CN102792241A - 随气象而变地电子化管理光伏电池的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子化管理光伏发电机的系统，该系统包括：并联的多（n）个静态转换器（11，12，13），每个转换器（11，12，13）与所述发电机的至少一个光伏电池（10）电连接。在滞后时间t之后，将产生的功率与阈值P1，P2，...，Pn-1相比较，通过光伏功率的变化实现所连接转换器的数量的变化。本发明还涉及包括所述系统的发电机以及相关联的控制方法。

Description

随气象而变地电子化管理光伏电池的系统

技术领域

本发明涉及光伏（photovoltaic）发电机的领域，尤其涉及集成了电子系统的光伏模块；这种类型的模块包括光伏发电机和电子化管理光伏电池的系统。

背景技术

在本身已知的方式中，光伏发电机（PVG）包括串联和/或并联的一个或多个光伏（PV）电池（cell）。在无机材料的情况下，光伏电池主要包含在半导体材料的基础上形成的（pn或pin结）二极管。这种材料具有吸收光能的性质，光能的很大一部分可以转移给载流子（电子和空穴）。通过掺杂分别N型和P型的两个区域—可能被非掺杂区（称为“本征”和在pin结中用“i”表示）分开—构成（pn或pin结）二极管使载流子可以因它们而分开，然后经由光伏电池包含的电极收集起来。光伏电池可以供应的最大电位差（开路电压V_OC）和最大电流（短路电流I_CC）是构成整个电池的材料和这个电池周围的状况（包括通过光谱强度表示的照度、温度等）两者的函数。在有机材料的情况下，模型大为不同—进一步涉及产生称为激子（exciton）的电子-空穴对的施主和受主材料的概念。目的仍然相同：将载流子分开以便加以收集并产生电流。

图1示意性地示出了光伏发电机（按照现有技术）的例子。大多数光伏发电机包含至少一个面板，该面板本身包含串联和/或并联的光伏电池。可以将多组电池串联起来以提高面板的总电压；也可以将多组电池并联起来以提高系统输送的强度。同样，可以按照应用将多个面板串联和/或并联起来以增大发电机的电压和/或安培数。

图1示出了包含两个并联分支的光伏发电机，每个分支包含三组电池2。为了保证光伏发电机的电安全，可以配备止回二极管3和旁路二极管4。止回二极管3与发电机的每个并联分支串联，以避免从负载或从发电机的其它分支到来的负电流流入电池中。旁路二极管4与电池组2反并联。旁路二极管4使存在缺陷或遮挡问题的电池组2能够被分开并解决热点的问题。

发电机的最大电压对应于包含的电池的电压之和，发电机可以输送的最大电流对应于电池的最大电流之和。对于没有负载的电池，即，对于零输送电流（开路），达到电池的最大电压V_OC，而当其两端被短路时，即，对于电池两端上的零电压，达到电池的最大电流I_CC。最大值V_OC和I_CC取决于用于实现光伏电池的技术和材料。电流的最大值I_CC还十分依赖于电池的日照水平。因此，光伏电池存在非线性电流/电压特性（I_PV，V_PV）和最大功率点（MPP）与最佳电压值V_opt和最佳电流值I_opt相对应的功率特性。图2示出了具有最大功率点（在图中用PPM标识）的光伏电池的电流/电压（I_PV，V_PV）和功率/电压（P_PV，V_PV）特性。类似地，光伏发电机存在非线性电流/电压特性和具有最大功率点的功率特性。如果电池的一部分被遮挡了，或如果电池组的一个或多个电池有缺陷，则这个电池组的最大功率点MPP将发生位移。

已知的做法是通过使用称为最大功率跟踪（MPPT）的搜索最大功率的命令优化光伏发电机的运行。可以将这种类型的MPPT命令与一个或多个静态转换器（CS）相关联，按照应用，这种静态转换器（CS）可以是直流电/交流电（DC/AC）转换器或直流电/直流电（DC/DC）转换器。因此图1示出了与发电机的输出端连接和收集发电机的所有电池产生的电能以便将它输送给负载的DC/AD静态转换器8。按照负载的要求，可以使转换器增大或减小输出电压和/或使输出电压反向。因此图1示出了与转换器8相关联的MPPT命令6。

MPPT命令6被设计成控制转换器8，以便获得与对应于功率特性的最大功率点的光伏发电机（PVG）的最佳电压值V_opt相对应的输入电压。最大功率点取决于随时间可变的多个参数，尤其，出现的日照、电池的温度或老化或处在工作状态下的电池的数量。

这样，光伏发电机的输出受某些电池的故障或遮挡的不利影响不太大。发电机的电输出直接取决于每个光伏电池的状态。

光伏发电机输送的功率将随日照而变。尤其，不是一个而是两个，三个或甚至更多个转换器可以随功率而变地使用。该方法在于使（电池或级）转换器的数量随PVG产生的功率的变化而变化。事实上，为了管理相当大的功率变化，使用单个转换器未必是有利的，转换输出受到不利影响。根据单级（single phase）构成的功率转换器（或单个转换器）的输出在PV功率供应最大时减小，而包括三个转换器的结构具有与输送的PV功率无关地保持几乎恒定输出的趋势。这将导致传输更多能量到蓄电池（battery）。

图3示出了这种类型的装置，其在PV电池的输出端上包括三个CS（在这种情况下，是升压（BOOST）转换器）。这些转换器与设备的峰功率（Ppeak）有关地随着发电机功率的变化被致动。在已知的方式中，当PVG输送的功率小于等于Ppeak的1/3时，使用一个CS；当PVG输送的功率在Ppeak的1/3到2/3之间时，使用2个CS；而当PVG输送的功率大于Ppeak的2/3时，使用3个CS。

在气象变化的情况下，所牵涉的转换器的数量也因此变化，因为PVG产生的功率将变化。这些变化在一天的过程中和在PVG的使用寿命内可能发生许多次。许多次的变化给部件，尤其转换器的那些部件带来影响，使设备老化。

因此，需要减慢PVG的部件的老化。

发明内容

因此，本发明提供了电子化管理光伏发电机的系统，该系统包括：

-并联的多（n）个静态转换器（11，12，13），每个转换器（11，12，13）与所述发电机的至少一个光伏电池（10）电连接，

-在滞后时间t之后，将产生的功率与阈值P1，P2，...，Pn-1相比较，通过光伏功率的变化实现所连接转换器的数量的变化。

按照一个实施例，滞后时间t位于3与20分钟之间，优选的是在5与15分钟之间。

按照一个实施例，时间t的值取决于转换器的部件的状态。

按照一个实施例，时间t的值取决于尤其按照发电机的安装地点和季节选择的气象条件。

按照系统中的CS旋转的一个实施例，依次连接转换器。

按照CS旋转的这个实施例的一个可替代实施例，在应用的转换器的数量变化的情况下实现转换器的旋转。

按照CS旋转的这个实施例的一个可替代实施例，转换器的旋转取决于转换器的部件的状态。

本发明的主题也是包括如下的光伏发电机：

-至少一个光伏电池；

-按照本发明的管理系统。

本发明的主题也是控制光伏发电机的方法，该光伏发电机包括：

-至少一个光伏电池；

-并联的多（n）个静态转换器（11，12，13），每个转换器（11，12，13）与所述发电机的至少一个光伏电池（10）电连接；

所述方法包括如下步骤：

-确定所述至少一个光伏电池产生的功率并将其与峰功率相比较；

-与阈值P1，P2，...，Pn-1相比较；

-当测量的功率值位于Pi-1与Pi之间时，连接i个转换器，或如果测量的功率值大于Pn-1，则连接所有转换器；以及

-如果仍然满足连接条件，则在滞后时间t之后完成所述连接。

按照一个实施例，所述方法包括按照时段（period）实现的如下步骤：

-确定所述至少一个光伏电池产生的功率并将其与峰功率相比较；

-与阈值P1相比较；

（a）如果该值低于这个阈值P1，则连接单个转换器；

（b）如果该值高于这个阈值P1，则与第二阈值P2相比较；

（b1）如果该功率小于P2，则连接2个转换器；

（b11）然后与第一阈值P1相比较，如果该功率值高于这个阈值，则该例程返回到步骤（b），如果该值低于这个阈值P1，则使滞后时间t生效；

（b12）如果滞后时间已经生效，则再次与第一阈值P1相比较，如果该功率值高于这个阈值，则该例程在滞后时间复位之后返回到步骤（b），如果该值低于这个阈值P1，则确定滞后时间时段是否到期（expire），如果不是，则重新开始与值P1相比较；

（b13）当滞后时间时段已经到期时，该例程接着返回到步骤（a）；

（b2）如果该功率大于P2，则连接3个转换器；

（b21）然后与第二阈值P2相比较，如果该功率值高于这个阈值，则该例程返回到步骤（b2），如果该值低于这个阈值P2，则使滞后时间t生效；

（b22）如果滞后时间已经生效，则再次与第二阈值P2相比较，如果该功率值高于这个阈值，则该例程在滞后时间复位之后返回到步骤（b2），如果该值低于这个阈值P2，则确定滞后时间时段是否到期，如果不是，则重新开始与值P2相比较；

（b23）当滞后时间时段已经到期时，该例程接着返回到步骤（a）或步骤（b）；

-对于n个转换器，如果有必要，重复这些步骤。

按照CS旋转的一个实施例，在按照本发明的方法中：

-当所有转换器都未连接时，在连接其它转换器期间不再连接第i转换器。

按照CS旋转的这个实施例的一个可替代实施例，该方法包括如下步骤：

-连接至少一个第一转换器；

-连接更多数量转换器；

-然后，在连接更少数量转换器的情况下，不连接所述第一转换器。

按照CS旋转的这个实施例的一个可替代实施例，在该方法中，当测量的功率值在阈值Pi-1与Pi之间变化时，执行使转换器旋转的步骤。

按照CS旋转的这个实施例的一个可替代实施例，该方法包括如下步骤：

-确定每个转换器的使用持续时间和/或使用次数；

-连接转换器，以便在给定时段内所述转换器的使用持续时间和/或使用次数差不多相等。

本发明的方法尤其适用于按照本发明的发电机。

附图说明

在附图中：

-图1（已经描述过）示出了现有技术的光伏发电机的图；

-图2（已经描述过）示出了光伏电池的理论电流/电压和功率特性；

-图3示出了包括多个转换器（这里，BOOST型的3个静态转换器CS）的PVG的图；

-图4示出了作为一天的时间的函数应用的CS的功率和数量的变化；

-图5示出了按照本发明一个实施例的算法；

-图6a和6b示出了应用了本发明和指出了应用的CS的数量的作为该天的时间的函数的功率曲线的两个区域的放大图；

-图7示出了PV功率（P_PV）作为时间的函数的光伏产生分布（profile）的例子；

-图8示出了模拟功率分布；

图9a和9b示出了在没有和有本发明的算法的情况下P_in和P_out的值；以及

-图10示出了使用的测量设备。

在图4，6a，6b，7，8，9a和9b中，阈值P1和P2在传统方式中分别在峰功率Ppeak的1/3和2/3上，在这种情况下，28和56W。

具体实施方式

本发明提供了电子化管理包含多个（电池或级）转换器的光伏发电机的系统，该转换器可以是与光伏电池连接的通常三个DC/AC或DC/DC转换器。该转换器与至少一个光伏电池电连接，以便收集这个电池产生的能量并将其传送给负载。术语“负载”指的是旨在使用光伏发电机产生的能量的电应用。如下的描述针对3个转换器给出，但应该明白，本发明可同样应用于更多数量。CS是下面用于指示（在这种情况下，静态）转换器的缩写。

在传统方式中，这些转换器通过称为MPPT的命令控制。例如，这个最大功率点跟踪命令MPPT可以实现识别电压变化对发电机输送的功率的影响以及使电压沿着识别为功率增大的方向漂移的算法。因此，这种类型算法在于针对第一电压测量发电机输送的功率，以及在某个时间之后，施加高于第一电压的第二电压，然后测量或估计相应功率。在与第二电压相对应的功率高于与第一电压相对应的功率的情况下，该算法的下一个步骤是施加甚至更高的第三电压。在相反情况下，应用的第三电压低于第一电压。因此，逐渐地，该系统可以不断适应光伏发电机端子上的电压，以便尽可能接近地近似在最大功率点上。应该明白，对于MPPT命令，也可以实现其它算法。

图3示出了这种类型的系统，该PVG包括与CS 11，12，13（BOOST 1，2和3）和MPPT命令单元14连接的光伏单元10，CS的输出端与蓄电池15连接。

应用的CS的数量是朝CS发送的功率的函数。在已知方式中，按照阈值的检测改变该数量。在3个CS的情况下，现有技术的应用对应于转换器数量变化的两个预定阈值。作为MPPT管理系统测量的功率，即，小于1/3Ppeak，在1/3与2/3Ppeak之间，和大于2/3Ppeak的函数，该管理系统然后应用一个，两个或三个转换器。如果有必要，可以使用其它阈值。

气象条件当然决定产生的功率的水平。当太阳被厚厚的云层遮住时，日照大幅减少，产生的功率下降，导致从3个CS切换到1个CS的系统变化。对于相反的变化，发生相反的情况。在图4中尤其通过例子给出了这些变化。图4示出了作为一天的时间的函数应用的CS的产生功率和数量。在使用这种具有多个CS和CS的数量适应光伏应用的配置时，可以注意到，对于运行受到干扰的那些时间，如图4所示，设备常常迅速地改变转换器的数量以跟随气候的变化和因此光伏功率的变化。这些快速和许多次改变将对构成功率转换器的电子部件的使用寿命和可靠性造成负面影响。

本发明基于功率稳定时间（或滞后时间）t的使用。只有在这个滞后时间到期之后才授权改变CS的数量。因此，在包括振荡的阶段，不考虑迅速改变，使CS的数量保持原样。

这个稳定时间t随系统而变。通常可以是3分钟到20分钟的数量级，例如，位于5分钟与15分钟之间。

在图5中示出实现稳定时间t的一种可能算法。

起点是具有给定功率的状态。在第一种情况下，确定PV功率P_PV（对于CS，对应于P_IN）。

如果这个功率P_PV低于第一阈值P1（取为，例如，等于1/3），则对逻辑问题的回答是“否”，应用单个CS；该例程返回到开头。如果这个功率P_PV高于第一阈值，则对逻辑问题的回答是“是”；然后该过程转移到该例程的第二步骤。

在这个第二步骤期间，与第二阈值P2（取为，例如，等于2/3）相比较。如果这个功率P_PV低于第二阈值P2（取为，例如，等于2/3），则对逻辑问题的回答是“否”，应用两个CS；该例程然后按照第一分支继续。

按照这个第一分支，下一个逻辑问题是再次与第一阈值P1相比较。如果功率P_PV高于第一阈值P1，则对逻辑问题的回答是“否”，该例程返回到第二步骤的开头。如果回答是“是”，则使滞后时间生效。按照现有技术，该回答必然导致转变成1个CS。在本发明中，不会发生这种转变，而是使滞后时间生效。不时地，按照定义的时段，再次测量功率P_PV的值，并将其与第一阈值P1相比较，如果该值较高，则对逻辑问题的回答是“否”，该例程返回到第二步骤的开头：需要2个CS然后2个CS再一次奏效的条件。在这种情况下，将滞后时间复位。因此，很显然，等待的事实使2种状态之间的双向转变得到避免，因此就系统部件疲劳而言是有益的。如果在比较期间，该值低于阈值P1，则该例程转移到下一个逻辑问题。下一个逻辑问题是滞后时间到期的问题。

-如果答复是否定的，则该例程返回到前面与阈值P1相比较的逻辑问题。因此，如果在滞后时间t的时段内，功率值P_PV高于第一阈值P1，则该系统认为数量事实上是2个CS，该系统返回到第二步骤的逻辑问题。

-如果答复是肯定的，则意味着滞后时间已经到期，将滞后时间复位，该例程切换到1个CS，并完全重新启动该序列。

在这个第二步骤期间，与第二阈值P2（取为，例如，等于2/3）相比较。如果这个功率P_PV高于第二阈值P2（取为，例如，等于2/3），则对逻辑问题的回答是“是”，应用3个CS；该例程然后按照第二分支继续。

按照这个第二分支，下一个逻辑问题是再次与第二阈值P2相比较。如果功率P_PV高于第二阈值P2，则对逻辑问题的回答是“否”，该例程返回到第二分支的开头。如果回答是“是”，则使滞后时间生效。按照现有技术，该回答必然导致转变成2个（或1个）CS。在本发明中，不会发生这种转变，而是使滞后时间生效。不时地，按照定义的时段，再次测量功率P_PV的值，并将其与第二差值P2相比较，如果该值较高，则对逻辑问题的回答是“否”，该例程返回到第二分支的开头：需要3个CS然后3个CS再一次奏效的条件。在这种情况下，将滞后时间复位。因此，很显然，等待的事实使2种状态之间的双向转变得到避免，因此就系统部件疲劳而言是有益的。如果在比较期间，该值低于阈值P2，则该例程转移到下一个逻辑问题。下一个逻辑问题是滞后时间到期的问题。

-如果答复是否定的，则该例程返回到前面与阈值P2相比较的逻辑问题。因此，如果在滞后时间t的时段内，功率值P_PV高于第二阈值P2，则该系统认为数量事实上是3个CS，该系统返回到第二分支的逻辑问题。

-如果答复是肯定的，则意味着滞后时间已经到期，将滞后时间复位，该例程切换到1个CS，并完全重新启动该序列。也可以切换到2个CS而不是1个CS，并相同地重新启动。对第一逻辑问题的回答必然导致第二种。

按照一个实施例，在加电期间没有滞后时间。这就防止了所有功率被引向单个CS，使CS的温度急剧上升。

上述定义的时段是固定的，或可以随某些，尤其气象条件而变：对于已经恒定的日照，无需实现该例程。这个时段的持续时间是高度可变的，可以是秒，几十秒，分钟或如果有必要，甚至更长的数量级。但是，该时段保持小于稳定时间t是有利的。

图6a和6b以放大方式示出了从在图4中示出的曲线中取出的两个部分的实现了按照本发明的算法的所应用CS的数量。

图6a和6b示出了2个CS情况不是常见情况，系统认为3个CS情况是普遍情况。在图6a中，主要在3个CS与2个CS之间变化，绝大部分在3CS区域中。在这样的情况下，系统认为PVG工作在比3CS情况小的压力小。这种状况在图6b中甚至更加突出，因为现有技术更频繁地实现2CS情况，而本发明不会发生。当PVG在2个状态之间摇摆时，本发明青睐较高情况。

使用这个稳定时间具有在这些不想要功率变化期间降低常用部件受到的热和电压力的效果。

热变化在半导体中产生机械约束，主要由于用在制造中的材料的膨胀系数的差异，例如，与铜的16ppm/°C和铝的24ppm/°C不同，硅只有4ppm/°C。

许多次热循环之后电接触处受到机械约束的结果是在接触处出现微小裂纹，甚至达到在接触处裂开的程度。

本发明的目的是预测变化，以便通过限制突然温度变化使热循环次数最少化。图7是PV功率（P_PV）作为时间的函数的光伏产生分布的例子。在一天的中部，例如，观察到功率突然下降。在正常运行期间，系统从点1（高功率—3个激活转换器）切换到点2（低功率—1个激活转换器）。两个转换器因此突然停止，从而造成高达ΔT°的热循环。

通过应用本发明，在点2上使三个转换器将继续工作。三个转换器的温度因此逐步下降，因为功率分布在三个电池中。如果功率在点2与3之间未增大，则断开两个转换器，因此在点3上使单个转换器工作。由于这种原理，可以限制ΔT°变化的程度，因此限制热循环的程度。

稳定或滞后时间t是在点2和3之间3个CS有效（或不同CS组合）的时间。

这个稳定或滞后时间t在系统的算法中可以是固定的，或可以按照多条准则来修改。

第一条准则是气象本身。气候条件从一个区域到另一个区域是不同的，因此可以按照安装PVG的区域优化滞后时间。事实上，在某些气候下，存在少数交变云（例如，地中海气候），或相反，可能存在许多交变云（例如，海洋性气候）。气候条件还随季节而变，可以按照使用的月份再次调整滞后时间。

还可以拥有分类气候条件和按照实际遇到的气候条件选择滞后时间的持续时间的“智能”学习软件。

第二条准则是部件本身的行为，尤其它们随功率和温度（尤其晶体管或整个系统）而变的行为。稳定和滞后时间t尤其可以作为部件温度的函数来调节。

按照一个有利实施例，系统集成了CS旋转例程，以避免将连续压力施加在单个CS上。事实上，在图3中，转换器CS 11一直连接着，因此连续接收要转换的电流。其它CS按照在产生PV功率的过程中发生的变化来使用。因此CS 11连续受到压力，而且经历在PV功率变化的情况下要处理的功率变化。因此系统的可靠性随着一个部件连续受到压力而降低。按照该有利实施例，旋转应用的CS。

该旋转可以在面板产生的PV功率变化的情况下加以控制，或按照转换器的状态来控制，或两者兼而有之。也可以使用随机分配命令。

按照一个实施例，在应用的CS的数量增加的情况下，使CS发生变化。例如，如果CS 11连接着，并且该命令确定必须使用2个CS。则应用CS 12和13，而使CS 11不再连接着。如果CS的数量返回到一个单元，则连接CS12（或CS 13）而不是CS11，CS 11仍然处在空闲状态。在必要连接3个CS的情况下，在返回到1个或2个CS期间发生旋转。在这种情况下，起点是CS 11连接着的状况，然后连接3个CS，然后返回条件要求连接2个CS，因此连接CS 12和CS 13，或如果返回条件只要求1个CS，则连接CS 12或13。

按照一个不同实施例，CS的变化因使用CS的计算而发生。这种计算可以基于使用的持续时间进行，该旋转以这样的方式在给定时段内，对于所有CS，保证使用的持续时间差不多相等。这个时段可以是一天，几天或一天的一部分，例如，一个或多个小时，其中这个持续时间也可以随一天的时间和/或季节而变。因此。按照这个实施例，必须应用的CS是使用最短的那个，即具有最短使用时间的那个。该计算也可以与用户的持续时间无关地通过计数次数来进行，而不是通过使用的持续时间或CS的压力来进行。在这种情况下，必须应用的CS因此是最少次数受到压力的那个。也可以设想结合两种变型的实施例。

按照一个不同实施例，可以以随机方式进行旋转，然后在管理系统中提供随机发电机。在CS的数量增加或减少的情况下，以随机方式，如果有必要，可以以“洗牌（shuffle）”模式（这种模式对应于从随机选择中排除使用过的CS的模式）作出选择。

在上面的描述中，当应用的CS的数量有变时，进行CS旋转。当然，当应用的CS的数量不变时（在不同于最大数量的情况下），也可以发生这种旋转。因此，当气象条件是只应用一个CS的那种时，可以以一个CS不连续使用超过给定持续时间的方式，提供将这个CS与最初空闲的CS交换的例程。

旋转应用的转换器具有在功率变化的情况下进一步降低常用部件受到的热和电压力的效果。如上所述，热变化在半导体中产生机械约束，其结果是在接触处出现微小裂纹，甚至达到在接触处裂开的程度。使CS旋转的实施例的目的是使热和电压力分布在所有转换器上。

按照本发明的电子化管理系统还可以包括安全功能，用于在指示，例如，PVG的部件过热的消息之后控制转换器的关闭。按照本发明的电子化管理系统还可以包括防盗功能。按照本发明的管理系统可以更进一步向电网的控制中心发送有关电池组和/或转换器的工作状况的信息。这有助于维护PVG。尤其，负责维护的操作人员因此更迅速地得到某些光伏电池组或某些转换器发生故障的警报，因此可以采取措施。

按照本发明的管理系统可以全部或部分集成到光伏发电机中。

按照一个可能实施例，可以使用多结光伏设备。然后，有必要管理不同结的电耦合问题。多结光伏设备，例如，串列（tandem）结设备指的是包含以扩大设备吸收太阳光谱的区域的方式堆叠的多个单结的光伏设备。串列结光伏设备可以获得更好的电转换输出。串列结光伏设备中的电耦合的主要缺点是需要与日照条件无关地协调构成串列的光伏电池的性能。这种理想情况在现实中是不可行的，因为串列的每个电池的电流产生随它们有效的谱区而自发地不同，并且随日照条件而变。这导致了串列结光伏设备由其最弱元件决定的固有局限性。这种类型的电流局限性显著降低了串列结光伏设备的理论输出。一种解决方案的关键在于电解耦串列结光伏设备的结。串列的光伏电池仍然光耦合但电解耦。然后将每个结与两个电极连接；因此获得四电极光伏设备（在串列的情况下）。通过将转换器与串列的每个（至少一个）光伏电池连接，该系统获得了利用电解耦光伏电池运行的多结光伏设备，每个光伏电池经由按照本发明的管理系统以最佳方式来管理。

例子

在这个例子中，用本发明的应用的输出损耗来衡量效果。

为评估按照本发明的方法获得的能量增益而选择的测试协议的关键在于使用相同的输入源（太阳模拟器）和相同的多级功率卡（相同电部件的行为）。模拟器被允许应用在相同功率分布的两种情况下（例如，模块在相对晴天里产生85W的峰功率），而MPP使用相同MPPT命令获得。在这种测试期间，使用与电负载连接的24V蓄电池，以便一直保证后者的标称电压（24V）。图10示出了使用的测量系统。

根据测量平台，同时测量存在于输入端和输出端上的电流和电压。这些值使人们可以推断模拟器供应的PV功率（PPV）和发送给蓄电池（PBAT）的功率，因此推断转换器（PBAT/PPV）的输出。通过考虑时间变化（以小时为单位的测试持续时间），然后计算出产生的和传送给蓄电池（EBAT）的PV能量（EPV）的数量。

使用的阈值是1/3和2/3的传统阈值。

模拟器的功率分布在图8中示出。

稳定时间t的值在本例中固定在10分钟上。

图9a和9b示出在有和没有本发明的算法的情况下P_in和P_out的值，在按照本发明的情况下，应该注意到，当CS的数量从3个恢复到1个时，在输出功率中发生轻度解耦，导致在输出方面的增益（对于低功率，输出好于利用单个CS的）

得出如下结果：

按照这个表格，毫无疑问，使用这种算法将功率级的转换输出降低了0.3%。但是，这种降低保持在可接受极限内。相反，部件承受的热约束和压力达到最小，导致自适应级的使用寿命延长。这种得失是正面的。

Claims (16)

1.一种电子化管理光伏发电机的系统，该系统包括：

-并联的多（n）个静态转换器（11，12，13），每个转换器（11，12，13）与所述发电机的至少一个光伏电池（10）电连接，

-在滞后时间t之后，将产生的功率与阈值P1，P2，...，Pn-1相比较，通过光伏功率的变化实现所连接转换器的数量的变化。

2.如权利要求1所述的系统，其中n是3。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中滞后时间t位于3与20分钟之间，优选的是在5与15分钟之间。

4.如权利要求1到3之一所述的系统，其中时间t的值取决于转换器的部件的状态。

5.如权利要求1到4之一所述的系统，其中时间t的值取决于尤其按照发电机的安装地点和季节选择的气象条件。

6.如权利要求1到5之一所述的系统，其中依次连接转换器。

7.如权利要求6所述的系统，其中在应用的转换器的数量变化的情况下实现转换器的旋转。

8.如权利要求6或7所述的系统，其中转换器的旋转取决于转换器的部件的状态。

9.一种光伏发电机，其包括：

-至少一个光伏电池；

-如权利要求1到8之一所述的管理系统。

10.一种控制光伏发电机的方法，该光伏发电机包括：

-至少一个光伏电池；

-并联的多（n）个静态转换器（11，12，13），每个转换器（11，12，13）与至少一个光伏电池（10）电连接；

所述方法包括如下步骤：

-确定所述至少一个光伏电池产生的功率并将其与峰功率相比较；

-与阈值P1，P2，...，Pn-1相比较；

-当测量的功率值位于Pi-1与Pi之间时，连接i个转换器，或如果测量的功率值大于Pn-1，则连接所有转换器；以及

-如果仍然满足连接条件，则在滞后时间t之后完成所述连接。

11.如权利要求10所述的控制方法，所述方法包括按照时段实现的如下步骤：

-确定所述至少一个光伏电池产生的功率并将其与峰功率相比较；

-与阈值P1相比较；

（a）如果该值低于这个阈值P1，则连接单个转换器；

（b）如果该值高于这个阈值P1，则与第二阈值P2相比较；

（b1）如果该功率小于P2，则连接2个转换器；

（b11）然后与第一阈值P1相比较，如果该功率值高于这个阈值，则该例程返回到步骤（b），如果该值低于这个阈值P1，则使滞后时间t生效；

（b12）如果滞后时间已经生效，则再次与第一阈值P1相比较，如果该功率值高于这个阈值，则该例程在滞后时间复位之后返回到步骤（b），如果该值低于这个阈值P1，则确定滞后时间时段是否到期，如果不是，则重新开始与值P1相比较；

（b13）当滞后时间时段已经到期时，该例程则返回到步骤（a）；

（b2）如果该功率大于P2，则连接3个转换器；

（b21）然后与第二阈值P2相比较，如果该功率值高于这个阈值，则该例程返回到步骤（b2），如果该值低于这个阈值P2，则使滞后时间t生效；

（b22）如果滞后时间已经生效，则再次与第二阈值P2相比较，如果该功率值高于这个阈值，则该例程在滞后时间复位之后返回到步骤（b2），如果该值低于这个阈值P2，则确定滞后时间时段是否到期，如果不是，则重新开始与值P2相比较；

（b23）当滞后时间时段已经到期时，该例程则返回到步骤（a）或步骤（b）；

-对于n个转换器，如果有必要，重复这些步骤。

12.如权利要求10或11所述的方法，其中：

-当所有转换器都未连接时，在连接其它转换器期间不再连接第i个转换器。

13.如权利要求12所述的方法，所述方法包括如下步骤：

-连接至少一个第一转换器；

-连接更多数量转换器；

-然后，在连接更少数量转换器的情况下，不连接所述第一转换器。

14.如权利要求12或13所述的方法，其中，当测量的功率值在阈值Pi-1与Pi之间变化时，执行使转换器旋转的步骤。

15.如权利要求12到14之一所述的方法，所述方法包括如下步骤：

-确定每个转换器的使用持续时间和/或使用次数；以及

-连接转换器，以便在给定时段内所述转换器的使用持续时间和/或使用次数差不多相等。

16.如权利要求10到15之一所述的方法，用于控制如权利要求9所述的光伏发电机。

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