CN105375858B - 光伏系统控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏系统控制方法和装置，其中，该方法包括：在光伏系统的开路电压满足预定条件的情况下，开启直流接触器；检测光伏电流，并确定检测到的光伏电流是否小于预设电流阈值；如果检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；如果检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值，则开启换流单元。本发明解决了现有技术中在光照临界条件下，直流接触器和换流单元频繁开启的技术问题，达到了有效提高直流接触器和换流单元使用寿命的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及机械控制技术领域，具体而言，涉及一种光伏系统控制方法和装置。
背景技术
光伏系统，当光照微弱时，光伏功率一般很小，这个时候没有必要为了切入微小的光伏功率而开启换流单元。目前的处理方式是，在光照微弱时会断开光伏，但电压满足时会闭合直流接触器。
针对现有的方案，在光照临界条件下：开路电压比较高、而电流比较小时，容易出现直流接触器频繁开关的情况，且在纯光伏发电时，换流单元也会频繁开启，这样会导致直流接触器和换流单元寿命大大减少。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种光伏系统控制方法，以提高直流接触器和换流单元的寿命，该方法包括：
在光伏系统的开路电压满足预定条件的情况下，开启直流接触器；
检测光伏电流，并确定检测到的光伏电流是否小于预设电流阈值；
如果检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
如果检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值，则开启换流单元。
在一个实施方式中，所述预设电流阈值包括以下至少之一：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预设电流阈值，其中，所述第一预设电流阈值小于所述第二预设电流阈值，所述第二预设电流阈值小于所述第三预设电流阈值。
在一个实施方式中，所述预设时间间隔包括以下至少之一：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔，其中，所述第一预设电流阈值对应所述第一预设时间间隔、所述第二预设电流阈值对应所述第二预设时间间隔、所述第三预设电流阈值对应所述第三预设时间间隔，其中，所述第一预设时间间隔大于所述第二预设时间间隔，所述第二预设时间间隔大于所述第三预设时间间隔。
在一个实施方式中，在所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预设电流阈值，所述预设时间间隔包括：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔的情况下，如果检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件，包括：
如果检测到的光伏电流小于所述第一预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待第一预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
如果检测到的光伏电流大于等于所述第一预设电流阈值且小于所述第二预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待第二预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
如果检测到的光伏电流大于等于所述第二预设电流阈值且小于所述第三预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待第三预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件。
在一个实施方式中，在所述预设电流阈值包括多个预设电流阈值的情况下，如果检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值，则开启换流单元，包括：
如果检测到的光伏电流大于等于所述多个预设电流阈值中的最大预设电流阈值，则开启换流单元。
本发明实施例还提供了一种光伏系统控制装置，以提高直流接触器和换流单元的寿命，该装置包括：
第一开启模块，用于在光伏系统的开路电压满足预定条件的情况下，开启直流接触器；
检测模块，用于检测光伏电流，并确定检测到的光伏电流是否小于预设电流阈值；
关闭等待模块，用于在检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值的情况下，关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
第二开启模块，用于在检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值的情况下，开启换流单元。
在一个实施方式中，所述预设电流阈值包括以下至少之一：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预定电流阈值，其中，所述第一预设电流阈值小于所述第二预设电流阈值，所述第二预设电流阈值小于所述第三预设电流阈值。
在一个实施方式中，所述预设时间间隔包括以下至少之一：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔，其中，所述第一预设电流阈值对应所述第一预设时间间隔、所述第二预设电流阈值对应所述第二预设时间间隔、所述第三预设电流阈值对应所述第三预设时间间隔，其中，所述第一预设时间间隔大于所述第二预设时间间隔，所述第二预设时间间隔大于所述第三预设时间间隔。
在一个实施方式中，所述关闭等待模块包括：
第一控制单元，用于在所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预设电流阈值，所述预设时间间隔包括：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔的情况下，当检测到的光伏电流小于所述第一预设电流阈值时，关闭所述直流接触器，并等待第一预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
第二控制单元，用于在检测到的光伏电流大于等于所述第一预设电流阈值且小于所述第二预设电流阈值时，关闭所述直流接触器，并等待第二预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
第三控制单元，用于在检测到的光伏电流大于等于所述第二预设电流阈值且小于所述第三预设电流阈值时则关闭所述直流接触器，并等待第三预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件。
在一个实施方式中，所述第二开启模块具体用于在所述预设电流阈值包括多个预设电流阈值的情况下，当检测到的光伏电流大于等于所述多个预设电流阈值中的最大预设电流阈值时，开启换流单元。
在上述实施例中，在确定光伏系统的开路电压满足条件并开启直流接触器的情况下，并不是立即开启换流单元，而是先判断光伏电流是否满足预设电流阈值，如果满足则开启换流单元，如果不满足也不是立即重新确定光伏系统的开路电压满足条件并开启直流接触器，而是间隔预定时长后再确定是否开启直流接触器，因为设定了光伏电流大小判断机制，并设定两次开启直流接触器之间的间隔时长，从而解决了现有技术中在光照临界条件下，直流接触器和换流单元频繁开启的技术问题，达到了有效提高直流接触器和换流单元使用寿命的技术效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的光伏系统控制方法的方法流程图；
图2是现有的光伏系统的控制逻辑流程图；
图3是根据本发明实施例的光伏系统的控制逻辑流程图；
图4是根据本发明实施例的光伏系统控制装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
发明人考虑到现有的光伏系统由于在光照微弱时，电压会满足闭合要求，而电流无法满足闭合要求，因此在光照临界条件下，容易出现直流接触器频繁开关，换流单元也会频繁开启，从而导致直流接触器和换流单元寿命大大减少。为了，发明人想到可以在光照微弱、光伏功率小的时候，重新定义控制逻辑，以便减少换流单元的开启次数。
在本例中，提供了一种光伏系统控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101：在光伏系统的开路电压满足预定条件的情况下，开启直流接触器；
步骤102：检测光伏电流，并确定检测到的光伏电流是否小于预设电流阈值；
步骤103：如果检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
步骤104：如果检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值，则开启换流单元。
在上述实施例中，在确定光伏系统的开路电压满足条件并开启直流接触器的情况下，并不是立即开启换流单元，而是先判断光伏电流是否满足预设电流阈值，如果满足则开启换流单元，如果不满足也不是立即重新确定光伏系统的开路电压满足条件并开启直流接触器，而是间隔预定时长后再确定是否开启直流接触器，因为设定了光伏电流大小判断机制，并设定两次开启直流接触器之间的间隔时长，从而解决了现有技术中在光照临界条件下，直流接触器和换流单元频繁开启的技术问题，达到了有效提高直流接触器和换流单元使用寿命的技术效果。
进一步的，考虑到可以将光伏电流划分为不同的等级，各等级对应不同的时间间隔(例如，可以一次判断光伏电流，也可以两次判断光伏电流，或者也可以三次判断光伏电流等)，具体地划分等级的级别及判断次数可以按照需要确定。以将光伏电流划分为三级为例，则预设电流阈值可以包括：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预设电流阈值，其中，第一预设电流阈值小于第二预设电流阈值，第二预设电流阈值小于第三预设电流阈值。相应的，预设时间间隔包括：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔，其中，第一预设电流阈值对应第一预设时间间隔、第二预设电流阈值对应第二预设时间间隔、第三预设电流阈值对应第三预设时间间隔，其中，第一预设时间间隔大于第二预设时间间隔，第二预设时间间隔大于第三预设时间间隔。
相应的，上述步骤103可以包括：
1)如果检测到的光伏电流小于第一预设电流阈值，则关闭直流接触器，并等待第一预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
2)如果检测到的光伏电流大于等于第一预设电流阈值且小于第二预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待第二预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
3)如果检测到的光伏电流大于等于所述第二预设电流阈值且小于所述第三预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待第三预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件。
也就是说，预设电流阈值可以包括多个预设电流阈值，那么相应的，上述步骤104可以包括：如果检测到的光伏电流大于等于多个预设电流阈值中的最大预设电流阈值，则开启换流单元。
然而值得，注意的是，上述仅是以设定三个预设电流阈值为例进行的说明，然而在具体实现的时候，预设电流阈值的个数和具体的数值，以及每个预设时间间隔的具体值可以按照需要设定。具体数值本申请不作限定。
本发明还提供了一个具体的实施例，对上述光伏系统控制方法进行说明，然而该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。
本例主要是为了解决在光照微弱时，避免直流接触器和变流单元频繁开关的问题，以便大大提高了元器件的寿命，保证产品质量。通过检测光伏电流，判断外部环境状况，采用预先设定的参数以提高光伏弱光的控制精度，从而增加弱光时的光伏利用率。即，通过减少元器件的开关次数，以保证产品操作的安全可靠性。
具体的，通过检测光伏电池板的输出电流，把光伏电流分成多个不同的等级，各等级对应相应的间隔时间(例如，两次判断开关控制的间隔时间)，这样可实现最优的开关控制，从而大大降低开关次数，以提高开关元器件的使用寿命，保证了产品质量，而且在微弱光照条件下，最大化的利用光伏输出功率，使产品更节能、性价比更高。
如图2所示为采用现有的方式，在光伏弱光时的控制流程示意图，例如，在早上、阴天、傍晚时仍有光照，且外部环境温度较低，此时开路电压与温度成反比，开路电压一般满足闭合条件，而因为光照微弱，光伏电池板发出功率微小，即光伏电流不能满足正常运行的条件(因为电流太小切进来而开启换流单元性价比太低)。如果按照图2所示的控制逻辑，那么在上述环境中会导致换流单元和直流接触器陷入频繁切换的恶性循环中，严重影响了开关元器件的使用寿命，而且频繁开关容易引起安全事故，降低了产品的安全可靠性。
针对现有的方式所存在的不足，在本例中提供了一种光伏系统的控制逻辑流程图，如图3所示，包括以下步骤：开路电压满足条件→闭合开关→光照微弱→检测电流→小于0.1A，等待30min→否则小于0.3A，等待20min→否则小于0.5A，等待10min→否则正常运行。
与现有的控制逻辑相比，本例中的方法在光照微弱时，通过检测光伏输出电流，分成：小于0.1A时等待30min、小于0.3A时等待20min、小于0.5A时等待10min、大于0.5A时则正常运行。按如上优化后的控制逻辑，根据对外界环境的判断，采取相应的时间参数去控制开关，从而可以大大减少直流接触器或者在纯光伏发电时变流单元的开启次数，以便提高开关元器件的使用寿命，通过减少开关次数，降低了产品的安全隐患的可能，保证了产品的安全可靠性，同时在该优化的控制逻辑下，在微弱环境时可以最大化利用光伏发电功率，使产品更节能，性价比更高。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种光伏系统控制装置，如下面的实施例所述。由于光伏系统控制装置解决问题的原理与光伏系统控制方法相似，因此光伏系统控制装置的实施可以参见光伏系统控制方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图4是本发明实施例的光伏系统控制装置的一种结构框图，如图4所示可以包括：第一开启模块401、检测模块402、关闭等待模块403和第二开启模块404，下面对该结构进行说明。
第一开启模块401，用于在光伏系统的开路电压满足预定条件的情况下，开启直流接触器；
检测模块402，用于检测光伏电流，并确定检测到的光伏电流是否小于预设电流阈值；
关闭等待模块403，用于在检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值的情况下，关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
第二开启模块404，用于在检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值的情况下，开启换流单元。
在一个实施方式中，所述预设电流阈值可以但不限于包括以下至少之一：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预定电流阈值，其中，所述第一预设电流阈值小于所述第二预设电流阈值，所述第二预设电流阈值小于所述第三预设电流阈值。
在一个实施方式中，所述预设时间间隔可以但不限于包括以下至少之一：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔，其中，所述第一预设电流阈值对应所述第一预设时间间隔、所述第二预设电流阈值对应所述第二预设时间间隔、所述第三预设电流阈值对应所述第三预设时间间隔，其中，所述第一预设时间间隔大于所述第二预设时间间隔，所述第二预设时间间隔大于所述第三预设时间间隔。
在一个实施方式中，所述关闭等待模块403可以包括：第一控制单元，用于在所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预设电流阈值，所述预设时间间隔包括：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔的情况下，当检测到的光伏电流小于所述第一预设电流阈值时，关闭所述直流接触器，并等待第一预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；第二控制单元，用于在检测到的光伏电流大于等于所述第一预设电流阈值且小于所述第二预设电流阈值时，关闭所述直流接触器，并等待第二预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；第三控制单元，用于在检测到的光伏电流大于等于所述第二预设电流阈值且小于所述第三预设电流阈值时则关闭所述直流接触器，并等待第三预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件。
在一个实施方式中，第二开启模块404可以具体用于在所述预设电流阈值包括多个预设电流阈值的情况下，当检测到的光伏电流大于等于所述多个预设电流阈值中的最大预设电流阈值时，开启换流单元。
在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：在确定光伏系统的开路电压满足条件并开启直流接触器的情况下，并不是立即开启换流单元，而是先判断光伏电流是否满足预设电流阈值，如果满足则开启换流单元，如果不满足也不是立即重新确定光伏系统的开路电压满足条件并开启直流接触器，而是间隔预定时长后再确定是否开启直流接触器，因为设定了光伏电流大小判断机制，并设定两次开启直流接触器之间的间隔时长，从而解决了现有技术中在光照临界条件下，直流接触器和换流单元频繁开启的技术问题，达到了有效提高直流接触器和换流单元使用寿命的技术效果。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种光伏系统控制方法，其特征在于，包括：
在光伏系统的开路电压满足预定条件的情况下，开启直流接触器；
检测光伏电流，并确定检测到的光伏电流是否小于预设电流阈值；
如果检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件，
其中，所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预设电流阈值，所述预设时间间隔包括：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔，其中，所述第一预设电流阈值小于所述第二预设电流阈值，所述第二预设电流阈值小于所述第三预设电流阈值，所述第一预设时间间隔大于所述第二预设时间间隔，所述第二预设时间间隔大于所述第三预设时间间隔；
如果检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件，包括：
如果检测到的光伏电流小于所述第一预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待第一预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
如果检测到的光伏电流大于等于所述第一预设电流阈值且小于所述第二预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待第二预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
如果检测到的光伏电流大于等于所述第二预设电流阈值且小于所述第三预设电流阈值，则关闭所述直流接触器，并等待第三预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
如果检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值，则开启换流单元；
在所述预设电流阈值包括多个预设电流阈值的情况下，如果检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值，则开启换流单元，包括：
如果检测到的光伏电流大于等于所述多个预设电流阈值中的最大预设电流阈值，则开启换流单元。
2.一种光伏系统控制装置，其特征在于，包括：
第一开启模块，用于在光伏系统的开路电压满足预定条件的情况下，开启直流接触器；
检测模块，用于检测光伏电流，并确定检测到的光伏电流是否小于预设电流阈值；
关闭等待模块，用于在检测到的光伏电流小于所述预设电流阈值的情况下，关闭所述直流接触器，并等待预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
所述关闭等待模块包括：
第一控制单元，用于在所述预设电流阈值包括：第一预设电流阈值、第二预设电流阈值和第三预设电流阈值，所述预设时间间隔包括：第一预设时间间隔、第二预设时间间隔和第三预设时间间隔的情况下，当检测到的光伏电流小于所述第一预设电流阈值时，关闭所述直流接触器，并等待第一预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
第二控制单元，用于在检测到的光伏电流大于等于所述第一预设电流阈值且小于所述第二预设电流阈值时，关闭所述直流接触器，并等待第二预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
第三控制单元，用于在检测到的光伏电流大于等于所述第二预设电流阈值且小于所述第三预设电流阈值时则关闭所述直流接触器，并等待第三预设时间间隔后重新确定光伏系统的开路电压是否满足所述预定条件；
第二开启模块，用于在检测到的光伏电流大于等于所述预设电流阈值的情况下，开启换流单元；
其中，所述第二开启模块具体用于在所述预设电流阈值包括多个预设电流阈值的情况下，当检测到的光伏电流大于等于所述多个预设电流阈值中的最大预设电流阈值时，开启换流单元。
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