專利名稱：多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光伏并網(wǎng)電站技術(shù)。屬太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)主流技術(shù)方案的光伏并網(wǎng)電站(參見機(jī)械工業(yè)出版社《太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電及其逆變控制》第64頁)，是將電池板串聯(lián)后形成電池板組串陣列，直接連接到含有最大功率點跟蹤控制電路(MPPT)的逆變并網(wǎng)裝置，由并網(wǎng)裝置將電能輸給電網(wǎng)。構(gòu)成并網(wǎng)裝置中的光伏并網(wǎng)逆變器，最大輸出功率250-1000KW，輸出電壓270V-400V，MPPT在直流回路的工作電壓范圍一般為450V-820V，采用一個MPPT對整個電池板組串陣列進(jìn)行最大功率點跟蹤控制，由于每個串聯(lián)陣列指配備一個MPPT控制電路，該結(jié)構(gòu)只能保證每個電池板組串的輸出達(dá)到當(dāng)前總的最大功率點，而不能保證每個電池板組串都輸出在各自的最大功率點。由于每個電池板組串的電氣特性離散性和衰減特性的不一致，MPPT只能跟蹤到發(fā)電量較小的電池板組串的輸出功率，使整個光伏并網(wǎng)電站的發(fā)電效率大受影響。這種方案在輸出功率大于1000KW的光伏并網(wǎng)逆變器上無法實現(xiàn)有效控制，系統(tǒng)效率低，傳輸損耗大。現(xiàn)有一種采用并聯(lián)多支路結(jié)構(gòu)的并網(wǎng)型光伏電站，(參見機(jī)械工業(yè)出版社《太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電及其逆變控制》第65頁)，該方案由電池板組串連接到含有MPPT的DC/DC變換器，然后由多組相同的DC/DC變換器并聯(lián)匯流后連接到集中逆變并網(wǎng)裝置，由并網(wǎng)裝置將電能輸給電網(wǎng)。我們知道，這種結(jié)構(gòu)的電站容量小。當(dāng)要組建大功率光伏并網(wǎng)電站，需用若干個電池板組串并聯(lián)后，連接到DC/DC變換器，由每個DC/DC變換器中的MPPT控制若干組并聯(lián)在一起的電池板組串。其缺點是不能保證并聯(lián)在一起的每個電池板組串的功率輸出都在各自的最大功率點，且存在功率失配及多波峰的問題；此外，受電池板組串絕緣電壓和功率器件工作電壓的限制，導(dǎo)致電站的容量的擴(kuò)大有限。另一方面，由于其每個電池板組串·的電氣特性離散性和衰減特性的不一致，MPPT只能跟蹤到發(fā)電量較小的電池板組串的輸出功率，使整個光伏并網(wǎng)電站的發(fā)電效率大受影響。這種光伏并網(wǎng)電站的直流傳輸電壓最高為850V，電站內(nèi)部傳輸損耗大。因此，目前的各種結(jié)構(gòu)的并網(wǎng)型光伏電站均不能解決增大光伏逆變器單機(jī)容量及系統(tǒng)發(fā)電效率低下的問題，也不能構(gòu)成MW級甚至GW級的光伏并網(wǎng)電站。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供一種發(fā)電效率高、內(nèi)部傳輸損耗低的多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站。實現(xiàn)本發(fā)明目的的多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站的構(gòu)成包括電池板組串、由若干個含有最大功率點跟蹤控制電路的一級升壓電路單元并聯(lián)組成的一級升壓電路和由并網(wǎng)逆變器及并網(wǎng)升壓變壓器構(gòu)成的集中逆變并網(wǎng)裝置，其特征是所述的一級升壓電路單元由含有最大功率點跟蹤控制電路的斬波升壓電路構(gòu)成，每個一級升壓電路單元與一組電池板組串一一對應(yīng)相接，在所述的一級升壓電路與集中逆變并網(wǎng)裝置之間還設(shè)置有一個二級升壓電路，所述的二級升壓電路由若干個由斬波升壓電路構(gòu)成的二級升壓電路單元并聯(lián)構(gòu)成，所述二級升壓電路單元與一級升壓電路一一對應(yīng)連接，二級升壓電路的輸出端與集中逆變并網(wǎng)裝置的輸入端連接。本發(fā)明的多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站的工作原理如下本多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站的每一個電池板組串接受太陽光能，轉(zhuǎn)換成直流電后，輸?shù)脚c其一一對應(yīng)連接的一級升壓電路單元，通過一級升壓電路單元中的最大功率點跟蹤控制電路，使電池板組串穩(wěn)定地工作在最大功率點上，完成一次升壓后并聯(lián)匯總以增大容量和提升電壓。再經(jīng)過二級升壓電路單元進(jìn)行二級升壓，進(jìn)一步提高電壓后匯總獲得穩(wěn)定的大容量、高電壓的電能。再由集中逆變并網(wǎng)裝置逆變、升壓后向電力電網(wǎng)供電。
本發(fā)明增加的二次斬波升壓電路，把傳統(tǒng)的一級升壓電路中既要直流穩(wěn)壓控制又要對電池板組串的最大功率自動跟蹤功能進(jìn)行了剝離，無論前端的發(fā)電量多么的少，電壓多么的低，經(jīng)過二級升壓后均能夠為集中逆變并網(wǎng)裝置提供其工作所需的穩(wěn)定直流輸入電壓。從而解決了目前光伏并網(wǎng)電站不能增大光伏逆變器單機(jī)容量及發(fā)電效率低下的問題。本發(fā)明的主要優(yōu)點是I、解決了現(xiàn)有并網(wǎng)電站的由多組并聯(lián)電池板組串共用一個MPPT帶來的各種問題，使電池板組串穩(wěn)定地工作在最大功率點上，大大提高了發(fā)電效率，即使在弱光條件下也可發(fā)電。2、通過增設(shè)的二次斬波升壓電路，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏并網(wǎng)逆變器工作所需穩(wěn)定直流輸入電壓，提高了內(nèi)部直流系統(tǒng)傳輸電壓，增大了單回路直流傳輸系統(tǒng)的傳輸電能；減少了傳輸電壓較低時的系統(tǒng)內(nèi)部傳輸時的高損耗；3、借用現(xiàn)有技術(shù)可方便地在斬波升壓電路中實施輸出側(cè)的直流母線的恒壓控制，以滿足中壓光伏逆變器的使用要求，采用中壓光伏逆變器可使光伏逆變器轉(zhuǎn)換效率大大提高，傳輸功率損耗成倍的減小。4、可任意設(shè)置二級升壓電路單元的并聯(lián)回路的個數(shù)以構(gòu)成不同容量的二級升壓電路，因而可以采用對應(yīng)的大容量的逆變器使光伏并網(wǎng)電站實現(xiàn)MW級甚至更GW級。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖I本多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式參見圖1，本多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站的構(gòu)成包括電池板組串I、由若干個含有MPPT的一級升壓電路單元2并聯(lián)組成的一級升壓電路A和由并網(wǎng)逆變器4及并網(wǎng)升壓變壓器5構(gòu)成的集中逆變并網(wǎng)裝置C，其特征是所述的一級升壓電路單元2由含有MPPT的斬波升壓電路構(gòu)成，每個一級升壓電路單元2與一組電池板組串I 一一對應(yīng)相接；在所述的一級升壓電路A與集中逆變并網(wǎng)裝置C之間還設(shè)置有一個二級升壓電路B，所述的二級升壓電路B由若干個由斬波升壓電路構(gòu)成的二級升壓電路單元3并聯(lián)構(gòu)成，所述的二級升壓電路單元3與一級升壓電路A—一對應(yīng)連接；二級升壓電路B的輸出端與集中逆變并網(wǎng)裝置C的并網(wǎng)逆變器4的輸入端連接。
在本實施例中，電池板選用235W通用系列多晶娃電池板,其輸出電壓30. 5V。每一個電池板組串I由24個電池板串聯(lián)構(gòu)成，每一個電池板組串輸出電壓為732V，輸出功率為5. 64KW，MPPT和斬波升壓電路可借用現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成。每個MPPT通過一級升壓電路單元2與一組電池板組串I分別相接，實現(xiàn)對每一個電池板組串的最大功率點跟蹤。一級升壓電路單元2的輸入電壓為732V，輸出電壓升壓至850V，輸出功率為5. 64KW。由9 X 6個這樣的一級升壓電路單元2并聯(lián)構(gòu)成一級升壓電路A，其輸出電壓為850V，輸出功率則為304. 56KW。二級升壓電路單元3的輸入電壓為850V，輸出電壓為1150V，輸出功率為304. 56KW。本實施例共有20個一級升壓電路A，即由20個二級升壓電路單元3并聯(lián)后構(gòu)成的二級升壓電路B，此時二級升壓電路B的輸出功率為20X304. 56KW = 6091. 2KW，輸出電壓為1150V的直流恒壓。集中逆變并網(wǎng)裝置C在本實施例中由高轉(zhuǎn)換效率的5麗中壓光伏并網(wǎng)逆變器4和并網(wǎng)升壓變壓器5構(gòu)成。光伏并網(wǎng)逆變器4的輸出電壓設(shè)計為三相交流690V，單臺功率為5000KW。
從二級升壓電路B輸出的電能，經(jīng)過直流匯流電纜傳送到中壓光伏逆變器4，逆變后其輸出電壓為690V的三相交流電，再通過并網(wǎng)升壓變壓器5升壓為35KV的三相交流電，向電力電網(wǎng)供電。本實施例中，與現(xiàn)有光伏并網(wǎng)電站的單臺光伏逆變器功率250KW-1000KW，輸出電壓設(shè)計為三相交流270V-400V相比較，傳輸同樣容量的電能，光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)量成倍減少，整體效率更高、傳輸容量更大，使光伏并網(wǎng)電站能夠?qū)崿F(xiàn)MW級甚至GW級的工程應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站，包括電池板組串、由若干個含有最大功率點跟蹤控制電路的一級升壓電路單元并聯(lián)組成的一級升壓電路和由并網(wǎng)逆變器及并網(wǎng)升壓變壓器構(gòu)成的集中逆變并網(wǎng)裝置，其特征是所述的一級升壓電路單元由含有最大功率點跟蹤控制電路的斬波升壓電路構(gòu)成，每個一級升壓電路單元與一組電池板組串一一對應(yīng)相接，在所述的一級升壓電路與集中逆變并網(wǎng)裝置之間還設(shè)置有一個二級升壓電路，所述的二級升壓電路由若干個由斬波升壓電路構(gòu)成的二級升壓電路單元并聯(lián)構(gòu)成，所述二級升壓電路單元與一級升壓電路一一對應(yīng)連接，二級升壓電路的輸出端與集中逆變并網(wǎng)裝置的輸入端連接?！?br> 全文摘要
多級升壓大功率光伏并網(wǎng)電站，屬太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。其構(gòu)成包括電池板組串、由若干個含有最大功率點跟蹤控制電路的一級升壓電路單元并聯(lián)組成的一級升壓電路和由并網(wǎng)逆變器及并網(wǎng)升壓變壓器構(gòu)成的集中逆變并網(wǎng)裝置，其特征是所述的一級升壓電路單元由含有最大功率點跟蹤控制電路的斬波升壓電路構(gòu)成，每個一級升壓電路單元與一組電池板組串一一對應(yīng)相接；在所述的一級升壓電路與集中逆變并網(wǎng)裝置之間還設(shè)置有一個二級升壓電路，所述二級升壓電路由若干個由斬波升壓電路構(gòu)成的二級升壓電路單元并聯(lián)構(gòu)成，所述二級升壓電路單元與一級升壓電路一一對應(yīng)連接；二級升壓電路輸出端與集中逆變并網(wǎng)裝置輸入端連接。可使光伏并網(wǎng)電站實現(xiàn)MW級甚至GW級。
文檔編號H02J3/38GK102931679SQ20121040873
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者吳加林 申請人:吳加林