本發明涉及太陽能技術領域,尤其涉及一種光伏系統、光伏接收輻照度控制方法及裝置。
背景技術:
在光伏發電系統中,光伏組件將接收的太陽能轉換為電能,再通過電能變換裝置(如逆變器、功率優化器等)將光伏組件輸出的電能轉換為所需要的電能形式。
光伏組件的輸出電壓由其接收的接收輻照度決定,當接收輻照度較大時,輸出電壓較高,當接收輻照度較小時,輸出電壓較低。而目前隨著用電量增加等各種因素,更高直流電壓的光伏系統正在越來越多地被使用,例如:(i)為了提高系統功率密度、降低系統損耗或提高系統發電運行時間,通過增加光伏組串串聯的光伏組件數量來提高直流電壓;(ii)隨著組件技術的發展,單塊光伏組件的標稱開路電壓和最大功率點電壓逐漸提高,導致串聯后的組串電壓升高;(iii)在嚴寒地帶建設的光伏系統,其直流電壓由于低溫而變得較高。
然而,在光伏系統輸出的直流電壓較高時,電能變換裝置中的關鍵器件(如半導體開關管、直流電容等)會承受較高的電壓應力,導致電能變換裝置的運行壽命和可靠性降低。
技術實現要素:
本發明的主要目的在于提供一種光伏接收輻照度控制方法,旨在實現對光伏組件的輸出電壓進行控制,避免光伏組件的輸出電壓過高而降低電能變換裝置的運行壽命以及可靠性。
為實現上述目的,本發明提出一種光伏接收輻照度控制方法,應用于光伏系統,所述光伏系統包括光伏陣列、將所述光伏陣列的電能轉換后輸出的電能變換裝置及用于調整所述光伏陣列的朝向角度,以改變該光伏陣列的接收輻照度的跟蹤控制裝置,其中,該光伏接收輻照度控制方法包括:
檢測所述光伏陣列輸出至所述電能變換裝置的電壓;
將檢測的所述電壓與預設的高壓閾值進行比較;
在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動。
優選地,所述檢測所述光伏陣列輸出至所述電能變換裝置的電壓的步驟之后,所述光伏接收輻照度控制方法還包括:
將檢測的所述電壓與預設的低壓閾值進行比較;
在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度增加的方向轉動。
優選地,所述在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動包括:
在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動第一預設角度,直至檢測的所述電壓小于或者等于所述預設的高壓閾值;
所述在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度增加的方向轉動包括:
在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度增加的方向轉動第二預設角度,直至檢測的所述電壓大于或者等于所述預設的低壓閾值。
優選地,所述在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動的步驟包括:
在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,獲取預設的第一目標接收輻照度,并控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列轉動至所述預設的第一目標接收輻照度;
所述在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度增加的方向轉動的步驟包括:
在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,獲取預設的第二目標接收輻照度,并控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列轉動至所述預設的第二目標接收輻照度。
優選地,所述在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動的步驟包括:
在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,獲取本次調整所述光伏陣列的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列的接收輻照度的時間間隔;
當本次調整所述光伏陣列的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列的接收輻照度的時間間隔小于預設時長時,則放棄本次調整;
當本次調整所述光伏陣列的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列的接收輻照度的時間間隔大于或者等于所述預設時長時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動;
及/或,所述在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度增加的方向轉動的步驟包括:
在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,獲取本次調整所述光伏陣列的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列的接收輻照度的時間間隔;
當本次調整所述光伏陣列的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列的接收輻照度的時間間隔小于預設時長時,則放棄本次調整;
當本次調整所述光伏陣列的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列的接收輻照度的時間間隔小于預設時長時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度增加的方向轉動。
此外,本發明還提出一種光伏接收輻照度控制裝置,應用于所述光伏系統,所述光伏系統包括光伏陣列、將所述光伏陣列的電能轉換后輸出的電能變換裝置及用于調整所述光伏陣列的朝向角度,以改變該光伏陣列的接收輻照度的跟蹤控制裝置,其中,該光伏接收輻照度控制裝置包括:
電壓檢測模塊,用于檢測所述光伏陣列輸出至所述電能變換裝置的電壓;
電壓比較模塊,用于將檢測的所述電壓與預設的高壓閾值進行比較;
跟蹤控制模塊,用于在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動。
優選地,所述光伏接收輻照度控制裝置還包括:
所述電壓比較模塊,還用于將檢測的所述電壓與預設的低壓閾值進行比較;
所述跟蹤控制模塊,還用于在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度增加的方向轉動。
優選地,所述跟蹤控制模塊具體用于在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動第一預設角度,直至檢測的所述電壓小于或者等于所述預設的高壓閾值;
所述跟蹤控制模塊還具體用于在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度增加的方向轉動第二預設角度,直至檢測的所述電壓大于或者等于所述預設的低壓閾值。
優選地,所述跟蹤控制模塊具體用于在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,獲取預設的第一目標接收輻照度,并控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列轉動至所述預設的第一目標接收輻照度;
所述跟蹤控制模塊具體用于在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,獲取預設的第二目標接收輻照度,并控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列轉動至所述預設的第二目標接收輻照度。
優選地,所述跟蹤控制模塊,還用于當本次調整所述光伏陣列的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列的接收輻照度的時間間隔小于預設時長時,則放棄本次調整。
此外,本發明還提供一種光伏系統,包括:
光伏陣列;
電能變換裝置,用于將所述光伏陣列的電能轉換后輸出;
跟蹤控制裝置,用于調整所述光伏陣列的朝向角度,以改變該光伏陣列的接收輻照度;
以及上述的光伏接收輻照度控制裝置,該光伏接收輻照度控制裝置包括:
電壓檢測模塊,用于檢測所述光伏陣列輸出至所述電能變換裝置的電壓;
電壓比較模塊,用于將檢測的所述電壓與預設的高壓閾值進行比較;
跟蹤控制模塊,用于在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動。
本發明通過檢測所述光伏陣列輸出至所述電能變換裝置的電壓,然后將檢測的所述電壓與預設的高壓閾值進行比較,在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置驅動所述光伏陣列朝其接收輻照度減小的方向轉動,使其輸出電壓降低,從而避免了光伏陣列的輸出電壓過高而降低電能變換裝置的運行壽命以及可靠性的問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。
圖1為本發明接收輻照度控制裝置應用于光伏系統中的結構示意圖;
圖2為本發明接收輻照度控制裝置一實施例的結構示意圖;
圖3為本發明接收輻照度控制裝置另一實施例的結構示意圖;
圖4為本發明光伏接收輻照度控制方法一實施例的流程示意圖;
圖5為本發明光伏接收輻照度控制方法另一實施例的流程示意圖;
圖6為本發明圖4所示光伏接收輻照度控制方法中步驟S30的細化流程示意圖;
圖7為本發明圖5所示光伏接收輻照度控制方法中步驟S50的細化流程示意圖。
本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例,參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
參照圖1,本發明提出一種光伏系統,該光伏系統包括光伏陣列100、電能變換裝置200以及跟蹤控制裝置300。
本實施例中,光伏陣列100通過接收太陽光而生成對應的電能,當光伏陣列100接收太陽光的輻照度較大時,輸出電壓較高,當接收輻照度較小時,輸出電壓較低。光伏陣列100可由至少一塊光伏組件構成或者由多塊光伏組件通過串聯或者并聯,又或者,串聯和并聯兩種連接方式的組合形式構成,本實施例中可任意選擇,并不限定。
本實施例中,電能變換裝置200與光伏陣列100的電源輸出端連接,用于將所述光伏陣列100輸出的電能轉換成需要的電能后輸出供負載使用。該電能變換裝置200可為DC/AC變換器,或者為DC/DC變換器等。
本實施例中,跟蹤控制裝置300用于調整所述光伏陣列100的朝向角度,以改變該光伏陣列100的接收輻照度。具體地,跟蹤控制裝置300可由電機及相應機械支撐和傳動結構實現,在驅動信號下,驅動光伏陣列100轉動至對應的角度。
為了避免光伏組件的輸出電壓過高而降低電能變換裝置200的運行壽命以及可靠性的問題,在本發明光伏系統中,還增加了光伏接收輻照度控制裝置400,用以對光伏組件的輸出電壓進行控制,以保護電能變換裝置200。
結合參照圖1及圖2,在本發明一實施例中,該光伏接收輻照度控制裝置400包括電壓檢測模塊41、電壓比較模塊42以及跟蹤控制模塊43。具體地,電壓檢測模塊41用于檢測所述光伏陣列100輸出至所述電能變換裝置200的電壓;電壓比較模塊42用于將檢測的所述電壓與預設的高壓閾值進行比較;跟蹤控制模塊43用于在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動。
可以理解的是,當光伏陣列100對太陽光的接收輻照度較大時,輸出電壓較高,當接收輻照度較小時,輸出電壓較低。通過電壓檢測模塊41檢測光伏陣列100輸出至所述電能變換裝置200的電壓,可以及時知道光伏陣列100的電壓輸出狀況。電壓比較模塊42中可以根據電能變換裝置200中的器件的耐壓情況設置相應的高壓安全保護值,即預設的高壓閾值,然后將電壓檢測模塊41檢測到的電壓與預設的高壓閾值進行比較,如果電壓檢測模塊41檢測到的電壓大于預設的高壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓過高,為防止對電能變換裝置200中的器件造成影響,需要降低光伏陣列100的輸出電壓,此時,通過跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動,通過改變光伏陣列100的接收輻照度,使其輸出電壓降低,從而避免光伏組件的輸出電壓過高而降低電能變換裝置200的運行壽命以及可靠性的問題。如果電壓檢測模塊41檢測到的電壓小于預設的高壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓正常,不需要調整光伏陣列100的輸出電壓。
上述實施例中,優選地,跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動為每檢測一次光伏組件的輸出電壓,則對應調節光伏組件的接收輻照度一次,且每次調節固定的角度△α1。具體地,跟蹤控制模塊43具體用于在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動第一預設角度,直至檢測的所述電壓小于或者等于所述預設的高壓閾值。
需要說明的是,本實施例并不限定于此,上述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動還可以是根據目標接收輻照度β1一次調節到位。具體地,所述跟蹤控制模塊43具體用于在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,獲取預設的第一目標接收輻照度,并控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100轉動至所述預設的第一目標接收輻照度。本實施例中不管檢測到的光伏陣列100的輸出電壓大小如何,只要大于預設的高壓閾值,則直接將光伏陣列100的當前輻照度調整為預設的第一目標接收輻照度。需要說明的是,第一目標接收輻照度對應光伏陣列100的安全輸出電壓,該安全輸出電壓不會使電能變換裝置200中的器件承受較高的電壓應力,而且也不會使光伏陣列100的輸出電壓過低。這樣,只要每次檢測到光伏陣列100的輸出電壓過高時,則調整通過調整光伏陣列100的接收輻照度,使光伏陣列100的輸出電壓降低至安全的目標電壓值。
此外,上述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動還可以是,根據檢測到的電壓與目標安全電壓的大小關系確定角度調節量,再根據角度調節量來調節光伏組件的接收輻照度,使光伏組件的輸出電壓處于安全電壓范圍內。具體地,參照圖3,在電壓檢測模塊41檢測到光伏組件的輸出電壓大于所述預設的高壓閾值時,通過計算模塊44計算檢測的所述電壓與所述預設的安全電壓閾值的差值;然后通過獲取模塊45獲取檢測的所述電壓與所述預設的安全電壓閾值的差值對應的角度調節量,并控制所述跟蹤控制裝置300根據所述角度調節量,驅動所述光伏陣列100朝其輻照度減小的方向轉動對應角度。其中,預設的安全電壓閾值可與預設的高壓閾值相同,或者小于預設的高壓閾值,以保證調整后,光伏陣列100的輸出電壓降低為安全的目標電壓值。
上述實施例中,光伏接收輻照度控制裝置400并不僅僅針對光伏組件輸出電壓過高時進行調控,在進一步的實施例中,還針對光伏組件輸出電壓過低時進行調控,避免因保護使光伏系統發電量損失,參照圖1及圖2,在該實施例中,所述電壓比較模塊42還用于將檢測的所述電壓與預設的低壓閾值進行比較;所述跟蹤控制模塊43還用于在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動。
電壓比較模塊42中還可以根據電能變換裝置200中的器件的耐壓情況以及輸出效率設置相應的低壓安全保護值,即預設的低壓閾值,然后將電壓檢測模塊41檢測到的電壓與預設的低壓閾值進行比較,如果電壓檢測模塊41檢測到的小于預設的低壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓過低,為避免保護后,光伏組件的輸出電壓過低而使光伏系統發電量損失,需要提高光伏陣列100的輸出電壓,保證電能變換裝置200的輸出效率及輸出能力。此時,通過跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動,通過改變光伏陣列100的接收輻照度,使其輸出電壓升高,從而避免光伏陣列100的輸出電壓過低而降低電能變換裝置200的輸出效率。如果檢測到的電壓大于預設的低壓閾值且小于預設的高壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓正常,也即光伏陣列100的輸出電壓既安全又不至于損失能量,不需要調整光伏陣列100的輸出電壓。
上述實施例中,優選地,跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動為每檢測一次光伏陣列100的輸出電壓,則對應調節光伏陣列100的接收輻照度一次,且每次調節固定的角度△α2,角度△α2可與上述角度△α1相同,也可以不同。具體地,跟蹤控制模塊43具體用于在檢測的所述電壓小于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動第二預設角度,直至檢測的所述電壓大于或者等于所述預設的低壓閾值。
需要說明的是,本實施例并不限定于此,上述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動還可以是根據目標接收輻照度β2一次調節到位,該目標接收輻照度β2可與上述目標接收輻照度β1相同,也可以不同。具體地,所述跟蹤控制模塊43具體用于在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,獲取預設的第二目標接收輻照度,并控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100轉動至所述預設的第二目標接收輻照度。本實施例中不管檢測到的光伏陣列100的輸出電壓大小如何,只要小于預設的低壓閾值,則直接將光伏陣列100的當前輻照度調整為預設的第二目標接收輻照度。需要說明的是,第二目標接收輻照度對應光伏陣列100的安全輸出電壓,該安全輸出電壓大于預設的低壓閾值,且小于預設的高壓閾值,不會使電能變換裝置200中的器件承受較高的電壓應力,且不會過低,保證光伏陣列100的輸出效率。這樣,只要每次檢測到光伏陣列100的輸出電壓過低時,則調整通過調整光伏陣列100的接收輻照度,使光伏陣列100的輸出電壓降低至安全的目標電壓值。
此外,上述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動還可以是,根據檢測到的電壓與目標安全電壓的大小關系確定角度調節量,再根據角度調節量來調節光伏陣列100的接收輻照度,使光伏陣列100的輸出電壓處于安全電壓范圍內。具體地,參照圖3,在電壓檢測模塊41檢測到光伏陣列100的輸出電壓小于所述預設的低壓閾值時,通過計算模塊44計算檢測的所述電壓與所述預設的安全電壓閾值的差值;然后通過獲取模塊45獲取檢測的所述電壓與所述預設的安全電壓閾值的差值對應的角度調節量,并控制所述跟蹤控制裝置300根據所述角度調節量,驅動所述光伏陣列100朝其輻照度增加的方向轉動對應角度。其中,預設的安全電壓閾值大于或者等于預設的低壓閾值,且小于預設的高壓閾值,以保證調整后,光伏陣列100的輸出電壓不會過高也不會過低。
綜上,可以理解的是,本發明由于增加了光伏接收輻照度控制裝置400,用以對光伏陣列100的輸出電壓進行控制,因此,本發明還至少可以解決電能變換裝置200在待機狀態下,環境溫度較低時,光伏陣列100輸出較高的開路電壓而損壞電能變換裝置200中器件的問題;并且,還可以解決電能變換裝置200因為過壓保護而持續保持待機狀態,使系統停止發電,造成發電量損失的問題。
上述實施例中,為了避免陰影遮擋光伏陣列100時,造成頻繁調節,使光伏陣列100的輸出電壓波動較大,在進一步地實施例中設置了兩次調節的最小間隔時間,具體地,所述跟蹤控制模塊43,還用于當本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔小于預設時長時,則放棄本次調整。其中,預設時長具體不限定,可根據實際需要,例如陰影時間相應設置。可以理解的是,當光伏陣列100受陰影遮擋時,光伏陣列100對太陽光的接收輻照度會發生由高到低再到高的變化,這樣就造成跟蹤控制模塊43頻繁調整光伏陣列100的接收輻照度。本實施例,跟蹤控制模塊43在接收到調整信號時,確定本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔是否小于預設時長,如果小于則放棄本次調整,如此,避免陰影遮擋光伏陣列100時,造成頻繁調節而使光伏陣列100的輸出電壓波動較大的問題,提高了調整的可靠性。
此外,本發明還提出一種應用于上述光伏系統中的光伏接收輻照度控制方法,用以對光伏系統中的光伏陣列100的接收輻照度進行控制,以調整光伏陣列100的輸出電壓,避免光伏陣列100的輸出電壓過高或者過低。
參照圖1及圖4,在本發明一實施例中,該光伏接收輻照度控制方法包括以下步驟:
步驟S10,檢測所述光伏陣列100輸出至所述電能變換裝置200的電壓。
可以理解的是,當光伏陣列100接收太陽光的輻照度較大時,輸出電壓較高,當接收輻照度較小時,輸出電壓較低。通過檢測光伏陣列100輸出至所述電能變換裝置200的電壓,可以及時知道光伏陣列100的電壓輸出狀況。
步驟S20,將檢測的所述電壓與預設的高壓閾值進行比較。
可以根據電能變換裝置200中的器件的耐壓情況設置相應的高壓安全保護值,即預設的高壓閾值,然后將檢測到的電壓與預設的高壓閾值進行比較,如果檢測到的電壓大于預設的高壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓過高,為防止對電能變換裝置200中的器件造成影響,需要降低光伏陣列100的輸出電壓。如果檢測到的電壓小于預設的高壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓正常,不需要調整光伏陣列100的輸出電壓。
步驟S30,在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動。
當檢測到光伏陣列100的輸出電壓大于預設的高壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓過高,為防止對電能變換裝置200中的器件造成影響,需要降低光伏陣列100的輸出電壓。此時,通過跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動,通過改變光伏陣列100的接收輻照度,使其輸出電壓降低,從而避免光伏陣列100的輸出電壓過高而降低電能變換裝置200的運行壽命以及可靠性的問題。
上述實施例中,優選地,跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動為每檢測一次光伏陣列100的輸出電壓,則對應調節光伏陣列100的接收輻照度一次,且每次調節固定的角度△α1。具體地,上述步驟S30具體為:在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動第一預設角度,直至檢測的所述電壓小于或者等于所述預設的高壓閾值。
需要說明的是,本實施例并不限定于此,上述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動還可以是根據目標接收輻照度β1一次調節到位。具體地,上述步驟S30具體為:在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,獲取預設的第一目標接收輻照度,并控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100轉動至所述預設的第一目標接收輻照度。本實施例中不管檢測到的光伏陣列100的輸出電壓大小如何,只要大于預設的高壓閾值,則直接將光伏陣列100的當前輻照度調整為預設的第一目標接收輻照度。需要說明的是,第一目標接收輻照度對應光伏陣列100的安全輸出電壓,該安全輸出電壓不會使電能變換裝置200中的器件承受較高的電壓應力,而且也不會使光伏陣列100的輸出電壓過低。這樣,只要每次檢測到光伏陣列100的輸出電壓過高時,則調整通過調整光伏陣列100的接收輻照度,使光伏陣列100的輸出電壓降低至安全的目標電壓值。
此外,上述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減小的方向轉動還可以是,根據檢測到的電壓與目標安全電壓的大小關系確定角度調節量,再根據角度調節量來調節光伏陣列100的接收輻照度,使光伏陣列100的輸出電壓處于安全電壓范圍內。具體地,上述步驟S30具體為:在檢測到光伏陣列100的輸出電壓大于所述預設的高壓閾值時,計算檢測的所述電壓與所述預設的安全電壓閾值的差值;然后獲取檢測的所述電壓與所述預設的安全電壓閾值的差值對應的角度調節量,并控制所述跟蹤控制裝置300根據所述角度調節量,驅動所述光伏陣列100朝其輻照度減小的方向轉動對應角度。其中,預設的安全電壓閾值可與預設的高壓閾值相同,或者小于預設的高壓閾值,以保證調整后,光伏陣列100的輸出電壓降低為安全的目標電壓值。
上述實施例中,光伏接收輻照度控制方法并不僅僅針對光伏陣列100輸出電壓過高時進行調控,在進一步的實施例中,還針對光伏陣列100輸出電壓過低時進行調控,避免因保護使光伏系統發電量損失,參照圖5,在該實施例中,在執行所述步驟S20之后,所述光伏接收輻照度控制方法還包括:
步驟S40,將檢測的所述電壓與預設的低壓閾值進行比較;
可以根據電能變換裝置200中的器件的耐壓情況以及輸出效率設置相應的低壓安全保護值,即預設的低壓閾值,然后將檢測到的電壓與預設的低壓閾值進行比較,如果檢測到的小于預設的低壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓過低,為避免光伏陣列100的輸出電壓過低而降低電能變換裝置200的輸出效率,需要提高光伏陣列100的輸出電壓,保證輸出能力。如果檢測到的電壓大于預設的低壓閾值且小于預設的高壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓正常,也即光伏陣列100的輸出電壓既安全又不至于損失能量,不需要調整光伏陣列100的輸出電壓。
步驟S50,在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動。
當檢測到光伏陣列100的輸出電壓小于預設的低壓閾值,則確定光伏陣列100的輸出電壓過低,為避免保護后,光伏陣列100的輸出電壓過低而使光伏系統發電量損失,需要提高光伏陣列100的輸出電壓,保證電能變換裝置200的輸出效率及輸出能力。此時,通過跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動,通過改變光伏陣列100的接收輻照度,使其輸出電壓升高,從而避免光伏陣列100的輸出電壓過低而降低電能變換裝置200的輸出效率。
該實施例中,優選地,跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動為每檢測一次光伏陣列100的輸出電壓,則對應調節光伏陣列100的接收輻照度一次,且每次調節固定的角度△α2,角度△α2可與上述角度△α1相同,也可以不同。具體地,上述步驟S50具體為:在檢測的所述電壓小于所述預設的高壓閾值時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動第二預設角度,直至檢測的所述電壓大于或者等于所述預設的低壓閾值。
需要說明的是,本實施例并不限定于此,上述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動還可以是根據目標接收輻照度β2一次調節到位,該目標接收輻照度β2可與上述目標接收輻照度β1相同,也可以不同。具體地,上述步驟S50具體為:在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,獲取預設的第二目標接收輻照度,并控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100轉動至所述預設的第二目標接收輻照度。本實施例中不管檢測到的光伏陣列100的輸出電壓大小如何,只要小于預設的低壓閾值,則直接將光伏陣列100的當前輻照度調整為預設的第二目標接收輻照度。需要說明的是,第二目標接收輻照度對應光伏陣列100的安全輸出電壓,該安全輸出電壓大于預設的低壓閾值,且小于預設的高壓閾值,不會使電能變換裝置200中的器件承受較高的電壓應力,且不會過低,保證光伏陣列100的輸出效率。這樣,只要每次檢測到光伏陣列100的輸出電壓過低時,則調整通過調整光伏陣列100的接收輻照度,使光伏陣列100的輸出電壓降低至安全的目標電壓值。
此外,上述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動還可以是,根據檢測到的電壓與目標安全電壓的大小關系確定角度調節量,再根據角度調節量來調節光伏陣列100的接收輻照度,使光伏陣列100的輸出電壓處于安全電壓范圍內。具體地,上述步驟S50具體為:在檢測到光伏陣列100的輸出電壓小于所述預設的低壓閾值時,計算檢測的所述電壓與所述預設的安全電壓閾值的差值;然后獲取檢測的所述電壓與所述預設的安全電壓閾值的差值對應的角度調節量,并控制所述跟蹤控制裝置300根據所述角度調節量,驅動所述光伏陣列100朝其輻照度增加的方向轉動對應角度。其中,預設的安全電壓閾值大于或者等于預設的低壓閾值,且小于預設的高壓閾值,以保證調整后,光伏陣列100的輸出電壓不會過高也不會過低。
綜上,可以理解的是,本發明由于增加了光伏接收輻照度控制裝置400,用以對光伏陣列100的輸出電壓進行控制,因此,本發明還至少可以解決電能變換裝置200在待機狀態下,環境溫度較低時,光伏陣列100輸出較高的開路電壓而損壞電能變換裝置200中器件的問題;并且,還可以解決電能變換裝置200因為過壓保護而持續保持待機狀態,使系統停止發電,造成發電量損失的問題。
上述實施例中,為了避免陰影遮擋光伏陣列100時,造成頻繁調節,使光伏陣列100的輸出電壓波動較大,在進一步地實施例中設置了兩次調節的最小間隔時間,具體參照圖6,在該進一步實施例中,上述步驟S30包括:
步驟S31,在檢測的所述電壓大于所述預設的高壓閾值時,獲取本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔;可以通過預先啟動計時器進行計時,以便能夠獲取到本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔。
步驟S32,當本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔小于預設時長時,則放棄本次調整。
其中,預設時長具體不限定,可根據實際需要,例如陰影時間相應設置。可以理解的是,當光伏陣列100受陰影遮擋時,光伏陣列100對太陽光的接收輻照度會發生由高到低再到高的變化,這樣就造成跟蹤控制模塊43頻繁調整光伏陣列100的接收輻照度。本實施例,跟蹤控制模塊43在接收到調整信號時,確定本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔是否小于預設時長,如果小于則放棄本次調整,如此,避免陰影遮擋光伏陣列100時,造成頻繁調節而使光伏陣列100的輸出電壓波動較大的問題,提高了調整的可靠性。
步驟S33,當本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔小于預設時長時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度減少的方向轉動。
陰影遮擋的時間一般較短,當兩次調節的時間過短時,則可以認定為是陰影遮擋的影響,當兩次調節的時間大于預先設定的時間值時,則可以認定不是受到陰影遮擋的影響,正常調節即可。
進一步地,針對低壓調節時,也設置了兩次調節的最小間隔時間,來避免陰影遮擋光伏陣列100時,造成頻繁調節,使光伏陣列100的輸出電壓波動較大的問題。具體參照圖7,在該進一步實施例中,上述步驟S50包括:
步驟S51,在檢測的所述電壓小于所述預設的低壓閾值時,獲取本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔;可以通過預先啟動計時器進行計時,以便能夠獲取到本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔。
步驟S52,當本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔小于預設時長時,則放棄本次調整。
其中,預設時長具體不限定,可根據實際需要,例如陰影時間相應設置。可以理解的是,當光伏陣列100受陰影遮擋時,光伏陣列100對太陽光的接收輻照度會發生由高到低再到高的變化,這樣就造成跟蹤控制模塊43頻繁調整光伏陣列100的接收輻照度。本實施例,跟蹤控制模塊43在接收到調整信號時,確定本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔是否小于預設時長,如果小于則放棄本次調整,如此,避免陰影遮擋光伏陣列100時,造成頻繁調節而使光伏陣列100的輸出電壓波動較大的問題,提高了調整的可靠性。
步驟S53,當本次調整所述光伏陣列100的接收輻照度與上一次調整所述光伏陣列100的接收輻照度的時間間隔大于或者等于所述預設時長時,控制所述跟蹤控制裝置300驅動所述光伏陣列100朝其接收輻照度增加的方向轉動。
陰影遮擋的時間一般較短,當兩次調節的時間過短時,則可以認定為是陰影遮擋的影響,當兩次調節的時間大于預先設定的時間值時,則可以認定不是受到陰影遮擋的影響,正常調節即可。
以上所述僅為本發明的優選實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是在本發明的發明構思下,利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換,或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護范圍內。