多逆变器光伏发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多逆变器光伏发电系统，其用于通过基于由光伏阵列产生的能量的量改变逆变器容量来提高逆变器的使用效率，所述多逆变器光伏发电系统包括：用于发电的光伏阵列，其具有通过连接多个光伏模块形成的多个光伏串；串优化器，其用于控制多个光伏串中的每个的最大功率点跟踪，并用于将由多个光伏串中的每个输出的发电功率的发电电压转换为相同大小的输出电压；和逆变器，所述逆变器具有多个用于转换发电功率的转换单元，所述转换单元用于将由串优化器变换的发电功率转换为交流功率并输出所述交流功率，和分配单元，所述分配单元用于将发电功率分配到多个转换单元，并且所述逆变器基于产生的功率的量改变多个转换单元中操作中的转换单元的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多逆变器光伏发电系统
本专利技术涉及一种具有逆变器的光伏发电系统，该逆变器具有多个转换单元，更特别地，涉及一种多逆变器光伏发电系统，其用于通过根据由光伏阵列产生的能量改变逆变器的容量来提高逆变器的使用效率。
技术介绍
因为目前用于光伏发电的光伏电池具有非常小的输出，所以通过串联连接许多太阳能电池配置的光伏模块(PV模块)用于有效地获得所需的功率。虽然与一个光伏电池相比由一个光伏模块产生的功率具有大的容量，但是该功率仅仅可用作小型电子装置的电源，而且光伏模块难以将发电功率输送到典型的商用电力系统。由于这个原因，在光伏模块旨在连接到电力系统并向其传输发电功率的情况下，光伏阵列通过将多个光伏模块连接为一个组或将多个这种组并联连接来配置，以获得其变换和传输所需的电压和功率。因此，为了获得这种电压和功率，串通常通过串联连接光伏模块来配置，而且，光伏阵列通常通过将多个串形成为一个组来配置。图1是示意性地示出常规光伏发电设备的配置的图。参照图1，常规光伏发电设备包括通过串联连接多个光伏模块10配置的一个光伏串20和通过将多个这种光伏串20并联连接而配置的一个光伏阵列10A。来自光伏阵列IOA的输出被收集并供应到逆变器，然后直流功率通过逆变器转换为交流功率，且转换的交流功率被供应到电力系统。考虑到光伏阵列IOA的最大发电能量，常规光伏发电设备确定逆变器40的容量。也就是说，逆变器40的容量确定为使得逆变器的容量等于或略大于在光伏阵列IOA的发电量最大化时的发电量。但是，在使用容量等于光伏阵列IOA的最大发电量的逆变器40的情况下，光伏阵列的发电量通常比逆变器40的容量小，从而导致逆变器40的效率降低。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种多逆变器光伏发电系统，其用于通过根据由光伏阵列产生的能量改变逆变器的容量来提高逆变器的使用效率。另外，本专利技术的另一个目的是提供一种多逆变器光伏发电系统，其对每个光伏串执行最大功率跟踪以产生最大功率，并通过在执行最大功率跟踪中应用环境因素来快速有效地执行最大功率跟踪。解决方案本专利技术的目的可以通过提供一种多逆变器光伏发电系统来实现，该多逆变器光伏发电系统包括:光伏阵列，其包括通过连接多个光伏模块配置的多个光伏串，并发电；串优化器，其对多个光伏串中的每个执行最大功率点跟踪控制，并将从多个光伏串中的每个输出的发电功率的发电电压转换为具有相同大小的输出电压；和逆变器，其包括多个用于转换发电功率的转换单元，所述转换单元用于将由所述串优化器变换的发电功率转换为交流功率以输出所述交流功率，和分配单元，所述分配单元用于将发电功率分配到多个转换单元，所述逆变器根据发电功率的大小改变多个转换单元中操作中的转换单元的数量。多个转换单元可以具有彼此相同的转换容量。逆变器还可以包括逆变器控制单元，且逆变器控制单元可以控制分配单元的分配，以优先操作在多个转换单元之中与其它转换单元相比具有较短操作时间的转换单元，所述操作时间为用于发电的操作时间。串优化器可以包括:串控制装置，其连接到多个光伏串中的每个，以将发电电压转换为输出电压并执行最大功率点跟踪控制；传感单元，其产生包括环境因素、发电电压和输出电压的感测值；和控制单元，其利用感测值产生用于串控制装置中的每个的功率跟踪控制信号。环境因素可以包括日照、光伏模块中的每个的安装区域中的温度、光伏模块的表面上的温度、风量、风速和湿度中的至少一种。输出电压可以是可变的。串控制装置可以包括用于增大或减小来自光伏串中的每个的输入电压的转换器、连接在光伏串和转换器之间的熔断器、连接到转换器的输出端的断路器和产生用于增大或减小转换器的电压的控制信号的MPPT控制器。控制单元可以包括:跟踪范围计算单元，其用于通过感测值计算包括在其中执行最大功率点跟踪的电流或电压范围的跟踪范围值；控制信号产生单元，其用于通过来自跟踪范围计算单元的跟踪范围值、输入电压和输出电压来产生最大功率点跟踪控制信号；和跟踪历史存储单元，其用于通过将跟踪范围值与感测值中的每个匹配来存储跟踪范围值。跟踪范围计算单元可以将光伏模块一天的发电时间分为多个时间段，并计算关于多个时间区段中的每个的基本跟踪范围。跟踪范围计算单元可以通过基本跟踪范围内的环境因素感测值反映能量变化的预期范围，以计算跟踪范围。当发电电压和输出电压暂时超过时间段处预期的最大跟踪范围时，跟踪范围计算单元可以不对发电电压和输出电压的过剩量执行功率跟踪。光伏串中的每个都可以是固定型或跟踪型光伏模块。有益效果根据本专利技术的多逆变器光伏发电系统可以通过根据由光伏阵列产生的能量改变逆变器的容量来提高逆变器的使用效率。另外，根据本专利技术的多逆变器光伏发电系统可以对每个光伏串执行最大功率跟踪以产生最大功率，并通过在执行最大功率跟踪中应用环境因素来快速有效地执行最大功率跟踪。【附图说明】图1是示意性地示出常规光伏发电设备的配置的图。图2是示出根据本专利技术一个实施方案的光伏发电系统的配置的图。图3是具体地示出串优化器的配置的图。图4是具体地示出串优化器的控制单元的配置的图。图5是用于解释根据环境因素的温度和照度的跟踪范围计算的示意图。图6是用于解释根据时间的功率跟踪的不意图。图7是用于解释跟踪历史信息的存储和使用该存储的方法的示意图。图8是用于解释图2中逆变器的配置和操作的图。【具体实施方式】现在会详细地提及本专利技术的示例性实施方案，其实例在附图中进行说明。在本公开全文中，在本专利技术的各个图和实施方案中相同的附图标记表示相同的部分。如果确定已知相关技术的详细描述可能会在本其描述中不必要地使本专利技术的主旨不清楚，则会省略其详细描述。附图不必等比例，且在一些情况下，比例可能已经被夸大，以清楚地示出实施方案的特征。但是，本领域普通技术人员会容易地理解细节。图2是示出根据本专利技术一个实施方案的光伏发电系统的配置的图。参照图2，根据本专利技术的光伏发电系统包括光伏(PV)阵列100、串优化器200和逆变器300。光伏阵列100将太阳光转换为电力并将该电力供应到串优化器200。为此，光伏阵列100包括多个光伏串120，且光伏串120中的每个都通过串联连接多个光伏模块110来配置。光伏阵列100中提供的光伏串120中的每个对于每个串可以具有不同的发电容量，而不同的光伏串120可以配置为具有不同的光伏模块。另外，同一光伏串120中包括的光伏模块110也可以具有彼此不同的容量、发电电压和操作方法。具体地，一个光伏串120可以通过串联连接其中每个都具有5kw的发电功率的多个光伏模块来配置，而另一光伏串120可以通过串联连接其中每个都具有3kw的发电功率的多个光伏模块110来配置。另外，一个串可以配置为具有其中光伏模块110固定的固定型光伏模块，而另一串120可以配置为具有其中光伏模块110的方向和角度随着太阳改变的跟踪型光伏模块。此外，光伏串120中的每个都连接到串优化器200的串转换单元230，以将发电功率供应到串转换单元230。串优化器200通过DC-DC转换将由每个光伏串120供应的功率转换为与逆变器300的输入电压相匹配的电压。为此，串优化器200通过最大功率点跟踪控制执行DC-DC转换，并反映在最大功率点跟踪控制期间环境因素中的能量变化。为此，串优化器200包括:对由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多逆变器光伏发电系统，包括：光伏阵列，其包括通过连接多个光伏模块配置的多个光伏串，并发电；串优化器，其对所述多个光伏串中的每个执行最大功率点跟踪控制，并将从所述多个光伏串中的每个输出的发电功率的发电电压转换为具有相同大小的输出电压；和逆变器，所述逆变器包括多个用于转换所述发电功率的转换单元，所述转换单元用于将由所述串优化器变换的发电功率转换为交流功率以输出所述交流功率，和分配单元，所述分配单元用于将所述发电功率分配到所述多个转换单元，所述逆变器根据发电功率的大小改变所述多个转换单元中操作中的转换单元的数量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.23 KR 10-2011-0141511;2012.02.02 KR 10-2011.一种多逆变器光伏发电系统,包括: 光伏阵列，其包括通过连接多个光伏模块配置的多个光伏串，并发电； 串优化器，其对所述多个光伏串中的每个执行最大功率点跟踪控制，并将从所述多个光伏串中的每个输出的发电功率的发电电压转换为具有相同大小的输出电压；和 逆变器，所述逆变器包括多个用于转换所述发电功率的转换单元，所述转换单元用于将由所述串优化器变换的发电功率转换为交流功率以输出所述交流功率，和分配单元，所述分配单元用于将所述发电功率分配到所述多个转换单元，所述逆变器根据发电功率的大小改变所述多个转换单元中操作中的转换单元的数量。2.根据权利要求1所述的多逆变器光伏发电系统，其中，所述多个转换单元具有彼此相同的转换容量。3.根据权利要求1所述的多逆变器光伏发电系统，其中: 所述逆变器还包括逆变器控制单元；和 所述逆变器控制单元控制所述分配单元的分配，以优先操作在所述多个转换单元之中与其它转换单元相比具有较短操作时间的转换单元，所述操作时间为用于发电的操作时间。4.根据权利要求1所述的多逆变器光伏发电系统，其中，所述串优化器包括: 串控制装置，其连接到所述多个光伏串中的每个，以将所述发电电压转换为所述输出电压并执行最大功率点跟踪控制； 传感单元，其产生包括环境因素、所述发电电压和所述输出电压的感测值；和 控制单元，其利用所述感测值产生用于所述串控制装置中的每个的功率跟踪控制信号。5.根据权利要求4所述的多逆变器光伏发电系统，其中，所述环境因素包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴錤朱，权荣福，李东俊，
申请(专利权)人：株式会社KD动力，
类型：发明
国别省市：韩国;KR