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1、(10)申请公布号 CN 102882233 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 2 2 3 3 A *CN102882233A* (21)申请号 201210384729.4 (22)申请日 2012.10.12 H02J 3/38(2006.01) (71)申请人吴加林 地址 610041 四川省成都市武侯区鹭岛路 33号31栋1单元601号 (72)发明人吴加林 (54) 发明名称 中压分布式MPPT大功率光伏并网电站 (57) 摘要 中压分布式MPPT大功率光伏并网电站，属太 阳能应用技术领域。其构成包括电池板组串、由若 干个含有MPPT的前级升压。
2、电路单元并联组成的 前级升压电路和集中逆变并网装置，其特征是所 述的前级升压电路单元由MPPT的斩波升压电路 构成，每个前级升压电路单元与一组电池板组串 一一对应相接；在所述的前级升压电路与集中逆 变并网装置之间还设置有一个后级升压电路，所 述的后级升压电路由若干个由含有MPPT的斩波 升压电路与旁路二极管并联构成的后级升压电路 单元并联构成，所述的后级升压电路单元与前级 升压电路一一对应串联连接，后级升压电路输出 端与集中逆变并网装置输入端连接。可使光伏并 网电站实现MW级甚至GW级。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12。
3、)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.中压分布式MPPT大功率光伏并网电站，包括电池板组串、由若干个含有最大功率 点跟踪控制电路的前级升压电路单元并联组成的前级升压电路和由并网逆变器及并网升 压变压器构成的集中逆变并网装置，其特征是所述的前级升压电路单元由含有最大功率点 跟踪控制电路的斩波升压电路构成，每个前级升压电路单元与一组电池板组串一一对应相 接，在所述的前级升压电路与集中逆变并网装置之间还设置有一个后级升压电路，所述的 后级升压电路由若干个由含有最大功率点跟踪控制电路的斩波升压电路与旁路二极管并 联构成的后级升压电路单元并联构成，所述的后级。
4、升压电路单元与前级升压电路一一对应 连接，后级升压电路的输出端与集中逆变并网装置的输入端连接。 权 利 要 求 书CN 102882233 A 1/3页 3 中压分布式 MPPT 大功率光伏并网电站 技术领域 0001 本发明涉及太阳能光伏并网电站技术。属太阳能应用技术领域。 背景技术 0002 目前国内主流技术方案的光伏并网电站(参见机械工业出版社太阳能光伏并网 发电及其逆变控制第64页)，是将电池板串联后形成电池板组串阵列，直接连接到含有最 大功率点跟踪控制电路(MPPT)的逆变并网装置，由并网装置将电能输给电网。构成并网 装置中的光伏并网逆变器，最大输出功率250-1000KW，输出电压。
5、270V-400V，MPPT在直流回 路的工作电压范围一般为450V-820V，采用一个MPPT对整个电池板组串阵列进行最大功率 点跟踪控制，由于每个串联阵列指配备一个MPPT控制电路，该结构只能保证每个电池板组 串的输出达到当前总的最大功率点，而不能保证每个电池板组串都输出在各自的最大功率 点。由于每个电池板组串的电气特性离散性和衰减特性的不一致，MPPT只能跟踪到发电量 较小的电池板组串的输出功率，使整个光伏并网电站的发电效率大受影响。这种方案在输 出功率大于1000KW的光伏并网逆变器上无法实现有效控制，系统效率低，传输损耗大。 0003 现有一种采用并联多支路结构的并网型光伏电站，(参。
6、见机械工业出版社太阳能 光伏并网发电及其逆变控制第65页)，该方案由电池板组串连接到含有M PPT的DC/DC 变换器，然后由多组相同的DC/DC变换器并联汇流后连接到集中逆变并网装置，由并网装 置将电能输给电网。我们知道，这种结构的电站容量小。当要组建大功率光伏并网电站，需 用若干个电池板组串并联后，连接到DC/DC变换器，由每个DC/DC变换器中的MPPT控制若 干组并联在一起的电池板组串。其缺点是不能保证并联在一起的每个电池板组串的功率输 出都在各自的最大功率点，且存在功率失配及多波峰的问题；此外，受电池板组串绝缘电压 和功率器件工作电压的限制，导致电站的容量的扩大有限。另一方面，由于其。
7、每个电池板组 串的电气特性离散性和衰减特性的不一致，MPPT只能跟踪到发电量较小的电池板组串的输 出功率，使整个光伏并网电站的发电效率大受影响。这种光伏并网电站的直流传输电压最 高为850V，电站内部传输损耗大。因此，目前的各种结构的并网型光伏电站均不能解决增大 光伏逆变器单机容量及系统发电效率低下的问题，也不能构成MW级甚至GW级的光伏并网 电站。 发明内容 0004 为克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种发电效率高、内部传输损 耗低的中压分布式MPPT大功率光伏并网电站。 0005 实现本发明目的的中压分布式MPPT大功率光伏并网电站的构成包括电池板组 串、由若干个含有最大功率点。
8、跟踪控制电路的前级升压电路单元并联组成的前级升压电路 和由并网逆变器及并网升压变压器构成的集中逆变并网装置，其特征是所述的前级升压电 路单元由含有最大功率点跟踪控制电路的斩波升压电路构成，每个前级升压电路单元与一 组电池板组串一一对应相接，在所述的前级升压电路与集中逆变并网装置之间还设置有一 说 明 书CN 102882233 A 2/3页 4 个后级升压电路，所述的后级升压电路由若干个由含有最大功率点跟踪控制电路的斩波升 压电路与旁路二极管并联构成的后级升压电路单元并联构成，所述的后级升压电路单元与 前级升压电路一一对应连接，后级升压电路的输出端与集中逆变并网装置的输入端连接。 0006 本。
9、中压分布式MPPT大功率光伏并网电站的工作原理如下： 0007 1、当太阳辐射能1时，本中压分布式MPPT大功率光伏并网电站的每一个电池 板组串接受太阳光能，转换成直流电后，输到与其一一对应连接的前级升压电路单元，通过 前级升压电路单元中的最大功率点跟踪控制电路，使电池板组串稳定地工作在最大功率点 上，前级升压电路单元中的斩波升压电路将直流传输电压提升到直流中压，多个前级升压 电路单元并联汇总以增大容量，使得后级升压电路单元中的旁路二极管导通，电能直接传 送到集中逆变并网装置逆变、升压后向电力电网供电。 0008 2、当太阳辐射能1时，本中压分布式MPPT大功率光伏并网电站的每一个电池 板组串。
10、接受太阳光能，转换成直流电后，由于其传输电能汇流后小于前级升压电路单元中 最大功率点跟踪控制电路的工作设定容量，此时旁路二极管呈关闭状态，电池板组串所发 出的直流电经前级升压电路单元汇总后传输到后级升压电路单元，通过后级升压电路单元 中的最大功率点跟踪控制电路，使电池板组串稳定地工作在最大功率点上。后级升压电路 单元中的斩波升压电路将直流传输电压提升到直流中压，多个后级升压电路单元并联汇总 以增大容量，传送到集中逆变并网装置，再由集中逆变并网装置逆变、升压后向电力电网供 电。从而解决了目前光伏并网电站不能增大光伏逆变器单机容量、发电效率低下及弱光发 电难的问题。 0009 本发明的主要优点是：。
11、 0010 1、解决了现有并网电站的由多组并联电池板组串共用一个MPPT带来的各种问 题，只要有太阳辐射能，均能使电池板组串稳定地工作在最大功率点上，即使在弱光条件下 也可发电，从而提高了发电效率。 0011 2、通过斩波升压电路将直流传输电压提升到直流中压，增大了单回路直流传输系 统的传输电能；减少了系统内部传输时的损耗。 0012 3、可以满足中压光伏逆变器的使用要求，采用中压光伏逆变器可使光伏逆变器转 换效率大大提高，传输功率损耗成倍的减小。 0013 4、增设后级升压电路，通过对设置在每个后级升压电路单元中的旁路二极管的导 通电压的设定，实现强光发电和弱光发电模式的自动切换，解决了目前。
12、光伏并网电站都不 能实现的弱光发电问题。 0014 5、可任意设置前级升压电路单元的并联回路的个数以构成不同容量的前级升压 电路，因而可以采用对应的大容量的逆变器使光伏并网电站实现MW级甚至GW级。 0015 下面结合实施例对本发明内容做进一步详细说明。 附图说明 0016 图1本中压分布式MPPT大功率光伏并网电站的结构示意图 具体实施方式 ： 0017 参见图1，本中压分布式MPPT大功率光伏并网电站的构成包括电池板组串1、由若 说 明 书CN 102882233 A 3/3页 5 干个含有MPPT的前级升压电路单元2并联组成的前级升压电路A和由并网逆变器4及并 网升压变压器5构成的集中逆。
13、变并网装置C，其特征是所述的前级升压电路单元2由含有 MPPT的斩波升压电路构成，每个前级升压电路单元2与一组电池板组串1一一对应相接； 在所述的前级升压电路A与集中逆变并网装置C之间还设置有一个后级升压电路B，所述的 后级升压电路B由若干个由含有MPPT的斩波升压电路与旁路二极管VD b 并联构成的后级 升压电路单元3并联构成，所述的后级升压电路单元3与前级升压电路A一一对应连接，后 级升压电路B的输出端与集中逆变并网装置的输入端连接。 0018 本实施例的每一个电池板组串1由24个电池板串联构成。电池板选用235W通用 系列多晶硅电池板，其输出电压30.5V。MPPT和斩波升压电路可借用现。
14、有技术构成。每一 个电池板组串输出电压为732V，输出功率为5.64KW，96个这样的电池板组串1并联后的 电能汇流后输入到前级升压电路A，每个前级升压电路A的输出电压为1150V，输出功率则 为965.64KW304.56KW。本实施例共有20个前级升压电路A，故送至集中逆变并网 装置的总电能为20304.56KW6091.2KW。 0019 1、当太阳辐射能1时，每一个电池板组串1(输出电压为732V，输出功率为 5.64KW)接受太阳光能，转换成直流电后，输到与其一一对应连接的前级升压电路单元2， 通过前级升压电路单元2中的最大功率点跟踪控制电路，使电池板组串稳定地工作在最大 功率点上，。
15、经过前级升压电路单元2中的斩波升压电路将直流传输电压提升到直流中压 1150V，多个前级升压电路单元2并联汇总以增大容量，此时设置在后级升压电路单元3中 的旁路二极管VD b 导通，使电能直接传送到集中逆变并网装置C中单台额定功率为5000KW 的光伏并网逆变器4，逆变后其输出电压为690V的三相交流电，再通过并网升压变压器5升 压至交流35KV，向电力电网供电。 0020 2、当太阳辐射能1时，由96个前级升压电路单元2并联构成的前级升压电 路A中连接的电池板组串1接受太阳光能，转换成直流电后，由于其传输电能汇流后小于前 级升压电路单元中MPPT的工作设定容量，此时旁路二极管VD b 关闭，。
16、前级升压电路单元2不 工作，电池板组串1所发出的直流电直接传输到后级升压电路单元3。后级升压电路单元 中的MPPT开始工作，该电能输到与其一一对应连接的后级升压电路单元3，通过后级升压 电路单元3中的MPPT，使电池板组串稳定地工作在最大功率点上，经过后级升压电路单元3 中的斩波升压电路将直流传输电压提升到直流中压1150V，由20个后级升压电路单元3并 联构成的后级升压电路B并联汇总以增大容量，将电能传送到集中逆变并网装置C中单台 功率为5000KW的光伏并网逆变器4，逆变后其输出电压为690V的三相交流电，再通过并网 升压变压器5升压至交流35KV，向电力电网供电。 0021 本实施例中，与现有光伏并网电站的单台光伏逆变器功率250KW-1000KW，输出电 压设计为三相交流270V-400V相比较，传输同样容量的电能，光伏并网逆变器的数量成倍 减少，整体效率更高、传输容量更大，使光伏并网电站能够实现MW级甚至GW级的工程应用。 说 明 书CN 102882233 A 1/1页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102882233 A 。