本发明专利技术公开了一种能量回馈式高频隔离型电力电子变换电路，包括连接有控制器的DC/AC变换电路，还包括高频变压器、高频二极管整流电路、光伏面板或者光伏面板组；控制器包括第一电压传感器、除法运算器、减法运算器、第二电压传感器、高频二极管整流电路、PI运算器、比较器以及锯齿波发生器，最终通过脉冲宽度调制信号输出。本发明专利技术电力电子变换电路解决了太阳能光伏发电系统不受部分阴影的影响，满足光伏发电系统的最大功率点运行。本发明专利技术还公开了一种高频隔离型光伏发电系统，其光伏阵列由多个抗阴影光伏面板组组成，各抗阴影光伏面板组均包括能量回馈式高频隔离型电力电子变换电路；该系统实时输出最大功率，且转换效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能光伏发电
，具体涉及一种能量回馈式高频隔离型电力电子变换电路，还涉及一种基于该能量回馈式高频隔离型电力电子变换电路的高频隔离型光伏发电系统。
技术介绍
目前，光伏发电系统主要分为集中式、单支路式、多支路式、直流模块和交流模块 (也称微型逆变器)等多种形式。对于大规模光伏发电系统而言，考虑硬件成本的因素，集中式光伏发电系统占有非常大的优势。但是，由于光伏阵列是由光伏面板(或称光伏组件) 直接进行串并联连接组成，灰尘、落叶、云朵、积雪、树影、高大建筑物等遮挡阳光引起的部分阴影问题，或者串联连接的光伏面板由于不同朝向、角度以及不同参数等原因引起的与部分阴影问题同样的失配问题，以上问题统称为部分阴影问题。它们的存在都会导致光伏阵列的整体输出功率下降，同时受部分阴影影响的光伏面板也会出现热斑效应，从而导致光伏面板可能出现故障，势必影响整个光伏发电系统的安全。因此，为防止光伏面板的热斑效应或断路等故障，通常在光伏面板两端并联旁路二极管。当旁路二极管导通时，光伏面板两端电压等于二极管压降。若导通的旁路二极管数量较多时，势必导致光伏发电系统无法向电网或负载供电。因此，如何克服光伏发电系统部分阴影和断路等故障问题是近些年来研究的热点。文献[1]重点分析了以单端反激变换器为例的直流模块结构。该结构仅仅根据最大功率点工作原理控制光伏面板能量单方向传递给负载。文献[2]分析的是由斩波电路和逆变电路组成的光伏发电系统。当光伏面板电压低时斩波电路工作，从而传递能量给负载， 反之，斩波电路不工作，由光伏面板直接向负载供电。该电路既不是隔离电路，也不是能量回馈电路。文献[3]研究了一种单端反激变换电路，此电路将光伏发电系统的直流母线能量回馈到光伏面板。此电路仅仅用于一块光伏面板的阴影抑制，没有涉及多块光伏面板并联时抑制阴影的措施。文献[4]重点分析了并联型直流模块工作原理，比较分析了串联直流模块和旁路直流模块的工作原理。并联型和串联直流模块都是以独立的电力电子电路与光伏面板级联形式来完成光伏面板的阴影抑制功能。旁路直流模块是用斩波电路实现的，其工作原理是将未受阴影影响的光伏面板能量通过电路转移到受阴影影响的光伏面板电路，而且电路是非隔离的。文献[5]研究了基于直流模块电路的光伏发电系统，实现将光伏模块发生的能量单方向传输给负载。文献[6]研究了基于光伏面板P-V特性校正方法与装置，是利用三个电容和两个MOSFET功率管的多飞渡电容法来实现。采用的是非隔离型电路，这两个文献都是将未受阴影影响的光伏面板多余能量通过飞渡电容转移到受阴影影响的光伏面板电路。文献[7]研究了由两个MOSFET功率管、一个电感和两个电容组成的校正电路，通过将未受阴影影响的光伏面板的多余能量传递到电感和电容中，从而达到向受阴影影响的光伏面板转移能量的目的。文献[8]研究了蚁群并联光伏发电系统，每块光伏面板通过电容器的充放电和一个开关不停地周期动作将能量单方向传递给负载。文献[9]研究了交流模块电路，它的基本思想是把光伏面板的能量通过电力电子电路的最大功率的形式单方向传递到交流电网。文献[10]是研究基于模糊控制的自适应光伏阵列变结构方法，它是根据部分阴影现象，利用开关矩阵改变光伏子模块的连接方式，从而快速降低光伏系统输出功率损失。文献[11]研究了具有级联和旁路功能的DC-DC模块集成电路，采用所有级联和旁路功能的DC-DC模块集成电路占空比之和等于1的策略来进行控制，此电路是非隔离型电路。文献[1]张琦，孙向东，钟彦儒，基于串联型DC module的光伏发电系统研究，西安理工大学学报，2009，25 ) :410-414.文献[2]孙向东，钟彦儒，任碧莹，一种光伏发电系统的电路结构，中国专利， CN200810232114. 3，2009-04-15.文献[3]张琦，孙向东，钟彦儒，松井幹彦，一种新颖的用于解决光伏发电系统部分阴影问题的电路拓扑，第六届IEEE国际电力电子与运动控制会议，2009，1-4: 1169-1174. (Zhang Qi,Sun X. D.，Zhong Y. R.，Matsui M.，A Novel Topology for Solving the Partial Shading Problem in Photovoltaic Power Generation System,2009IEEE 6th international power electronics and motion control conference. 2009,1-4 1169-1174.)文献[4]刘邦银，段善旭，康勇等，高能效直流模块式光伏发电系统性能评估，太阳能学报· 2008，四(9) :1107-1111.文献[5]刘邦银，梁超辉，段善旭，直流模块式建筑集成光伏系统的拓扑研究，中国电机工程学报，2008，(20) =99-104.文献[6]段善旭，刘邦银，康勇，用于光伏组件的有源P-V特性校正方法与装置，中国专利，CN101593795, 2009-12-02.文献[7]段善旭，刘邦银，康勇，一种提高光伏组件输出功率的方法及电路，中国专利，CN101599719, 2009-12-09.文献[8]薛林，姚国兴，蚁群并联光伏发电系统，电测与仪表，2010，47 (8) =24-26.文献[9]谭光慧，太阳能交流模块逆变器及其控制技术的研究，哈尔滨工业大学博士学位论文，哈尔滨工业大学，2009.文献[10]程泽，庞志超，刘艳丽，薛鹏，一种基于模糊控制的自适应光伏阵列重构方法，智能控制与自动化世界大会，2010 :176-181. (Ze Cheng, Pang Zhichao, Liu Yanli, Xue Peng, An adaptive solar photovoltaic array reconfiguration method based on fuzzy control, Proceedings of the World Congress on Intelligent Control and Automation (WCICA) ,2010 :176-181.)文献[11]沃克，皮尔斯，基于直流模块集成转换器的新颖级联与旁路光伏并网电路拓扑设计与优化，第37届IEEE电力电子系统控制国际会议，2006 :1_7. (Walker G. R.， Pierce J. C. , PhotoVoltaic DC-DC Module Integrated Converter for Novel Cascaded and Bypass Grid Connection Topologies-Design and Optimisation, PESC' 06. 37th IEEE. 2006 :1-7.)
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能量回馈式高频隔离型电力电子变换电路，解决了太阳能光伏发电系统不受部分阴影的影响，满足光伏发电系统的最大功率点运行。本专利技术的另一目的是提供基于该能量回馈式高频隔离型电力电子变换电路的高频隔离型光伏发电系统。本专利技术所采用的技术方案是，一种能量回馈式高频隔离型电力电子变换电路，其特征在于，包本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种能量回馈式高频隔离型电力电子变换电路，其特征在于，包括连接有控制器 (13)的DC/AC变换电路(6)，所述DC/AC变换电路(6)的输入端用于和PV直流母线(3)相连接，所述DC/AC变换电路(6)的输出端与高频变压器(7)的原边相连接，所述高频变压器 (7)的副边连接有高频二极管整流电路(8)，所述高频二极管整流电路(8)的输出端用于与光伏面板(9)或者光伏面板组相连接，所述光伏面板组由并列设置的多个光伏面板(9)组成；所述控制器(13)包括用于检测PV直流母线(3)电压的第一电压传感器(11)，所述第一电压传感器(11)与DC/AC变换电路(6)的输入端并联连接，所述第一电压传感器(11)的输出端通过除法运算器(14)与减法运算器(1 的输入端相连接，所述减法运算器(15)的另一输入端与用于检测光伏面板(9)或者光伏面板组的第二电压传感器(1 相连接，所述第二电压传感器(12)与高频二极管整流电路(8)的输出端并联连接，所述减法运算器(15) 的输出端通过PI运算器(16)与比较器(17)的输入端相连接，所述比较器(17)的另一输入端连接有锯齿波发生...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙向东，张琦，任碧莹，钟彦儒，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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