一种带有解除串联耦合装置的光伏系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种带有解除串联耦合装置的光伏系统，包括若干个并联连接的光伏组串，所述若干个光伏组串均由数量相等的光伏组件串联而成，光伏组串与逆变器并联连接后接入电网，还包括若干个解除串联耦合装置，所述解除串联耦合装置内置一非隔离DC/DC变换器且设有1号端线、2号端线和3号端线三根端线，所述解除串联耦合装置成对工作，两个解除串联耦合装置的1号和2号端线均并联在失配光伏组件的输出端，同时，2号和3号端线分别并联在与失配光伏组件相邻的两个正常光伏组件的输出端。利用本实用新型专利技术，可以解除失配光伏组件与相邻组件之间的串联耦合，提升系统发电量。

【技术实现步骤摘要】
一种带有解除串联耦合装置的光伏系统
本技术属于光伏发电领域，尤其是涉及一种带有解除串联耦合装置的光伏系统。
技术介绍
随着能源和环境危机越来越紧迫，发展和利用新能源越来越受到各国政府的重视。其中安全，清洁，可靠的太阳能已经成为新能源的重要组成部分，在各个领域开始发挥作用。发展和利用太阳能发电技术是应对能源和环境危机的重要举措。近几年，中国的光伏产业发展尤其迅猛，但快速发展的同时，电站建设也存在诸多品质问题。电站根据逆变器的功率、电压额定值确定其连接拓扑，组件经过串联形成一定电压范围的组串，若干组串并联起来构成阵列接入逆变器，逆变器对阵列进行统一的MPPT控制。电站上述连接方式决定了其同一组串内的组件电流要相等，这就是系统的串联耦合；同一阵列内的组串电压要相等，这就是系统的并联耦合。若是理想情况，电站内所有组件特性都一致，则串联耦合和并联耦合不会带来问题，但实际运行的电站会存在很多失配问题，例如草木、建筑物、电线杆的遮挡，损坏，朝向不一致，生产参数不一致等等；这些失配因素在系统串并联耦合的作用下就使得系统发电量会大幅降低。以串联耦合为例进行说明，例如10个组件串联，其中9个组件都是正常的，其最大功率点处电流为10A，而另一个组件受到了遮挡，其最大功率点处的电流为5A，因为10个组件串联成一串，形成串联耦合，其电流必然要相等，则有两种可能的结果，一是所有的组件电流都被限制到5A或者5A以下，二是受到遮挡的组件被旁路；但不管哪种结果，都使得系统发电量大幅降低。基于上述原因，在失配组件处解除系统的串联耦合就变得非常必要。
技术实现思路
本技术提供了一种带有解除串联耦合装置的光伏系统，可以解除失配光伏组件与相邻组件之间的串联耦合，提升系统发电量。为了达到上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种带有解除串联耦合装置的光伏系统，包括若干个并联连接的光伏组串，所述若干个光伏组串均由数量相等的光伏组件串联而成，光伏组串与逆变器并联连接后接入电网，还包括若干个解除串联耦合装置，所述解除串联耦合装置内置一非隔离DC/DC变换器且设有1号端线、2号端线和3号端线三根端线，所述解除串联耦合装置成对工作，两个解除串联耦合装置的1号和2号端线均并联在失配光伏组件的输出端，同时，2号和3号端线分别并联在与失配光伏组件相邻的两个正常光伏组件输出端。解除串联耦合装置通过2号和3号端线从正常光伏组件吸收能量转换到1号和2号端线输出，从而使两个串联的光伏组件电流相等，解除两个组件间的串联耦合，提升系统发电量。作为优选，所述非隔离DC/DC变换器由两个开关管，两个分压电容，一个储能电容和一个电感组成，所述的两个分压电容串联后与储能电容并联，所述的两个开关管串联后与储能电容并联，所述两个分压电容之间接有2号端线与一个电感，两个分压电容的另一端分别设有1号和3号端线，所述电感的另一端接于两个开关管之间。解除串联耦合装置通过控制DC/DC变换器的占空比，使得正常光伏组件工作点左移，传递能量到存在失配的光伏组件，使得解除光伏系统串联耦合装置1号和2端线电流及与之并联的失配光伏组件的电流之和等于2号和3号端线电流及与之并联的正常光伏组件的电流之和。作为优选，所述解除串联耦合装置还包括电压检测装置、电流检测装置及通讯模块。进一步地，所述光伏系统还设有中央控制单元，所述中央控制单元与光伏组串并联，与解除串联耦合装置的通讯模块有线或无线连接，实时显示电压与电流信息。作为优选，每个光伏组件均设有关断器，由中央控制单元自动控制关断器的开关，也可以手动对关断器上的手动控制开关进行控制。在组件主线故障时，可以主动或被动的关断某一个光伏组件或光伏组串。本技术具有以下有益效果：(1)本技术可以提升系统发电量，有效解除串联耦合，提升系统效率；(2)本技术成本低，仅需在存在失配的组件及与之相邻的组件间上安装解除串联耦合装置，正常的组件间不需要安装；(3)本技术的安装简便，一共三个端线，操作简单易懂；(4)本技术安装解除串联耦合装置后不影响系统原有拓扑连接和工作。附图说明图1为本技术一种带有解除串联耦合装置的光伏系统的结构示意图；图2为非隔离DC/DC变换器组成解除串联耦合装置的结构示意图；图3为存在失配问题组件与正常组件PV曲线串联后工作点示意图；图4为加装解除串联耦合装置后工作点示意图。图中：10111、10112…101mn为光伏组件；1021为一号解除串联耦合装置；1022为二号解除串联耦合装置；103为逆变器；104为电网；105为直流母线；ubus为并网逆变器直流输入侧母线电压；p11、p12…pmn为对应光伏组件的输出功率；i11、i12…imn为对应光伏组件的输出电流；istring1、istring2…istringn对应光伏组串的电流。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。如图1所示，一种带有解除串联耦合装置的光伏系统，包括n个并联连接的光伏组串，每个光伏组串由m个光伏组件串联而成。n个光伏组串通过直流母线105并联于逆变器103的输入，同时逆变器103的输出接入电网104，由此构成一个光伏系统。图中，失配光伏组件1012j及其相邻的组件上安装有两个解除串联耦合装置。一号解除串联耦合装置1021的1号和2号端线并联在失配光伏组件1012j的输出端，2号和3号端线并联在光伏组件1011j的输出端；二号解除串联耦合装置1022的1号和2号端线并联在失配光伏组件1012j的输出端，2号和3号端线并联在光伏组件1013j的输出端。在理想情况下，该光伏系统每个组件都能实现MPPT，即每个组件的输出功率p11-pmn都是相等的，都是此刻条件下组件的最大输出功率pmax。但实际运行中，系统会存在各种各样的失配因素，例如草木遮挡、朝向不一致、损坏、生产参数不一致、老化速度不一致等等；这些失配因素不仅会使得组件本身功率降低，还会通过系统串联耦合，影响与之串联的其他组件，造成系统发电量大幅损失。本实施例中，绝大部分组件正常，在最大功率点处输出电流为10A，即图3、图4的p1点，由于组件1012j受到阴影遮挡，功率大幅降低，最大功率点处输出电流降低为5A，即图3、图4的p2点，在传统光伏系统中，根据串联耦合原则，与之串联的组件电流都会被限制到5A，即正常组件都会工作在图3、图4的p3点，使得系统发电量大幅降低。通过在组件1012j及与之相邻的组件1011j、1013j之间安装本技术提供的解除串联耦合装置，可以解除组件1012j与1011j、1013j之间的串联耦合，因为解除光伏系统串联耦合装置会从组件1011j、1013j抽取一定的功率补充到组件1012j，使得三个串联组件电流相等，解除了串联耦合。如图2所示，非隔离DC/DC变换器由两个开关管Q1、Q2，两个分压电容C1、C2，一个储能电容C3和一个电感L组成，分压电容C1、C2串联后与储能电容C3并联，开关管Q1、Q2串联后与储能电容C3并联，分压电容C1、C2之间接有2号端线与一个电感L，分压电容C1的另一端设有1号端线，分压电容C3的另一端设有3号端线，电感L的另一端接于开关管Q1、Q2之间。1号和2号端线接失配组件，2号和3号端线接正常组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有解除串联耦合装置的光伏系统，包括若干个并联连接的光伏组串，所述若干个光伏组串均由数量相等的光伏组件串联而成，光伏组串与逆变器并联连接后接入电网，其特征在于：还包括若干个解除串联耦合装置，所述解除串联耦合装置内置一非隔离DC/DC变换器且设有1号端线、2号端线和3号端线三根端线，所述解除串联耦合装置成对工作，两个解除串联耦合装置的1号和2号端线均并联在失配光伏组件的输出端，同时，2号和3号端线分别并联在与失配光伏组件相邻的两个正常光伏组件的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种带有解除串联耦合装置的光伏系统，包括若干个并联连接的光伏组串，所述若干个光伏组串均由数量相等的光伏组件串联而成，光伏组串与逆变器并联连接后接入电网，其特征在于：还包括若干个解除串联耦合装置，所述解除串联耦合装置内置一非隔离DC/DC变换器且设有1号端线、2号端线和3号端线三根端线，所述解除串联耦合装置成对工作，两个解除串联耦合装置的1号和2号端线均并联在失配光伏组件的输出端，同时，2号和3号端线分别并联在与失配光伏组件相邻的两个正常光伏组件的输出端。2.根据权利要求1所述的带有解除串联耦合装置的光伏系统，其特征在于：所述非隔离DC/DC变换器由两个开关管，两个分压电容，一个储能电容和一个电感组成，所述的两个分压电容串联后与储能电容并联，所述的两个开关管串联后与储能电容并联，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙高岭，刘国庆，戴胜平，
申请(专利权)人：嘉兴爱索乐信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33