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    重庆时时彩开奖结果开奖时间号码查询: 一种智能自平衡光伏串联电池组件.pdf

    关 键 词:
    一种 智能 平衡 串联 电池 组件
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    摘要
    申请专利号:

    CN201310378698.6

    申请日:

    2013.08.27

    公开号:

    CN104143955A

    公开日:

    2014.11.12

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02S 40/30申请日:20130827|||公开
    IPC分类号: H02S40/30(2014.01)I; G05F1/67 主分类号: H02S40/30
    申请人: 慈溪市源顺光电科技有限公司
    发明人: 童立青; 佘远汉
    地址: 315000 浙江省宁波市慈溪市古塘街道太屺村
    优先权:
    专利代理机构: 上海申新律师事务所 31272 代理人: 竺路玲
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310378698.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.03.29|||2014.12.10|||2014.11.12

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种智能自平衡光伏串联电池组件,包括串联电池组件,还包括分布式平衡优化电路、控制电路和采样电路,所述串联电池组件、所述采样电路、所述控制电路和所述分布式平衡优化电路依次连接,所述分布式平衡优化电路和所述采样电路连接,所述分布式平衡优化电路上牵出组件引出线以连接外部组件。本发明针对串联光伏电池组,增加了一个分布式自平衡优化电路,可实现从光伏电池,平衡优化电路和并网逆变电路的最大效率转化,同时存在的电路也能够反向导通,增加反向续流能力,能提高光伏电池组件的寿命和可靠性。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种智能自平衡光伏串联电池组件,包括串联电池组件,其特征在于,还包括分布式平衡优化电路、控制电路和采样电路,所述串联电池组件、所述采样电路、所述控制电路和所述分布式平衡优化电路依次连接,所述分布式平衡优化电路和所述采样电路连接,所述分布式平衡优化电路上牵出组件引出线以连接外部组件。

    2.  根据权利要求1所述智能自平衡光伏串联电池组件,其特征在于,所述分布式平衡优化电路包括分别与所述串联电池组件中电池数量相等的第一电容和功率管,所述第一电容的两端和所述功率管的两端分别与所述串联电池组件中的每一个电池对应连接,且所述第一电容之间相互串接,所述功率管之间相互串接;每相邻两组所述第一电容和所述功率管之间跨接一变压器;所述串联电池组件还与一第二电容并接。

    3.  根据权利要求2所述智能自平衡光伏串联电池组件,其特征在于,每个所述功率管由一NMOS管和一与所述NMOS管对应的反并联二极管构成。

    说明书

    说明书一种智能自平衡光伏串联电池组件
    技术领域
    本发明涉及太阳能光伏电池组件领域,尤其涉及一种智能自平衡光伏串联电池组件。
    背景技术
    目前,光伏发电系统的运行年限一般都设计为15年,而光伏电池组件的寿命更长一般超过25年,希望在其生命周期内发挥最大的效果。而在实际光伏发电系统中,光伏电池随时间的衰退(每年以0.5%-1%退化)以及外在环境因素(光伏阴影遮挡)使得光伏组件或组件之间输出电压、电流失配,从而导致光伏组件的发电效率和寿命下降。现在研究表明,由于光伏电池本身不均衡性(RP不同,包括:材料、封装技术和光学损失)导致光伏组件失配的造成效率损失约为10%~15%。而安装环境中的光伏阴影遮挡,不仅使光伏组件内部严重失配,并使傍路二极管的热能耗散令光伏组件性能加速退化,给光伏组件带来诸多如输出功率急剧减小、“热斑效应”、最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术失效等问题。从实际并网电站的应用中,光伏系统中光伏遮阴问题会造成光伏发电效率低于理论值15%-20%,例如,当一个太阳能光伏光伏电站中大约有10%的电池板受阴影遮挡,在极端情况 下会造成光伏电站60%的功率损失,平均造成的功率损失在30%左右。同时长时间阴影遮挡会引起的旁路二极管过流、过温损害及寿命降低,严重的会导致光伏电池板烧毁,引起火灾。因此,平衡光伏组件的电压和电流失配输出是提高光伏系统利用效率较直接有效的方法。
    发明内容
    针对上述存在的问题,本发明的目的是提供一种智能自平衡光伏串联电池组件,以平衡光伏组件内串联电池组输出电压、电流失配,提高光伏系统利用效率。
    本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
    一种智能自平衡光伏串联电池组件,包括串联电池组件,其中,还包括分布式平衡优化电路、控制电路和采样电路,所述串联电池组件、所述采样电路、所述控制电路和所述分布式平衡优化电路依次连接,所述分布式平衡优化电路和所述采样电路连接,所述分布式平衡优化电路上牵出组件引出线以连接外部组件。
    上述智能自平衡光伏串联电池组件,其中所述分布式平衡优化电路包括分别与所述串联电池组件中电池数量相等的第一电容和功率管,所述第一电容的两端和所述功率管的两端分别与所述串联电池组件中的每一个电池对应连接,且所述第一电容之间相互串接,所述功率管之间相互串接;每相邻两组所述第一电容和所述功率管之间跨接一变压器;所述串联电池组件还与一第二电容并接。
    上述智能自平衡光伏串联电池组件,其中,每个所述功率管由一NMOS管和一与所述NMOS管对应的反并联二极管构成。
    与已有技术相比,本发明的有益效果在于:
    针对串联光伏电池组,增加了一个分布式自平衡优化电路,可实现从光伏电池,平衡优化电路和并网逆变电路的最大效率转化,同时存在的电路也能够反向导通,增加反向续流能力,能提高光伏电池组件的寿命和可靠性。
    附图说明
    图1是本发明智能自平衡光伏串联电池组件的结构示意框图;
    图2是本发明智能自平衡光伏串联电池组件的分布式平衡优化电路的结构示意图;
    图3是本发明智能自平衡光伏串联电池组件的控制电路的控制逻辑示意图。
    具体实施方式
    下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。
    如图1所示,本发明智能自平衡光伏串联电池组件包括串联电池组件1、分布式平衡优化电路2、控制电路4和采样电路5,串联电池组件1、采样电路5、控制电路4和分布式平衡优化电路2依次连接,分布式平衡优化电路2和采样电路5连接,分布式平衡优化电路2上牵出组件引出线3以连接外部组件。
    分布式平衡优化电路2包括分别与串联电池组件1中电池数量 相等的第一电容和功率管,第一电容的两端和功率管的两端分别与串联电池组件1中的每一个电池对应连接,且第一电容之间相互串接,功率管之间相互串接。每相邻两组第一电容和功率管之间跨接一变压器,串联电池组件1还与一第二电容并接。
    每个功率管由一NMOS管和一与NMOS管对应的反并联二极管构成,NMOS管的源极与二极管的正极连接,NMOS管的漏极与二极管的负极连接。
    在本发明优选实施例中,第一电容为三个,分别为C1、C2和C3,功率管也有三个,分别为T1、T2和T3,每相邻两组第一电容和功率管之间跨接一变压器,分别为L1和L2,串联电池组件1还与第二电容Cdc并接。
    由图2所示,当光伏串联组光照不均衡,电压电流失配时,C1,C2和C3上的电压也不平衡。
    首先T1管工作,C1,T1和L1的原边工作,电流从C1流向L1原边,由于L1的耦合作用,L1副边的电流通过T3管的内置二极管导通向C3充电。
    当T2导通工作时,C2,T2和L2的原边工作,电流从C2流向L2原边,由于L2的耦合作用,L2副边的电流通过T3管的内置二极管导通向C3充电。
    当T3导通工作时,C3,T3和L1和L2的副边工作,电流从C3流向L1和L2的副边,由于L1和L2的耦合作用,L1原边的电流通过T1管的内置二极管导通向C1充电,L2原边的电流通过T2管的内 置二极管导通向C2充电,而Cdc电容的作用是保持整个输出电压稳定。
    这样电路中的三个开关器件T1、T2和T3导通后,电压电流互相牵制,达到自平衡的作用,自动调整每一个光伏电池输出电压和电流功能,使每个串联电池组件1在电流和电压失配情况下输出最大功率。
    请参看图3所示,本发明优选实施例中的控制电路的控制逻辑为:
    首先检测C1、C2和C3上的电压,分别为V1、V2和V3,将这三个电压大小进行排序;
    若V1>V2>V3,三个开关器件T1、T2和T3的占空比分别为
    D‾1=V1V1+V2+V3,D‾2=V2+V1-V33V1+V2+V3,D‾1=1-D‾1-D‾2;]]>
    若V1>V3>V2,三个开关器件T1、T2和T3的占空比分别为
    D‾1=V1V1+V2+V3,D‾3=V3+V1-V23V1+V2+V3,D‾1=1-D‾1-D‾2;]]>
    若V2>V1>V3,三个开关器件T1、T2和T3的占空比分别为
    D‾2=V2V1+V2+V3,D‾1=V1+V2-V33V1+V2+V3,D‾3=1-D‾1-D‾2;]]>
    若V2>V3>V1,三个开关器件T1、T2和T3的占空比分别为
    D‾2=V2V1+V2+V3,D‾3=V1+V2-V13V1+V2+V3,D‾1=1-D‾1-D‾2;]]>
    若V3>V2>V1,三个开关器件T1、T2和T3的占空比分别为
    D‾3=V3V1+V2+V3,D‾2=V2+V3-V13V1+V2+V3,D‾1=1-D‾1-D‾2;]]>
    若V3>V1>V2,三个开关器件T1、T2和T3的占空比分别为
    D‾3=V3V1+V2+V3,D‾1=V2+V3-V23V1+V2+V3,D‾2=1-D‾1-D‾2.]]>
    本发明针对串联光伏电池组,增加了一个分布式自平衡优化电路,可实现从光伏电池,平衡优化电路和并网逆变电路的最大效率转化,同时存在的电路也能够反向导通,增加反向续流能力,能提高光伏电池组件的寿命和可靠性。
    以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但本发明并不限制于以上描述的具体实施例,其只是作为范例。对于本领域技术人员而言,任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内?!  ∧谌堇醋宰ɡ鴚ww.www.4mum.com.cn转载请标明出处

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