專利名稱：一種采用boost電路的光伏直流配電柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種采用BOOST電路的光伏直流配電柜技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域。特別涉及一種光伏直流配電柜。
背景技術(shù)：
[0002]光伏直流配電柜主要應(yīng)用在大型光伏電站，用來(lái)連接匯流箱與光伏逆變器，并提供防雷保護(hù)，可顯示光伏陣列電壓、電流。目前市場(chǎng)上的光伏直流配電柜都不帶最大功率點(diǎn)跟蹤功能。最大功率點(diǎn)跟蹤功能更多的用在逆變器上。[0003]在太陽(yáng)能電站中，由于電池板性能、連接線路長(zhǎng)短的不一致會(huì)導(dǎo)致各個(gè)光伏陣列的最大功率跟蹤點(diǎn)(MPPT)不一致，根據(jù)“木桶理論”，逆變器中使用同一個(gè)MPPT點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致所連接的多路光伏陣列中的部分光伏陣列不會(huì)運(yùn)行在最大功率點(diǎn)上，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)的效率。而本實(shí)用新型采用帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電柜使得每一路光伏陣列都運(yùn)行在最大功率點(diǎn)上，從而提高了系統(tǒng)的發(fā)電效率。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題是為提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，設(shè)計(jì)一種光伏直流配電柜，使得每一路光伏陣列都運(yùn)行在最大功率點(diǎn)上。[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型提供一種采用BOOST電路光伏直流配電柜，輸入端接多·臺(tái)匯流箱，輸出端接到并網(wǎng)逆變器上，所述光伏直流配電柜中設(shè)置有多路 BOOST電路。[0006]進(jìn)一步地，每個(gè)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(jìn)一步地，每個(gè)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(fù)極，輸出端Vdc+是直流輸出正極，輸出端Vdc-是直流輸出負(fù)極，電路還包括電容Cl，開關(guān)管Tl，電感LI，第一二極管D1，第二二極管D2 ;其中電感LI和第一二極管Dl串聯(lián)，第二二極管D2和電感LI、第一二極管Dl并聯(lián)，開關(guān)管Tl與電感LI、第一二極管Dl構(gòu)成T型電路，開關(guān)管Tl的源極與第一二極管Dl的陽(yáng)極相連，開關(guān)管Tl的漏極與輸出端Vdc-相連,第一二極管Dl的陰極與輸出端Vdc+相連，電容Cl并聯(lián)在輸入端PV+、輸入端PV-之間。[0008]進(jìn)一步地，所述配電柜中還包括MPPT控制模塊用于設(shè)定MPPT啟動(dòng)參考電壓和擾動(dòng)步長(zhǎng)。[0009]本實(shí)用新型的有益效果是該光伏直流配電柜采用了 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，光伏直流配電柜就不需要另外再增加防反二極管來(lái)保護(hù)光伏陣列。光伏直流配電柜擴(kuò)大了光伏陣列的工作電壓范圍，在低電壓下也能運(yùn)行，從而增加了系統(tǒng)的發(fā)電量。提高了逆變器的輸入電壓，從而相應(yīng)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(guān)損耗，降低了電感、銅排等設(shè)備的損耗，提高了逆變器的發(fā)電效率，降低了逆變器的生產(chǎn)成本，降低了輸出隔離變壓器的成本，并使得系統(tǒng)發(fā)電成本大大降低。


[0010]圖I是本實(shí)用新型中光伏直流配電柜的示意圖；[0011]圖2是本實(shí)用新型中BOOST電路示意圖。具體實(shí)施例[0012]參見附圖1，目前太陽(yáng)能電站一臺(tái)光伏直流配電柜，一般都輸入8臺(tái)匯流箱，額定電壓1000V，每一路匯流箱電流值不超過(guò)160A，輸出連接到500kW并網(wǎng)逆變器上。[0013]參見附圖2，在光伏直流配電柜中增加多路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(duì)電壓的保持功能來(lái)完成。BOOST電路主要由開關(guān)管、電感、二極管、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(fù)極，輸出端Vdc+是直流輸出正極，輸出端 Vdc-是直流輸出負(fù)極，電路還包括電容Cl，開關(guān)管Tl，電感LI，第一二極管Dl，第二二極管 D2 ;其中電感LI和第一二極管Dl串聯(lián)，第二二極管D2和電感LI、第一二極管Dl并聯(lián)，開關(guān)管Tl與電感LI、第一二極管Dl構(gòu)成T型電路，開關(guān)管Tl的源極與第一二極管Dl的陽(yáng)極相連，開關(guān)管Tl的漏極與輸出端Vdc-相連,第一二極管Dl的陰極與輸出端Vdc+相連，電容Cl并聯(lián)在輸入端PV+、輸入端PV-之間。[0014]最大功率點(diǎn)跟蹤控制主要是通過(guò)BOOST電路來(lái)執(zhí)行。BOOST電路采用了電流連續(xù)的工作模式，減小輸出電壓和電流的紋波。光伏直流配電柜設(shè)計(jì)為8路輸入BOOST電路， 一路輸出電路。直流工作范圍20(T820V。對(duì)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(fā)明MPPT控制模塊采用干擾觀察法來(lái)實(shí)時(shí)控制DC/DC電路的輸出電壓。[0016]MPPT控制模塊具有可設(shè)定的MPPT啟動(dòng)參考電壓和擾動(dòng)步長(zhǎng)。當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)后，直流母線電壓直接運(yùn)行到這個(gè)設(shè)定的參考電壓，檢測(cè)擾動(dòng)后的直流電壓和電流，計(jì)算擾動(dòng)前后的電壓變化量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(dòng)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(dòng)步長(zhǎng)使用較小的數(shù)值。用新的擾動(dòng)步長(zhǎng)修正參考電壓值，并計(jì)算新的電壓變化量Λ V和電流變化量Λ P，進(jìn)行循環(huán)比較，以實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。[0017]將設(shè)定的參考電壓減去測(cè)量所得到的直流電壓，差值送入比例積分調(diào)節(jié)器，得到占空比，按此占空比送出PWM波作為BOOST開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電壓。[0018]未使用BOOST電路時(shí)，直流電壓工作范圍一般為45(T820V，而增加了 BOOST電路的直流工作范圍可提升至20(T820V，明顯提高了逆變器的直流電壓工作范圍，增加了系統(tǒng)的發(fā)電時(shí)間，增加了系統(tǒng)的發(fā)電量。[0019]帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電柜提高了逆變器的輸入電壓，從而相應(yīng)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(guān)損耗，降低了電感、銅排等設(shè)備的損耗，提高了逆變器的發(fā)電效率，降低了逆變器的生產(chǎn)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柜擴(kuò)大了光伏陣列的工作電壓范圍，在低電壓下也能運(yùn)行，從而增加了系統(tǒng)的發(fā)電量。[0021] 帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電柜雖然配電柜成本有所增加，但是逆變器的成本會(huì)有所下降。綜合比較，在系統(tǒng)中使用帶多路MPPT及防反功能的光伏直流配電柜會(huì)使得系統(tǒng)發(fā)電成本大大降低。
權(quán)利要求1.一種采用BOOST電路的光伏直流配電柜，輸入端接多臺(tái)匯流箱，輸出端接到并網(wǎng)逆變器上，其特征在于，所述光伏直流配電柜中設(shè)置有多路BOOST電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電柜，其特征在于，每個(gè)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(jù)權(quán)利要求I所述的配電柜，其特征在于，每個(gè)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(fù)極，輸出端Vdc+是直流輸出正極，輸出端 VdC-是直流輸出負(fù)極，電路還包括電容Cl，開關(guān)管Tl，電感LI，第一二極管Dl，第二二極管 D2 ;其中電感LI和第一二極管Dl串聯(lián)，第二二極管D2和電感LI、第一二極管Dl并聯(lián)，開關(guān) 管Tl與電感LI、第一二極管Dl構(gòu)成T型電路，開關(guān)管Tl的源極與第一二極管Dl的陽(yáng)極相連，開關(guān)管Tl的漏極與輸出端Vdc-相連,第一二極管Dl的陰極與輸出端Vdc+相連，電容Cl并聯(lián)在輸入端PV+、輸入端PV-之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電柜，其特征在于，所述配電柜中還包括MPPT控制模塊用于設(shè)定MPPT啟動(dòng)參考電壓和擾動(dòng)步長(zhǎng)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種采用BOOST電路的光伏直流配電柜，輸入端接多臺(tái)匯流箱，輸出端接到并網(wǎng)逆變器上，所述光伏直流配電柜中設(shè)置有多路BOOST電路。由于該光伏直流配電柜采用了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，光伏直流配電柜就不需要另外再增加防反二極管來(lái)保護(hù)光伏陣列，擴(kuò)大了光伏陣列的工作電壓范圍，從而增加了系統(tǒng)的發(fā)電量。
文檔編號(hào)H02B1/24GK202797636SQ20122039753
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月12日
發(fā)明者彭燕昌, 徐正國(guó), 岳煒 申請(qǐng)人:江蘇旭源科技有限公司