般都輸入8臺匯流箱，額定電壓1000V，每一路匯流箱電流值不超過160A，輸出連接到500kW併網逆變器上。[0013]參見附圖2，在光伏直流配電櫃中增加多路BOOST電路，BOOST電路是一種直流升壓變換器，其升壓主要依靠電感的泵壓作用和電容對電壓的保持功能來完成。BOOST電路主要由開關管、電感、二極體、電容等組成，具有多路MPPT及防反功能。其中輸入端PV+是光伏陣列輸入正極，輸入端PV-是光伏陣列輸入負極，輸出端Vdc+是直流輸出正極，輸出端 Vdc-是直流輸出負極，電路還包括電容Cl，開關管Tl，電感LI，第一二極體Dl，第二二極體 D2 ;其中電感LI和第一二極體Dl串聯，第二二極體D2和電感LI、第一二極體Dl並聯，開關管Tl與電感LI、第一二極體Dl構成T型電路，開關管Tl的源極與第一二極體Dl的陽極相連，開關管Tl的漏極與輸出端Vdc-相連,第一二極體Dl的陰極與輸出端Vdc+相連，電容Cl並聯在輸入端PV+、輸入端PV-之間。[0014]最大功率點跟蹤控制主要是通過BOOST電路來執行。BOOST電路採用了電流連續的工作模式，減小輸出電壓和電流的紋波。光伏直流配電櫃設計為8路輸入BOOST電路， 一路輸出電路。直流工作範圍20(T820V。對每一路光伏陣列輸入都做最大功率跟蹤，使得每一路光伏陣列輸出功率最大化。[0015]本發明MPPT控制模塊採用幹擾觀察法來實時控制DC/DC電路的輸出電壓。[0016]MPPT控制模塊具有可設定的MPPT啟動參考電壓和擾動步長。當設備啟動後，直流母線電壓直接運行到這個設定的參考電壓，檢測擾動後的直流電壓和電流，計算擾動前後的電壓變化量Λ V (此處電壓和前次電壓之差)和功率變化量Λ P (此處功率和前次功率之差)，由·Λ V* Λ P的值決定擾動的方向，若Λ V* Λ P > 0，增加電壓給定，若Λ V* Λ P < 0， 減小電壓給定，擾動步長使用較小的數值。用新的擾動步長修正參考電壓值，並計算新的電壓變化量Λ V和電流變化量Λ P，進行循環比較，以實現最大功率點跟蹤。[0017]將設定的參考電壓減去測量所得到的直流電壓，差值送入比例積分調節器，得到佔空比，按此佔空比送出PWM波作為BOOST開關器件的驅動電壓。[0018]未使用BOOST電路時，直流電壓工作範圍一般為45(T820V，而增加了 BOOST電路的直流工作範圍可提升至20(T820V，明顯提高了逆變器的直流電壓工作範圍，增加了系統的發電時間，增加了系統的發電量。[0019]帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電櫃提高了逆變器的輸入電壓，從而相應的提高了逆變器的輸出電壓，降低了逆變器的輸出電流，因此降低了 IGBT的開關損耗，降低了電感、銅排等設備的損耗，提高了逆變器的發電效率，降低了逆變器的生產成本，降低了輸出隔離變壓器的成本。[0020]帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電櫃擴大了光伏陣列的工作電壓範圍，在低電壓下也能運行，從而增加了系統的發電量。[0021] 帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電櫃雖然配電櫃成本有所增加，但是逆變器的成本會有所下降。綜合比較，在系統中使用帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電櫃會使得系統發電成本大大降低。
權利要求1.一種採用BOOST電路的光伏直流配電櫃，輸入端接多臺匯流箱，輸出端接到併網逆變器上，其特徵在於，所述光伏直流配電櫃中設置有多路BOOST電路。
2.根據權利要求I所述的配電櫃，其特徵在於，每個所述BOOST電路為8路輸入，I路輸出的直流升壓變換電路。
3.根據權利要求I所述的配電櫃，其特徵在於，每個所述BOOST電路中，輸入端PV+是光伏陣列輸入正極，輸入端PV-是光伏陣列輸入負極，輸出端Vdc+是直流輸出正極，輸出端 VdC-是直流輸出負極，電路還包括電容Cl，開關管Tl，電感LI，第一二極體Dl，第二二極體 D2 ;其中電感LI和第一二極體Dl串聯，第二二極體D2和電感LI、第一二極體Dl並聯，開關 管Tl與電感LI、第一二極體Dl構成T型電路，開關管Tl的源極與第一二極體Dl的陽極相連，開關管Tl的漏極與輸出端Vdc-相連,第一二極體Dl的陰極與輸出端Vdc+相連，電容Cl並聯在輸入端PV+、輸入端PV-之間。
4.根據權利要求I所述的配電櫃，其特徵在於，所述配電櫃中還包括MPPT控制模塊用於設定MPPT啟動參考電壓和擾動步長。
專利摘要本實用新型提供一種採用BOOST電路的光伏直流配電櫃，輸入端接多臺匯流箱，輸出端接到併網逆變器上，所述光伏直流配電櫃中設置有多路BOOST電路。由於該光伏直流配電櫃採用了BOOST電路，具有多路MPPT及防反功能，解決了電池板防反接的問題，光伏直流配電櫃就不需要另外再增加防反二極體來保護光伏陣列，擴大了光伏陣列的工作電壓範圍，從而增加了系統的發電量。
文檔編號H02B1/24GK202797636SQ20122039753
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月12日 優先權日2012年8月12日
發明者彭燕昌, 徐正國, 嶽煒 申請人:江蘇旭源科技有限公司