本實用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)及光伏空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年光伏發(fā)電在各國的重視以及政策引導(dǎo)下在獲得飛速發(fā)展，光伏發(fā)電的一般形式是光伏陣列發(fā)出的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)化為合格的交流電并入市電使用，MPPT環(huán)節(jié)只作為光伏陣列發(fā)電形式的最大功率點尋優(yōu)，因此只需從光伏發(fā)電一個角度去設(shè)計MPPT。隨著光伏空調(diào)技術(shù)的實現(xiàn)，光伏陣列發(fā)出的電不單單只是為市電輸送電能，還供給空調(diào)負載。這種發(fā)用電一體化的光伏系統(tǒng)中，單路的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)很難滿足系統(tǒng)多模式的靈活切換，保證光伏陣列在不同模式下始終保持最大功率輸出。

針對相關(guān)技術(shù)中的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)難以滿足系統(tǒng)多模式的靈活切換，從而不能保證光伏陣列在不同模式下始終保持最大功率輸出的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)及光伏空調(diào)系統(tǒng)，以解決相關(guān)技術(shù)中的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)難以滿足系統(tǒng)多模式的靈活切換，從而不能保證光伏陣列在不同模式下始終保持最大功率輸出的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)。該光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)包括：光伏陣列，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電流；匯流箱，與光伏陣列相連，用于將光伏陣列轉(zhuǎn)換的直流電流進行匯合；變流器，一端與匯流箱相連，另一端與市電相連，用于將匯流箱匯合的直流電流轉(zhuǎn)化為交流電流，傳輸至市電；逆變器，一端與匯流箱相連，另一端與電器負載相連，用于將匯流箱匯合的直流電流轉(zhuǎn)化為交流電流，傳輸至電器負載；以及上層控制模塊，與變流器相連接，并且與逆變器相連接，用于控制變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，或，控制逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤。

進一步地，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)還包括：第一電流監(jiān)測模塊，連接在匯流箱和逆變器之間，用于監(jiān)測逆變器端處的電流；第二電流監(jiān)測模塊，連接在匯流箱和變流器之間，用于監(jiān)測變流器端處的電流。

進一步地，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第一運行模式，在第一運行模式下，上層控制模塊控制變流器向逆變器輸出電流，以使市電的電流向電器負載供電，其中，第一運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流與第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流的數(shù)值相等，且電流方向相反。

進一步地，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第二運行模式，在第二運行模式下，上層控制模塊控制變流器轉(zhuǎn)化的交流電流傳輸至市電，并通過變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，其中，第二運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流等于零，第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流大于零。

進一步地，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第三運行模式，在第三運行模式下，上層控制模塊控制變流器轉(zhuǎn)化的交流電流傳輸至電器負載，并通過逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，其中，第三運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流大于零，第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流等于零。

進一步地，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第四運行模式，在第四運行模式下，上層控制模塊控制變流器轉(zhuǎn)化的交流電流傳輸至電器負載，并且控制變流器向逆變器輸出電流，以使市電的電流向電器負載供電，并通過逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，其中，第四運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流大于零，變流器端處的電流小于零，且逆變器端處的電流的數(shù)值大于變流器端處的電流的數(shù)值。

進一步地，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第五運行模式，在第五運行模式下，上層控制模塊控制變流器轉(zhuǎn)化的交流電流傳輸至電器負載和市電，并通過變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，其中，第五運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流大于零，第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流大于零。

進一步地，電器負載為空調(diào)器。

進一步地，市電為電網(wǎng)。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種光伏空調(diào)系統(tǒng)，該光伏空調(diào)系統(tǒng)包括任一項的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)。

通過本實用新型，包括以下組件：光伏陣列，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電流；匯流箱，與光伏陣列相連，用于將光伏陣列轉(zhuǎn)換的直流電流進行匯合；變流器，一端與匯流箱相連，另一端與市電相連，用于將匯流箱匯合的直流電流轉(zhuǎn)化為交流電流，傳輸至市電；逆變器，一端與匯流箱相連，另一端與電器負載相連，用于將匯流箱匯合的直流電流轉(zhuǎn)化為交流電流，傳輸至電器負載；以及上層控制模塊，與變流器相連接，并且與逆變器相連接，用于控制變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，或，控制逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，解決了相關(guān)技術(shù)中的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)難以滿足系統(tǒng)多模式的靈活切換，從而不能保證光伏陣列在不同模式下始終保持最大功率輸出的問題。通過控制變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，或，控制逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，進而達到了使用兩路最大功率點跟蹤代替單路最大功率點跟蹤控制，實現(xiàn)了在不同工作模式下均能進行光伏陣列最大功率點跟蹤的效果。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第一運行模式的示意圖；

圖3是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第二運行模式的示意圖；

圖4是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第三運行模式的示意圖；

圖5是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第四運行模式的示意圖；以及

圖6是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第五運行模式的示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本申請保護的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列單元的過程、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它單元。

為了便于描述，以下對本申請實施例涉及的部分名詞或術(shù)語進行說明：

MPPT控制器的全稱“最大功率點跟蹤”(Maximum Power Point Tracking)太陽能控制器，是傳統(tǒng)太陽能充放電控制器的升級換代產(chǎn)品。MPPT控制器能夠?qū)崟r偵測太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值(VI)，使系統(tǒng)以最大功率輸出對蓄電池充電。應(yīng)用于太陽能光伏系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池、負載的工作，是光伏系統(tǒng)的大腦。通過調(diào)節(jié)電氣模塊的工作狀態(tài)，使光伏板能夠輸出更多電能的電氣系統(tǒng)能夠?qū)⑻柲茈姵匕灏l(fā)出的直流電有效地貯存在蓄電池中，可有效地解決常規(guī)電網(wǎng)不能覆蓋的偏遠地區(qū)及旅游地區(qū)的生活和工業(yè)用電，不產(chǎn)生環(huán)境污染。光伏電池的輸出功率與MPPT控制器的工作電壓有關(guān)，只有工作在最合適的電壓下，它的輸出功率才會有個唯一的最大值。

根據(jù)本實用新型的實施例，提供了一種光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)。

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，該光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)包括以下組件：

光伏陣列，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電流。

匯流箱，與光伏陣列相連，用于將光伏陣列轉(zhuǎn)換的直流電流進行匯合。

變流器，一端與匯流箱相連，另一端與市電相連，用于將匯流箱匯合的直流電流轉(zhuǎn)化為交流電流，傳輸至市電。

逆變器，一端與匯流箱相連，另一端與電器負載相連，用于將匯流箱匯合的直流電流轉(zhuǎn)化為交流電流，傳輸至電器負載。

上層控制模塊，與變流器相連接，并且與逆變器相連接，用于控制變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，或，控制逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤。

綜上，通過光伏陣列、電器負載和市電，這三者之間的換流，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作模式的相互切換。根據(jù)上層控制模塊輸出信號至逆變器和變流器，由逆變器和變流器實現(xiàn)系統(tǒng)的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制。也即，在本申請中兩路最大功率點跟蹤控制啊(MPPT)代替單路MPPT控制，實現(xiàn)系統(tǒng)在不同工作模式下均能進行光伏陣列最大功率點跟蹤。

可選地，在本申請?zhí)峁┑墓夥嚵械淖畲蠊β庶c跟蹤控制系統(tǒng)中，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)還包括：第一電流監(jiān)測模塊，連接在匯流箱和逆變器之間，用于監(jiān)測逆變器端處的電流；第二電流監(jiān)測模塊，連接在匯流箱和變流器之間，用于監(jiān)測變流器端處的電流。

通過電流檢測環(huán)節(jié)(包括第一電流監(jiān)測模塊和第二電流監(jiān)測模塊)間檢測兩條支路電流，例如，將第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流記為i1；第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流記為i2。將監(jiān)測到的電流信號(i1和i2)送至上層控制模塊，上層控制模塊判斷兩條支路電流(i1和i2)的大小和方向，確定系統(tǒng)的工作模式，從而根據(jù)工作模式輸出信號至逆變器和變流器，由逆變器和變流器實現(xiàn)系統(tǒng)的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制。

可選地，在本申請?zhí)峁┑墓夥嚵械淖畲蠊β庶c跟蹤控制系統(tǒng)中，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第一運行模式，在第一運行模式下，上層控制模塊控制變流器向逆變器輸出電流，以使市電的電流向電器負載供電，其中，第一運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流與第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流的數(shù)值相等，且電流方向相反。

圖2是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第一運行模式的示意圖。當光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作于第一運行模式下，經(jīng)過電流檢測和上層控制模塊判斷可以得到i1>0，且i1＝-i2，光伏陣列輸出電流為0，即光伏發(fā)電與光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)斷開，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作于電器負載的用電模式，上層控制模塊給逆變器和變流器信號，不進行最大功率點跟蹤(MPPT)控制。

可選地，在本申請?zhí)峁┑墓夥嚵械淖畲蠊β庶c跟蹤控制系統(tǒng)中，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第二運行模式，在第二運行模式下，上層控制模塊控制變流器轉(zhuǎn)化的交流電流傳輸至市電，并通過變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，其中，第二運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流等于零，第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流大于零。

圖3是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第二運行模式的示意圖。當光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作于第二運行模式下，經(jīng)過電流檢測和上層控制模塊判斷得到i1＝0，i2>0，此狀態(tài)下電器負載與光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)斷開，變流器相當于光伏并網(wǎng)逆變器，光伏陣列輸出電能全部并入電網(wǎng)，上層控制模塊給逆變器和變流器信號，逆變器不工作，由變流器(MPPT2)實現(xiàn)光伏陣列的最大功率點跟蹤。

可選地，在本申請?zhí)峁┑墓夥嚵械淖畲蠊β庶c跟蹤控制系統(tǒng)中，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第三運行模式，在第三運行模式下，上層控制模塊控制變流器轉(zhuǎn)化的交流電流傳輸至電器負載，并通過逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，其中，第三運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流大于零，第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流等于零。

圖4是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第三運行模式的示意圖。當光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作于第三運行模式下，經(jīng)過電流檢測和上層控制模塊判斷得到i1>0，i2＝0，此狀態(tài)為電器負載模式，光伏陣列發(fā)出的電全部供給電器負載，不供給市電，上層控制模塊給逆變器和變流器信號，變流器不工作，由逆變器(MPPT1)實現(xiàn)光伏陣列最大功率點跟蹤。

可選地，在本申請?zhí)峁┑墓夥嚵械淖畲蠊β庶c跟蹤控制系統(tǒng)中，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第四運行模式，在第四運行模式下，上層控制模塊控制變流器轉(zhuǎn)化的交流電流傳輸至電器負載，并且控制變流器向逆變器輸出電流，以使市電的電流向電器負載供電，并通過逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，其中，第四運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流大于零，變流器端處的電流小于零，且逆變器端處的電流的數(shù)值大于變流器端處的電流的數(shù)值。

圖5是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第四運行模式的示意圖。當光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作于第四運行模式下，經(jīng)過電流檢測和上層控制模塊判斷得到i1>0，i2<0，且|i1|>|i2|，此狀態(tài)為光伏電器負載用電模式，光伏陣列發(fā)出的電能不足以滿足電器負載功率消耗，由電網(wǎng)提供部分功率給負載，上層控制模塊給逆變器和變流器信號，由逆變器(MPPT1)完成光伏陣列最大功率點跟蹤，變流器的MPPT2模塊不啟動。

可選地，在本申請?zhí)峁┑墓夥嚵械淖畲蠊β庶c跟蹤控制系統(tǒng)中，光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)具有第五運行模式，在第五運行模式下，上層控制模塊控制變流器轉(zhuǎn)化的交流電流傳輸至電器負載和市電，并通過變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，其中，第五運行模式下第一電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到逆變器端處的電流大于零，第二電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到變流器端處的電流大于零。

圖6是根據(jù)本實用新型實施例的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作在第五運行模式的示意圖。當光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)工作于第五運行模式下，經(jīng)過電流檢測和上層控制模塊判斷得到i1>0，i2>0，此狀態(tài)為光伏電器負載發(fā)電模式，光伏陣列發(fā)出電能很充足，在滿足電器負載用電的同時，還有富余的電能并入電網(wǎng)，上層控制模塊給逆變器和變流器信號，逆變器MPPT1模塊不啟動，由變流器(MPPT2)完成光伏陣列的最大功率點跟蹤，在滿足電器負載用電同時，給市電輸送最大的電能。

可選地，在本申請?zhí)峁┑墓夥嚵械淖畲蠊β庶c跟蹤控制系統(tǒng)中，電器負載為空調(diào)器。

在本申請中的電器負載為空調(diào)器，也即，通過在本申請中兩路最大功率點跟蹤控制啊(MPPT)代替單路MPPT控制，在滿足空調(diào)負載用電同時，給市電輸送最大的電能。也即，實現(xiàn)系統(tǒng)在不同工作模式下均能進行光伏陣列最大功率點跟蹤。

需要說明的是，在本申請中的電器負載不局限空調(diào)器，也可以為其它任意的負載。

可選地，在本申請?zhí)峁┑墓夥嚵械淖畲蠊β庶c跟蹤控制系統(tǒng)中，市電為電網(wǎng)。

在本申請中的電器負載為電網(wǎng)，需要說明的是，在本申請中的市電不局限電網(wǎng)，可以為任意一種交流母線，同時任意發(fā)用電雙路形式的系統(tǒng)，均可采用此兩路MPPT控制模式。

綜上所述，本實用新型實施例提供的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)，包括以下部件：光伏陣列將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電流；匯流箱，與光伏陣列相連將光伏陣列轉(zhuǎn)換的直流電流進行匯合；變流器，一端與匯流箱相連，另一端與市電相連將匯流箱匯合的直流電流轉(zhuǎn)化為交流電流，傳輸至市電；逆變器，一端與匯流箱相連，另一端與電器負載相連將匯流箱匯合的直流電流轉(zhuǎn)化為交流電流，傳輸至電器負載；以及上層控制模塊，與變流器相連接，并且與逆變器相連接控制變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，或，控制逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，解決了相關(guān)技術(shù)中的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)難以滿足系統(tǒng)多模式的靈活切換，從而不能保證光伏陣列在不同模式下始終保持最大功率輸出的問題。通過控制變流器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，或，控制逆變器進行光伏陣列的最大功率點跟蹤，進而達到了使用兩路最大功率點跟蹤代替單路最大功率點跟蹤控制，實現(xiàn)了在不同工作模式下均能進行光伏陣列最大功率點跟蹤的效果。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種光伏空調(diào)系統(tǒng)，該光伏空調(diào)系統(tǒng)包括任一項的光伏陣列的最大功率點跟蹤控制系統(tǒng)。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種光伏空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)上述的描述，光伏空調(diào)系統(tǒng)有五種工作模式，在其中一種模式切換到另外一種模式時，經(jīng)過上層識別控制，系統(tǒng)均能實現(xiàn)光伏陣列輸出的最大功率點跟蹤，提高光伏組件的光電轉(zhuǎn)化效率，使光伏陣列電能輸出最大化。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。