CN116760096A - 光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构 - Google Patents

Abstract

光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，属于光伏发电***拓扑结构技术领域。解决了现有光伏发电中的光伏阵列与并网逆变器固定连接存在转换效率低，大规模并网易造成线路损耗的问题，本发明所述光伏阵列包括n个光伏电池模块，所述n个光伏电池模块的电信号输出端分别与桥联开关模块的n个信号输入端连接；桥联开关模块与n个并网逆变器连接；n个光伏电池模块的电信号输出端连接DSP控制模块的n光伏电池电信号输入端，所述DSP控制模块的并网控制信号输出端连接桥联开关模块的并网控制信号输入端，所述DSP控制模块通过控制桥联开关模块控制接入的并网逆变器的个数，所述并网逆变器的信号输出端连接电网。本发明适用于光伏发电***逆变器并入控制。

Description

光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构

技术领域

本发明属于光伏发电***拓扑结构技术领域。

背景技术

传统电力***正在向数字化和绿色低碳的新型电力***快速转变。利用化石能源发电的方式正逐步被可再生能源发电取代。光伏发电作为可再生能源发电的主要途径，被广泛应用于实际中，随着光伏发电装机容量的逐年快速上升，光伏发电的性能也越来越受重视。

目前，光伏发电中的光伏阵列与并网逆变器呈固定连接方式。在早晨、夜晚、阴雨天气等低光照情况下并网逆变器处于低功率运行状态。然而，并网逆变器的转换效率和输出电压、电流质量受输入功率的影响，特别是当并网逆变器的输入功率在额定功率的20％以下时，随着输入功率下降，并网逆变器的转换效率会明显降低，电能质量恶化明显。在低光照情况下，大规模的光伏发电并网会导致谐波畸变水平超出标准规定的限值，增加公用设施的线路损耗。因此，光伏阵列与逆变器固定连接的方式已不能满足光伏发电***优质运行的需求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有光伏发电中的光伏阵列与并网逆变器固定连接存在转换效率低，大规模并网易造成线路损耗的问题，提出了一种光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构。

本发明所述的一种光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，包括：光伏阵列、n个并网逆变器、桥联开关模块和DSP控制模块；其中，n为正整数；

所述桥联开关模块包括n条支路，每条支路对应桥联开关模块的一个输入和输出端，每两个支路之间设置有一个开关；

所述光伏阵列包括n个光伏电池模块，所述n个光伏电池模块的电信号输出端分别与桥联开关模块的n个信号输入端连接；

桥联开关模块的n个信号输出端分别与n个并网逆变器的n个信号输入端连接；所述n个光伏电池模块的电信号输出端还连接DSP控制模块的n个光伏电池电信号输入端，所述DSP控制模块的并网控制信号输出端连接桥联开关模块的并网控制信号输入端，所述DSP控制模块通过控制桥联开关模块控制接入的并网逆变器的个数，所述并网逆变器的信号输出端连接电网；

所述DSP控制模块用于控制桥联开关模块中开关的接通和断开。

进一步地，本发明中，光伏电池模块采用多个光伏电池串联实现或采用单个光伏电池板实现。

进一步地，本发明中，DSP控制模块采集n个光伏电池模块的输出电流和电压信号。

进一步地，本发明中，还包括光强信号传感器，所述光强信号传感器用于采集光伏电池模块处的光强信号，并将光强信号传输至DSP控制模块。

进一步地，本发明中，DSP控制模块用于根据n个光伏电池模块的输出电流和电压信号和光强信号向桥联开关模块发送开关的接通或断开控制信号。

本发明所述光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，根据光照强弱和直流侧电压、电流数据，控制光伏阵列与并网逆变器的自由连接，更好地实现光伏阵列的合理组合，满足并网逆变器的功率匹配，结构灵活，实施方便。

附图说明

图1是本发明所述光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，包括：光伏阵列1、n个并网逆变器2、桥联开关模块3和DSP控制模块4；其中，n为正整数；

所述桥联开关模块3包括n条支路，每条支路对应桥联开关模块3的一个输入和输出端，每两个支路之间设置有一个开关；

所述光伏阵列1包括n个光伏电池模块，所述n个光伏电池模块的电信号输出端分别与桥联开关模块3的n个信号输入端连接；

桥联开关模块3的n个信号输出端分别与n个并网逆变器2的n个信号输入端连接；所述n个光伏电池模块的电信号输出端还连接DSP控制模块4的n个光伏电池电信号输入端，所述DSP控制模块4的并网控制信号输出端连接桥联开关模块3的并网控制信号输入端，所述DSP控制模块4通过控制桥联开关模块3控制接入的并网逆变器2的个数，所述并网逆变器2的信号输出端连接电网；

所述DSP控制模块4用于控制桥联开关模块3中开关的接通和断开。

进一步地，本实施方式中，光伏电池模块采用多个光伏电池串联实现或采用单个光伏电池板11实现。

本实施方式中连接并网逆变器2的光伏阵列1配置相同，但光伏阵列1可能因光照角度、老化程度等问题导致输出电压、电流值出现差别。但当不同光伏阵列1在最大功率点处电压、电流值相差很大时，其并联连接可能会导致直流侧功率不匹配而使功率损失严重，DSP控制模块4可以检测到该光伏阵列1与其它光伏阵列1输出电压和电流信号的差异，控制该光伏阵列不与其它光伏阵列1并联，以避免能量损失。

进一步地，本实施方式中，DSP控制模块4采集n个光伏电池模块的输出电流和电压信号。

进一步地，本实施方式中，还包括光强信号传感器，所述光强信号传感器用于采集光伏电池模块处的光强信号，并将光强信号传输至DSP控制模块4。

进一步地，本实施方式中，DSP控制模块4用于根据n个光伏电池模块的输出电流和电压信号和光强信号向桥联开关模块3开关的接通或断开控制信号。

本实施方式中所述的DSP控制模块4采集每组光伏阵列1的输出电压和电流，DSP控制模块4根据光照强弱和实时数据发送并网逆变器2的启停以及跨桥开关31的开断。在低光照条件下，跨桥开关31控制m个光伏阵列1并联到1台并网逆变器2发电，其他逆变器处于停机状态；随着光照增强，跨桥开关31控制多个光伏阵列1连接更多的并网逆变器2发电；当光照足够强时，回归到常规连接方式，跨桥开关31控制每组光伏阵列1连接所在支路各自的并网逆变器2发电，使光伏***的运行性能最优。

连接并网逆变器2的光伏阵列1配置相同，但光伏阵列1可能因光照角度、老化程度等问题导致输出电压、电流值出现差别。但当不同光伏阵列1在最大功率点处电压、电流值相差很大时，其并联连接可能会导致直流侧功率不匹配而使功率损失严重，DSP控制模块4可以检测到该光伏阵列1与其它光伏阵列1输出电压和电流信号的差异，控制该光伏阵列不与其它光伏阵列1并联，以避免能量损失。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (5)

1.光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，其特征在于，包括：光伏阵列(1)、n个并网逆变器(2)、桥联开关模块(3)和DSP控制模块(4)；其中，n为正整数；

所述桥联开关模块(3)包括n条支路，每条支路对应桥联开关模块(3)的一个输入和输出端，每两个支路之间设置有一个开关；

所述光伏阵列(1)包括n个光伏电池模块，所述n个光伏电池模块的电信号输出端分别与桥联开关模块(3)的n个信号输入端连接；

桥联开关模块(3)的n个信号输出端分别与n个并网逆变器(2)的n个信号输入端连接；所述n个光伏电池模块的电信号输出端还连接DSP控制模块(4)的n个光伏电池电信号输入端，所述DSP控制模块(4)的并网控制信号输出端连接桥联开关模块(3)的并网控制信号输入端，所述DSP控制模块(4)通过控制桥联开关模块(3)控制接入的并网逆变器(2)的个数，所述并网逆变器(2)的信号输出端连接电网；

所述DSP控制模块(4)用于控制桥联开关模块(3)中开关的接通和断开。

2.根据权利要求1所述的光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，其特征在于，光伏电池模块采用多个光伏电池串联实现或采用单个光伏电池板(11)实现。

3.根据权利要求1、2或3所述的光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，其特征在于，DSP控制模块(4)采集n个光伏电池模块的输出电流和电压信号。

4.根据权利要求3所述的光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，其特征在于，还包括光强信号传感器，所述光强信号传感器用于采集光伏电池模块处的光强信号，并将光强信号传输至DSP控制模块(4)。

5.根据权利要求4所述的光伏发电直流侧开关切换控制***拓扑结构，其特征在于，DSP控制模块(4)用于根据n个光伏电池模块的输出电流、电压信号和光强信号向桥联开关模块(3)发送开关的接通或断开控制信号。