CN102611133A - 太阳能光伏并网发电系统和发电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能光伏并网发电系统和发电控制方法，其中，该系统包括：第一控制模块、至少两个太阳能电池阵列和至少两个逆变器；太阳能电池阵列，用于将太阳能转换为直流电能；逆变器，用于将所述直流电能转换为交流电能；第一控制模块，用于根据检测的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系。通过本发明提供的太阳能光伏并网发电系统和发电控制方法，实现了能够根据需要灵活调整各太阳能电池阵列与逆变器的连接方式，更加高效的进行电能转换，提高了系统的发电效率。

Description

太阳能光伏并网发电系统和发电控制方法

技术领域

本发明实施例涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能光伏并网发电系统和发电控制方法。

背景技术

在现今各种能源逐渐枯竭的情况下必须寻找新的替代能源，并且新能源应具备取之不尽用之不竭的特点。目前，具有实用化的再生新能源包括太阳能、风力、燃料电池、地热发电等。其中，应用最广泛的新能源为太阳能，太阳能发电代表了太阳能的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。

太阳能光伏并网发电系统主要包括：太阳能电池阵列和光伏并网逆变器。其中，太阳能电池阵列用于将光能转化为电能，光伏并网逆变器用于将太阳能电池阵列发出的直流电变换成交流电为交流电网或需要交流电的工厂、家用电器等负载供电。

目前，常用的太阳能光伏并网发电系统为分布式发电系统，当太阳能电池阵列局部受遮挡，灰尘，个别电池板参数不一致或退化等不匹配情况发生时，导致与太阳能电池阵列连接的逆变器的发电效率下降，不会影响其余逆变器的输入功率，但是，分布式发电系统的逆变器的电能变换效率较低，具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术中分布式发电系统的逆变器的电能变换效率较低，具有一定的局限性缺陷，本发明实施例提供一种太阳能光伏并网发电系统和发电控制方法。

本发明实施例一方面提供一种太阳能光伏并网发电系统，包括：

第一控制模块、至少两个太阳能电池阵列和至少两个逆变器；

所述太阳能电池阵列，用于将太阳能进行转换，输出直流电能；

所述第一控制模块，用于根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，以使各太阳能电池阵列中处于工作状态的太阳能电池阵列工作在最大功率点附近；

所述逆变器，用于将与之相连的太阳能电池阵列输出的直流电能进行转换，输出交流电能。

本发明实施例另一方面提供一种太阳能光伏并网发电系统的发电控制方法，所述太阳能光伏并网发电系统包括：至少两个太阳能电池阵列和至少两个逆变器，所述方法包括：

检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，以使各太阳能电池阵列中处于工作状态的太阳能电池阵列工作在最大功率点附近。

本发明实施例提供的太阳能光伏并网发电系统和发电控制方法，通过对各太阳能电池阵列输出的直流电能特性进行检测，并根据获取的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，从而使各太阳能电池阵列既能够像现有技术一样独立的接入各逆变器的输入端，又可以根据系统需要使各太阳能电池阵列以并联的方式接入到逆变器的输入端，因此，实现了能够根据需要灵活调整各太阳能电池阵列与逆变器的连接方式，使系统可以更加高效的进行电能转换，提高了系统的发电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明太阳能光伏并网发电系统一个实施例的结构示意图；

图2为应用图1所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例一的流程图；

图3为太阳能电池阵列的输出特性曲线图；

图4为集中式太阳能光伏并网发电系统；

图5为分布式太阳能光伏并网发电系统；

图6为本发明太阳能光伏并网发电系统另一实施例的结构示意图；

图7为应用图6所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例二的流程图；

图8为本发明太阳能光伏并网发电系统又一实施例的结构示意图；

图9为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例三的流程图；

图10为本发明太阳能光伏并网发电系统再一实施例的结构示意图；

图11为应用图10所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例四的流程图；

图12为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例五的流程图；

图13为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例六的流程图；

图14为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例七的流程图；

图15为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例八的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1为本发明太阳能光伏并网发电系统一个实施例的结构示意图，如图1所示，该系统包括：

第一控制模块1、至少两个太阳能电池阵列2和至少两个逆变器3；其中，太阳能电池阵列2用于将太阳能转换为直流电能；逆变器3用于将直流电能转换为交流电能；第一控制模块1用于根据各太阳能电池阵列2输出的直流电能特性，调整各太阳能电池阵列2与各逆变器3的输入端之间的连接关系，以使各太阳能电池阵列2中处于工作状态的太阳能电池阵列工作在最大功率点附近。

具体地，图2为应用图1所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例一的流程图，该方法具体包括：

步骤100，检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

太阳能电池由具有光伏效应的材料构成，比如硅化合物，可以将太阳能转换为直流电能，但是每个太阳能电池只能产生大约0.5伏的电压，远低于实际使用所需电压，因此，通过将一定数量的太阳能电池通过导线连接组成太阳能光伏组件，当应用领域需要较高的电压和电流时，可把多个太阳能光伏组件组成太阳能电池阵列，以获得所需要的电压和电流。

需要说明的是，太阳能电池阵列在输出特性曲线上有一个最大功率点，图3为太阳能电池阵列的输出特性曲线图，如图3中的Pm所示，该最大功率点Pm的位置和大小与光照强度，环境温度和电池本身特性有关。如果太阳能电池阵列出现被物体遮挡的情况，则会对输出的直流电能产生很大的影响，造成输出功率大大下降，为了提高发电效率，通常希望太阳能电池阵列输出工作在最大功率点上，从而通过检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，需要说明的是，可以应用图1所示的第一控制模块进行检测，但是并不限于此，具有该功能的设备均可以执行此项操作。相应地，当太阳能电池阵列输出工作在最大功率点上时，就表示与该太阳能电池阵列输出端相连的逆变器工作在最优工作点。在本发明是一个最优实施例中，根据检测的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，以使处于工作状态的太阳能电池阵列逆变器工作在最大功率点最优工作点；当然可以理解的是，在另一个实施例中，由于受到环境因素、测量误差等方面的影响，太阳能电池阵列可能工作在最大功率点附近，允许有一定的偏差，比如如果当前太阳能电池阵列在最大功率点的输出功率为100w，则跟最大功率点的输出功率相差在一定的误差范围内，比如95W、98w等等，都可以认为是太阳能电池阵列工作在最大功率点附近。

步骤101，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，以使各太阳能电池阵列中处于工作状态的太阳能电池阵列工作在最大功率点附近。

根据检测所获取的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系。具体地，既可以将输出的直流电能特性相近的各太阳能电池阵列以并联的方式接入一个逆变器或多个逆变器的输入端，从而使各太阳能电池阵列中处于工作状态的太阳能电池阵列工作在最大功率点附近，提高发电效率；也可以将输出的直流电能特性与其余各太阳能电池阵列输出的直流电能特性相比相差较大的太阳能电池阵列以独立的方式接入一个逆变器或多个逆变器的输入端，不与其余各太阳能电池阵列以并联方式接入逆变器的输入端，通过逆变器将各太阳能电池阵列独立输出的直流电能转换为交流电能为负载供电，因此，不会对其余各太阳能电池阵列输出的直流电能特性造成影响，保证不会因为个别太阳能电池阵列的输出电能特性降低而造成整个系统发电效率的大幅度降低。

图4和图5为现有技术中常用的太阳能光伏并网发电系统，图4为集中式太阳能光伏并网发电系统，如图4所示，该系统把所有的太阳能电池阵列均并联在一起接入至少一个逆变器中，如果当太阳能电池阵列局部受遮挡，灰尘，个别电池板参数不一致或退化等不匹配情况发生时，就会对所有的太阳能电池阵列的直流电能输出造成影响，无法跟踪到最优的最大功率点，导致系统发电效率下降。图5为分布式太阳能光伏并网发电系统，如图5所示，将各太阳能电池阵列分别接入不同的逆变器中，这样单个逆变器实现最大功率跟踪，不会出现由于多个不匹配的太阳能电池阵列而影响最大输出功率的情况，但是系统无法发挥群控的优势，轻载时所有逆变器均处于开机工作状态，此时逆变器变换效率较低且当一个逆变器失效时，相连的太阳能电池阵列丧失发电能力。

因此，与现有技术相比，本实施例提供的太阳能光伏并网发电系统，通过第一控制模块对各太阳能电池阵列输出的直流电能特性进行检测，并根据获取的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，从而使各太阳能电池阵列既能够独立的接入各逆变器的输入端，又可以根据系统需要使各太阳能电池阵列以并联的方式接入到逆变器的输入端，因此，实现了能够根据需要灵活调整各太阳能电池阵列与逆变器的连接方式，使系统可以更加高效的进行电能转换，提高了系统的发电效率。

图6为本发明太阳能光伏并网发电系统另一实施例的结构示意图，如图6所示，基于图1所示实施例，第一控制模块1包括：检测单元11、控制单元12以及开关组件13；控制单元12分别与检测单元11和开关组件13相连，开关组件13连接于各太阳能电池阵列2与各逆变器3的输入端之间。其中，检测单元11用于检测各太阳能电池阵列2输出的直流电能特性；控制单元12用于根据各太阳能电池阵列2输出的直流电能特性控制开关组件13调整各太阳能电池阵列2与各逆变器3的输入端之间的连接关系。

针对图6所示实施例，控制单元为至少两个逆变器中的一个或者多个逆变器；或者，控制单元为独立于至少两个逆变器3之外的集中控制单元，分别应用在不同的场合。

具体地，图7为应用图6所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例二的流程图，如图7所示，该方法具体包括：

步骤200，检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

太阳能光伏并网发电系统通过检测单元接收各太阳能电池阵列输出的直流电能，对各太阳能电池阵列输出的直流电能特性进行检测，其中，直流电能特性包括电压特性和电流特性，检测单元通过各太阳能电池阵列输出的直流电流和/或直流电压判断各太阳能电池阵列输出的直流电能特性是否相近或是出现故障。

步骤201，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性控制对应的开关组件调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系。

控制单元根据检测单元检测所获取的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，控制开关组件调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系。具体地，控制单元通过控制开关组件既可以将输出的直流电能特性相近的各太阳能电池阵列以并联的方式接入一个逆变器或多个逆变器的输入端，从而使逆变器的输入功率增大，通过逆变器将各太阳能电池阵列并联输出的直流电能转换为更多的交流电能为负载供电，提高发电效率；也可以将输出的直流电能特性相差较大的各太阳能电池阵列以独立的方式接入一个逆变器或多个逆变器的输入端，通过逆变器将各太阳能电池阵列独立输出的直流电能转换为交流电能为负载供电，因此，不会对其余各太阳能电池阵列输出的直流电能特性造成影响，保证不会因为个别太阳能电池阵列的输出电能特性降低而造成整个系统发电效率的大幅度降低。

需要说明的是，本实施例中的用于执行太阳能并网发电系统的发电控制方法的检测单元和控制单元并不是唯一的设备执行主体，只是为了更清楚完整的描述实施例，在实际应用中能够执行上述功能的设备主体均可以替代，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的太阳能光伏并网发电系统，通过对各太阳能电池阵列输出的直流电能特性进行检测，根据获取的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性控制开关组件调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，从而使各太阳能电池阵列既能够独立的接入各逆变器的输入端，又可以使各太阳能电池阵列以并联的方式接入到逆变器的输入端，因此，实现了能够根据需要灵活调整各太阳能电池阵列与逆变器的连接方式，使系统可以更加高效的进行电能转换，提高了系统的发电效率。

图8为本发明太阳能光伏并网发电系统又一实施例的结构示意图，如图8所示，基于图6所示实施例，开关组件13包括：至少一对直流母线131(图8所示为一对直流母线)、以及与各太阳能电池阵列2分别对应的开关元件132，开关元件132与控制单元12相连；

其中，控制单元12具体用于根据各太阳能电池阵列2输出的直流电能特性控制对应的开关元件132的开启和闭合，以将每个太阳能电池阵列2的两端分别与一对直流母线131连接或断开，进而将至少两个太阳能电池阵列2并联接入至少一个逆变器3的输入端和/或将一个太阳能电池阵列2接入至少一个逆变器3的输入端。

具体地，图9为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例三的流程图，该方法具体包括：

步骤300，检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

步骤301，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性控制对应的开关元件的开启和闭合，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接或断开，进而将至少两个太阳能电池阵列并联接入至少一个逆变器的输入端和/或将一个太阳能电池阵列接入至少一个逆变器的输入端。

具体地，控制单元根据检测单元通过检测所确定的输出的直流电能特性相近的各太阳能电池阵列，并控制对应的开关元件的开启和闭合以将每个太阳能电池阵列的两端分别与同一对直流母线连接或断开，进而将直流电能特性相近的各太阳能电池阵列并联接入一个逆变器或多个逆变器的输入端，从而使逆变器的输入功率增大，通过逆变器将各太阳能电池阵列并联输出的直流电能转换为更多的交流电能为负载供电，提高发电效率；或者，检测单元通过检测挂接在同一对直流母线上以相互并联的方式接入逆变器的各太阳能电池阵列，控制单元通过检测单元所确定的输出的直流电能特性与其余的各太阳能电池阵列相差较大的太阳能电池阵列，并控制对应的开关元件的开启以将太阳能电池阵列的两端与断开，进而将断开的太阳能电池阵列独立接入一个逆变器或多个逆变器的输入端，通过逆变器将各太阳能电池阵列独立输出的直流电能转换为交流电能为负载供电，因此，直流电能特性不好的太阳能电池阵列不会对其余并联的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性造成影响，保证不会因为个别太阳能电池阵列的输出电能特性降低而造成整个系统发电效率的大幅度降低。

需要注意的是，本实施例中直流母线的对数可以根据系统需要进行选择，从而可以控制多组输出的直流电能特性相近的各太阳能电池阵列所对应的开关元件的开启和闭合，以将各组太阳能电池阵列的两端分别与各组对应的直流母线连接或断开，进而将多组直流电能特性相近的各太阳能电池阵列并联接入一个逆变器或多个逆变器的输入端，因此，本实施例对直流母线的对数不做具体限制。

需要说明的是，本实施例中的用于执行太阳能并网发电系统的发电控制方法的检测单元和控制单元并不是唯一的设备执行主体，只是为了更清楚完整的描述实施例，在实际应用中能够执行上述功能的设备主体均可以替代，本实施例对此不加以限制。

需要注意的是，本领域普通技术人员可以理解的是本实施例中涉及到的开关元件可以为金属氧化物半导体(metal oxid semiconductor，MOS)管，或者绝缘栅极型功率管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)器件，或者可控继电器等具有开关特征的器件。

本实施例提供的太阳能光伏并网发电系统，通过对各太阳能电池阵列输出的直流电能特性进行检测，控制对应的开关元件的开启和闭合，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接或断开，进而将至少两个太阳能电池阵列并联接入至少一个逆变器的输入端和/或将一个太阳能电池阵列接入至少一个逆变器的输入端，从而使各太阳能电池阵列既能够独立的接入各逆变器的输入端，又可以使各太阳能电池阵列以并联的方式接入到逆变器的输入端，因此，实现了能够根据需要灵活调整各太阳能电池阵列与逆变器的连接方式，使系统可以更加高效的进行电能转换，提高了系统的发电效率。

图10为本发明太阳能光伏并网发电系统再一实施例的结构示意图，如图10所示，基于图8所示实施例，所述系统还包括：第二控制模块5，第二控制模块5分别与各逆变器3的输出端和负载4连接，第二控制模块5用于根据各逆变器3的输出功率和负载4的输入功率控制各逆变器3的工作状态。

图11为应用图10所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例四的流程图，该方法具体包括：

步骤400，检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

步骤401，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性控制对应的开关元件的开启和闭合，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接或断开，进而将至少两个太阳能电池阵列并联接入至少一个逆变器的输入端和/或将一个太阳能电池阵列接入至少一个逆变器的输入端以输出与负载匹配的交流电能；

步骤402，根据各逆变器的输出功率和负载的输入功率控制各逆变器的工作状态。

需要说明的是，本实施例中的用于执行太阳能并网发电系统的发电控制方法的检测单元、控制单元和第二控制模块并不是唯一的设备执行主体，只是为了更清楚完整的描述实施例，在实际应用中能够执行上述功能的设备主体均可以替代，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的太阳能光伏并网发电系统，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系之后，既可以使各输出的直流电能特性相近的太阳能电池阵列以并联的方式接入至少一个逆变器，又可以使直流电能特性相差太远的太阳能电池阵列以独立的方式接入至少一个逆变器，由于各逆变器的输入功率取决于接入逆变器的输入端的太阳能电池阵列的输出功率，并且各逆变器的转换效率不同，因此可以采用逆变器群控功能，根据各逆变器的输出功率和负载的输入功率控制各逆变器的工作状态，如果负载较轻，可以控制部分逆变器工作于关机状态。

针对图8所示实施例中的开关元件，其具体可以为：常开开关或常闭开关，可以分别应用在不同场合，下面分别通过图12至图15所示的实施例对采用常开开关或常闭开关的处理过程进行详细描述。

图12为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例五的流程图，本实施例针对开关元件为常开开关，初始状态为各太阳能电池阵列均独立接入对应的逆变器的应用场景所进行的太阳能光伏并网发电控制过程的详细描述，该方法具体包括：

步骤500，检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

步骤501，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，确定直流电能特性的差值小于或等于预设的第一阈值的至少两个第一太阳能电池阵列；

检测单元检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性获取至少两个太阳能电池阵列之间的差值，将所得的差值与预设的第一阈值进行比较，确定直流电能特性的差值小于等于预设的第一阈值时所对应的至少两个第一太阳能电池阵列，需要说明的是，所述第一阈值，具体是指一个可以接受的误差范围，比如如果直流电能特性用功率来衡量，则该第一阈值可以取0.5W、1W、1.2W等等。

步骤502，控制各第一太阳能电池阵列对应的常开开关闭合，以将每个第一太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接，进而将至少两个第一太阳能电池阵列并联接入至少一个逆变器的输入端。

控制单元控制各第一太阳能电池阵列对应的常开开关闭合以将每个太阳能电池阵列的两端分别与同一对直流母线连接，进而将各第一太阳能电池阵列并联接入一个逆变器或多个逆变器的输入端，从而使逆变器的输入功率增大，通过逆变器将各第一太阳能电池阵列并联输出的直流电能转换为更多的交流电能为负载供电，提高发电效率。

需要说明的是，本实施例中的用于执行太阳能并网发电系统的发电控制方法的检测单元和控制单元并不是唯一的设备执行主体，只是为了更清楚完整的描述实施例，在实际应用中能够执行上述功能的设备主体均可以替代，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的太阳能光伏并网发电系统，通过检测单元根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性确定直流电能特性的差值小于等于预设的第一阈值时所对应的直流电能特性相近的至少两个太阳能电池阵列，使其并联接入至少一个逆变器的输入端，从而使各太阳能电池阵列既能够独立的接入各逆变器的输入端，又可以使各太阳能电池阵列以并联的方式接入到逆变器的输入端，因此，实现了能够根据需要灵活调整各太阳能电池阵列与逆变器的连接方式，使系统可以更加高效的进行电能转换，提高了系统的发电效率。

图13为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例六的流程图，本实施例针对开关元件为常开开关，初始状态为各太阳能电池阵列均独立接入对应的逆变器的应用场景所进行的太阳能光伏并网发电控制过程的详细描述，该方法具体包括：

步骤600，检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

步骤601，当各个逆变器中任一个逆变器出现故障时，确定与出现故障的逆变器对应的第二太阳能电池阵列输出的直流电能特性的差值为最小差值的第三太阳能电池阵列；

检测单元若检测到一逆变器出现故障便获知与出现故障的逆变器所对应的第二太阳能电池阵列输出的直流电能无法继续通过该逆变器将直流电能转换为交流电能，从而造成了直流电能的浪费。检测单元通过比较检测到的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，确定与第二太阳能电池阵列输出的直流电能特性的差值为最小值的第三太阳能电池阵列。

步骤602，当所述最小差值小于或等于预设的第二阈值时，则控制所述第二太阳能电池阵列与所述第三太阳能电池阵列对应的常开开关闭合，以将所述第二太阳能电池阵列和所述第三太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接，进而将所述第二太阳能电池阵列和所述第三太阳能电池阵列并联接入与所述第三太阳能电池阵列对应的逆变器的输入端。

检测单元若根据最小差值与预设的第二阈值判断获知最小差值小于等于预设的第二阈值，则通过控制单元控制第二太阳能电池阵列与第三太阳能电池阵列对应的常开开关闭合，以将第二太阳能电池阵列和第三太阳能电池阵列的两端分别与同一对直流母线连接，进而将第二太阳能电池阵列和第三太阳能电池阵列并联接入与第三太阳能电池阵列对应的逆变器的输入端，从而通过与第三太阳能电池阵列对应的逆变器将各第二太阳能电池阵列和第三太阳能电池阵列并联输出的直流电能转换为交流电能为负载供电，尽可能的减小由于逆变器故障所造成的电能浪费。需要说明的是，所述第二阈值，具体是指一个可以接受的误差范围，比如如果直流电能特性用功率来衡量，则该第一阈值可以取0.5W、0.7W、0.9W、1.2W等等。

需要说明的是，本实施例中的用于执行太阳能并网发电系统的发电控制方法的检测单元和控制单元并不是唯一的设备执行主体，只是为了更清楚完整的描述实施例，在实际应用中能够执行上述功能的设备主体均可以替代，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的太阳能光伏并网发电系统，当一逆变器出现故障后，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性将出现故障的逆变器所对应的太阳能电池阵列与其直流电能特性的差值最小的太阳能电池阵列并联接入对应的逆变器的输入端，使得系统具有冗余备份功能，当个别逆变器故障时，剩余逆变器仍可以输出较大功率，降低甚至消除因逆变器故障带来的发电损失。

图14为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例七的流程图，本实施例针对开关元件为常闭开关，初始状态为各太阳能电池阵列均并联接入对应的逆变器的应用场景所进行的太阳能光伏并网发电控制过程的详细描述，该方法具体包括：

步骤700，检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

步骤701，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，确定直流电能特性的差值大于预设的第三阈值的至少一个第四太阳能电池阵列；

检测单元检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性获取至少两个太阳能电池阵列之间的差值，将所得的差值与预设的第三阈值进行比较，确定是否存在直流电能特性的差值大于预设的第三阈值所对应的第四太阳能电池阵列，若存在，则说明第四太阳能电池阵列是由于遮挡，性能降低等原因导致输出的直流电能特性下降，与其余的太阳能电池阵列输出的直流电能特性产生偏离，会影响其余太阳能电池阵列输出的直流电能特性，需要说明的是，所述第三阈值，具体是指一个可以接受的误差范围，比如如果直流电能特性用功率来衡量，则该第一阈值可以取0.5W、0.7W、0.9W、1.2W等等。

步骤702，控制所述第四太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将所述第四太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线断开，进而将每个第四太阳能电池阵列接入至少一个逆变器的输入端。

控制单元控制第四太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将第四太阳能电池阵列的两端分别与直流母线断开，并将每个第四太阳能电池阵列分别独立接入至少一个逆变器的输入端，通过逆变器将第四太阳能电池阵列独立输出的直流电能转换为交流电能为负载供电。

需要说明的是，本实施例中的用于执行太阳能并网发电系统的发电控制方法的检测单元和控制单元并不是唯一的设备执行主体，只是为了更清楚完整的描述实施例，在实际应用中能够执行上述功能的设备主体均可以替代，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的太阳能光伏并网发电系统，通过检测单元根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性将直流电能特性与其余太阳能电池阵列相比偏差较大的太阳能电池阵列独立接入一逆变器的输入端，从而不会对其余并联的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性造成影响，保证不会因为个别太阳能电池阵列的输出电能特性降低而造成整个系统发电效率的大幅度降低。

图15为应用图8所示的太阳能光伏并网发电系统所进行的发电控制方法实施例八的流程图，本实施例针对开关元件为常闭开关，初始状态为各太阳能电池阵列均并联接入对应的逆变器的应用场景所进行的太阳能光伏并网发电控制过程的详细描述，该方法具体包括：

步骤800，检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

步骤801，当检测到所述各太阳能电池阵列中任一个太阳能电池阵列出现短路或断路时，则控制出现短路或断路的太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将所述太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线断开。

检测单元若检测到太阳能电池阵列出现短路或断路，控制单元控制出现短路或断路的太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将太阳能电池阵列的两端分别与直流母线断开。

需要说明的是，本实施例中的用于执行太阳能并网发电系统的发电控制方法的检测单元和控制单元并不是唯一的设备执行主体，只是为了更清楚完整的描述实施例，在实际应用中能够执行上述功能的设备主体均可以替代，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的太阳能光伏并网发电系统，通过检测单元检测到太阳能电池阵列出现短路或断路，则控制太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将太阳能电池阵列的两端分别与直流母线断开，避免对其余并联的各太阳能电池阵列输出的直流电能特性造成影响，保证不会因为个别太阳能电池阵列出现短路或断路而造成整个系统发电效率的大幅度降低。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种太阳能光伏并网发电系统，其特征在于，包括：

第一控制模块、至少两个太阳能电池阵列和至少两个逆变器；

所述太阳能电池阵列，用于将太阳能进行转换，输出直流电能；

所述第一控制模块，用于根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，以使各太阳能电池阵列中处于工作状态的太阳能电池阵列工作在最大功率点附近；

所述逆变器，用于将与之相连的太阳能电池阵列输出的直流电能进行转换，输出交流电能。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制模块，包括：

检测单元、控制单元以及开关组件；

所述检测单元，用于检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

所述控制单元，用于根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性控制所述开关组件调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述开关组件，包括：

至少一对直流母线和设置在各太阳能电池阵列两端的开关元件，所述开关元件与所述控制单元相连；

所述控制单元，具体用于根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性控制对应的开关元件的开启和闭合，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接或断开，进而将至少两个太阳能电池阵列并联接入至少一个逆变器的输入端和/或将一个太阳能电池阵列接入至少一个逆变器的输入端。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关元件为常开开关，所述各太阳能电池阵列中每一个太阳能电池阵列与一个逆变器串联连接；

所述控制单元，具体用于根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，确定直流电能特性的差值小于或等于预设的第一阈值的至少两个第一太阳能电池阵列；

控制各第一太阳能电池阵列对应的常开开关闭合，以将每个第一太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接，进而将至少两个第一太阳能电池阵列并联接入至少一个逆变器的输入端。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关元件为常开开关，所述各太阳能电池阵列中每一个太阳能电池阵列与一个逆变器串联连接；

所述控制单元，具体用于当各个逆变器中任一个逆变器出现故障时，确定与出现故障的逆变器对应的第二太阳能电池阵列输出的直流电能特性的差值为最小差值的第三太阳能电池阵列；

当根据所述最小差值与预设的第二阈值判断获知所述最小差值小于等于所述第二阈值，则控制所述第二太阳能电池阵列与所述第三太阳能电池阵列对应的常开开关闭合，以将所述第二太阳能电池阵列和所述第三太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接，进而将所述第二太阳能电池阵列和所述第三太阳能电池阵列并联接入与所述第三太阳能电池阵列对应的逆变器的输入端。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关元件为常闭开关，各太阳能电池阵列均并联接入对应的逆变器，

所述控制单元，具体用于根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，确定直流电能特性的差值大于预设的第三阈值的至少一个第四太阳能电池阵列；

控制所述第四太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将所述第四太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线断开，进而将每个第四太阳能电池阵列接入至少一个逆变器的输入端。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关元件为常闭开关，各太阳能电池阵列均并联接入对应的逆变器；

所述控制单元，具体用于当检测到所述各太阳能电池阵列中任一个太阳能电池阵列出现短路或断路时，则控制所述太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将出现短路或断路的太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线断开。

8.一种太阳能光伏并网发电系统的发电控制方法，所述太阳能光伏并网发电系统包括：至少两个太阳能电池阵列和至少两个逆变器，其特征在于，所述方法包括：

检测各太阳能电池阵列输出的直流电能特性；

根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，以使各太阳能电池阵列中处于工作状态的太阳能电池阵列工作在最大功率点附近。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，具体包括：

根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性控制对应的开关组件调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性调整各太阳能电池阵列与各逆变器的输入端之间的连接关系，具体包括：

根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性控制对应的开关元件的开启和闭合，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接或断开，进而将至少两个太阳能电池阵列并联接入至少一个逆变器的输入端和/或将一个太阳能电池阵列接入至少一个逆变器的输入端。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述开关元件为常开开关，所述各太阳能电池阵列中每一个太阳能电池阵列与一个逆变器串联连接；

所述控制对应的开关元件的闭合，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接，具体包括：

根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，确定直流电能特性的差值小于或等于预设的第一阈值的至少两个第一太阳能电池阵列；

控制各第一太阳能电池阵列对应的常开开关闭合，以将每个第一太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接，进而将至少两个第一太阳能电池阵列并联接入至少一个逆变器的输入端。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述开关元件为常开开关，所述各太阳能电池阵列中每一个太阳能电池阵列与一个逆变器串联连接；

所述控制对应的开关元件的闭合，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接，具体包括：

当各个逆变器中任一个逆变器出现故障时，确定与出现故障的逆变器对应的第二太阳能电池阵列输出的直流电能特性的差值为最小差值的第三太阳能电池阵列；

当所述最小差值小于或等于预设的第二阈值时，则控制所述第二太阳能电池阵列与所述第三太阳能电池阵列对应的常开开关闭合，以将所述第二太阳能电池阵列和所述第三太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线连接，进而将所述第二太阳能电池阵列和所述第三太阳能电池阵列并联接入与所述第三太阳能电池阵列对应的逆变器的输入端。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述开关元件为常闭开关，各太阳能电池阵列均并联接入对应的逆变器，

所述控制对应的开关元件的开启，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线断开包括：

根据各太阳能电池阵列输出的直流电能特性，确定直流电能特性的差值大于预设的第三阈值的至少一个第四太阳能电池阵列；

控制所述第四太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将所述第四太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线断开，进而将每个第四太阳能电池阵列接入至少一个逆变器的输入端。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述开关元件为常闭开关，各太阳能电池阵列均并联接入对应的逆变器；

所述控制对应的开关元件的开启，以将每个太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线断开，具体包括：

当检测到所述各太阳能电池阵列中任一个太阳能电池阵列出现短路或断路时，则控制出现短路或断路的太阳能电池阵列对应的常闭开关断开，以将所述太阳能电池阵列的两端分别与一对直流母线断开。

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