CN105811875A - 一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，当总光伏阵列两端电压高于并网要求电压时，控制开关动作使两组子光伏阵列并联连接向光伏逆变器供电；当总光伏阵列两端电压低于并网要求电压时，控制开关动作使两组子光伏阵列串联连接向光伏逆变器供电。本发明在汇流箱中采用一组控制开关，根据光伏阵列输出电压的高低，自动改变光伏阵列的串并联方式，从而满足在光照强度较弱时也能使光伏逆变器并网发电，达到提高光伏发电系统发电量的目的。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电应用技术领域，具体涉及一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法。
背景技术
在空旷的丘陵、戈壁、沙漠等地方特别适于光伏阵列的大规模安装，形成光伏并网电站。在太阳光照强度较强时，光伏阵列输出电压较高，满足并网条件，通过光伏并网逆变器可以向电网提供电量；在太阳光照强度较弱时，光伏阵列输出电压较低，若该电压低于并网发电电压条件，则光伏并网逆变器停止工作，即使光伏阵列可以输出一定的电量，也无法实现并网发电，从而造成一定的光伏阵列发电量的浪费，不能获得最大的发电收益。
发明内容
本发明的目的是提供一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，解决了现有光伏阵列在太阳光的强度较弱时发电量浪费的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，所采用的光伏阵列变结构的具体结构为：
在汇流箱中包括2N条相同的光伏支路，将其分为相等数量的两组，光伏支路1、2、……、N为第一组，光伏支路1、2、……、N的正极均连接在汇流端子的正极，光伏支路1、2、……、N的负极均连接在汇流端子的负极，得到子光伏阵列a；光伏支路N+1、N+2、……、2N为第二组，光伏支路N+1、N+2、……、2N的正极均连接在汇流端子的正极，光伏支路N+1、N+2、……、2N的负极均连接在汇流端子的负极，得到子光伏阵列b，子光伏阵列a和子光伏阵列b通过控制开关组成总光伏阵列；
控制开关包括第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3，子光伏阵列a的正极与子光伏阵列b的正极之间连接第二控制开关K2，子光伏阵列a的负极与子光伏阵列b的正极之间连接第一控制开关K1，子光伏阵列a的负极与子光伏阵列b的负极之间连接第三控制开关K3；
按照以下步骤具体实施：
当光照强度较弱，或者没有光线时，控制系统没有电，此时第一控制开关K1保持常开状态，第二控制开关K2和第三控制开关K3保持常闭状态，形成子光伏阵列a和子光伏阵列b并联连接；
当光照强度逐步增强时，控制系统首先获得足够的电能进行正常工作，其次由控制系统来检测总光伏阵列端子电压，由于此时总光伏阵列端子电压很低，所以控制系统控制控制开关动作，第二控制开关K2和第三控制开关K3断开，第一控制开关K1闭合，使得子光伏阵列a和子光伏阵列b由并联转为串联连接；
随着光照强度逐步增强，控制系统检测到总光伏阵列端子电压高于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压，则光伏逆变器开始启动运行；
当控制系统检测到总光伏阵列端子电压高于光伏逆变器要求的最高允许工作的直流输入电压，则控制系统控制控制开关动作，第一控制开关K1断开，第二控制开关K2和第三控制开关K3同时吸合，改变子光伏阵列a和子光伏阵列b的连接关系由串联转为并联，形成总光伏阵列，此时光伏并网逆变器的直流输入电压高于最低允许工作的直流输入电压，保持光伏逆变器并网发电；
光照强度逐渐变弱，当总光伏阵列端子电压等于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压时，控制系统控制开关动作，使得第二控制开关K2和第三控制开关K3断开，第一控制开关K1吸合，改变子光伏阵列a和子光伏阵列b的连接关系由并联转为串联，形成总光伏阵列，此时总光伏阵列端子电压介于光伏逆变器要求的最高允许工作的直流输入电压和最低允许工作的直流输入电压之间，光伏逆变器不会出现过电压保护，能够继续安全运行；
当总光伏阵列端子电压再次低于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压时，光伏逆变器停止运行；
当光照强度很低时，总光伏阵列端子电压不能维持控制系统得电，此时，控制系统不再有电，第一控制开关K1恢复到常开状态，第二控制开关K2和第三控制开关K3恢复到常闭状态；
按照上述过程循环反复运行。
本发明的特点还在于，
光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压为450V。
光伏逆变器要求的最高允许工作的直流输入电压为950V。
本发明的有益效果是：本发明一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，该控制方法中将控制系统安装在汇流箱中，并不改变原有光伏逆变器的任何结构。该控制方法通过检测总光伏阵列端子电压，来控制第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3的协调动作。总光伏阵列端子电压较高时两组子光伏阵列并联连接，总光伏阵列端子电压较低时两组子光伏阵列串联连接，保证光伏逆变器最大限度地安全并网发电。
附图说明
图1是本发明光伏阵列变结构控制方法中光伏阵列变结构的结构示意图；
图2是本发明中子光伏阵列a和子光伏阵列b并联连接示意图；
图3是本发明中子光伏阵列a和子光伏阵列b串联连接示意图；
图4是本发明光伏阵列变结构控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，所采用的光伏阵列变结构(以下称为总光伏阵列)如图1所示，在汇流箱中包括2N条相同的光伏支路，将其分为相等数量的两组，光伏支路1、2、……、N为第一组，光伏支路1、2、……、N的正极均连接在汇流端子的正极，光伏支路1、2、……、N的负极均连接在汇流端子的负极，得到子光伏阵列a；光伏支路N+1、N+2、……、2N为第二组，光伏支路N+1、N+2、……、2N的正极均连接在汇流端子的正极，光伏支路N+1、N+2、……、2N的负极均连接在汇流端子的负极，得到子光伏阵列b。本发明适用于子光伏阵列a和子光伏阵列b的光照强度基本相同的场合，即子光伏阵列a和子光伏阵列b的输出电压基本相同。如图2和图3所示，子光伏阵列a和子光伏阵列b通过控制开关组成总光伏阵列，控制开关包括第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3。子光伏阵列a的正极与子光伏阵列b的正极之间连接第二控制开关K2，子光伏阵列a的负极与子光伏阵列b的正极之间连接第一控制开关K1，子光伏阵列a的负极与子光伏阵列b的负极之间连接第三控制开关K3。
控制系统安装在汇流箱中，控制系统从总光伏阵列端子取电，同时测量总光伏阵列端子电压。控制系统中包括第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3三个控制开关，其中第一控制开关K1是一个接触器或继电器的常开主触点，第二控制开关K2和第三控制开关K3是另一个接触器或继电器的两组独立常闭主触点。控制系统通过控制第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3的协调动作，使得子光伏阵列a和子光伏阵列b或者并联连接，或者串联连接，从而形成总光伏阵列。
本发明一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，如图4所示，一天中光伏阵列变结构从早到晚的工作过程具体为：
清晨，当光照强度较弱，或者没有光线时，控制系统没有电，此时如图2所示，第一控制开关K1保持常开状态，第二控制开关K2和第三控制开关K3保持常闭状态，形成子光伏阵列a和子光伏阵列b并联连接；
当光照强度逐步增强时，控制系统首先获得足够的电能进行正常工作，其次由控制系统来检测总光伏阵列端子电压，由于此时总光伏阵列端子电压很低，所以控制系统控制控制开关动作，第二控制开关K2和第三控制开关K3断开，第一控制开关K1闭合，使得子光伏阵列a和子光伏阵列b由并联转为串联连接，如图3所示；
随着光照强度逐步增强，控制系统检测到总光伏阵列端子电压高于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压(例如450V)，则光伏逆变器开始启动运行；
上午，当控制系统检测到总光伏阵列端子电压高于光伏逆变器要求的最高允许工作的直流输入电压(例如950V)，则控制系统控制控制开关动作，第一控制开关K1断开，第二控制开关K2和第三控制开关K3同时吸合，改变子光伏阵列a和子光伏阵列b的连接关系由串联转为并联，形成总光伏阵列，如图2所示，此时光伏并网逆变器的直流输入电压高于最低允许工作的直流输入电压，保持光伏逆变器并网发电；
下午，光照强度逐渐变弱，当总光伏阵列端子电压等于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压时，控制系统控制开关动作，使得第二控制开关K2和第三控制开关K3断开，第一控制开关K1吸合，改变子光伏阵列a和子光伏阵列b的连接关系由并联转为串联，形成总光伏阵列，如图3所示，此时总光伏阵列端子电压介于光伏逆变器要求的最高允许工作的直流输入电压和最低允许工作的直流输入电压之间，光伏逆变器不会出现过电压保护，能够继续安全运行；
傍晚，当总光伏阵列端子电压再次低于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压时，光伏逆变器停止运行；
当光照强度很低时，总光伏阵列端子电压不能维持控制系统得电，此时，控制系统不再有电，第一控制开关K1恢复到常开状态，第二控制开关K2和第三控制开关K3恢复到常闭状态；
每天都按照上述过程循环反复运行。
本发明提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，该控制方法中将控制系统安装在汇流箱中，并不改变原有光伏逆变器的任何结构。该控制方法通过检测总光伏阵列端子电压，来控制第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3的协调动作。总光伏阵列端子电压较高时两组子光伏阵列并联连接，总光伏阵列端子电压较低时两组子光伏阵列串联连接，保证光伏逆变器最大限度地安全并网发电。
Claims (3)
1.一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，其特征在于，所采用的光伏阵列变结构的具体结构为：
在汇流箱中包括2N条相同的光伏支路，将其分为相等数量的两组，光伏支路1、2、……、N为第一组，光伏支路1、2、……、N的正极均连接在汇流端子的正极，光伏支路1、2、……、N的负极均连接在汇流端子的负极，得到子光伏阵列a；光伏支路N+1、N+2、……、2N为第二组，光伏支路N+1、N+2、……、2N的正极均连接在汇流端子的正极，光伏支路N+1、N+2、……、2N的负极均连接在汇流端子的负极，得到子光伏阵列b，子光伏阵列a和子光伏阵列b通过控制开关组成总光伏阵列；
所述控制开关包括第一控制开关K1、第二控制开关K2、第三控制开关K3，所述子光伏阵列a的正极与所述子光伏阵列b的正极之间连接第二控制开关K2，所述子光伏阵列a的负极与所述子光伏阵列b的正极之间连接第一控制开关K1，所述子光伏阵列a的负极与所述子光伏阵列b的负极之间连接第三控制开关K3；
按照以下步骤具体实施：
当光照强度较弱，或者没有光线时，控制系统没有电，此时第一控制开关K1保持常开状态，第二控制开关K2和第三控制开关K3保持常闭状态，形成子光伏阵列a和子光伏阵列b并联连接；
当光照强度逐步增强时，控制系统首先获得足够的电能进行正常工作，其次由控制系统来检测总光伏阵列端子电压，由于此时总光伏阵列端子电压很低，所以控制系统控制控制开关动作，第二控制开关K2和第三控制开关K3断开，第一控制开关K1闭合，使得子光伏阵列a和子光伏阵列b由并联转为串联连接；
随着光照强度逐步增强，控制系统检测到总光伏阵列端子电压高于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压，则光伏逆变器开始启动运行；
当控制系统检测到总光伏阵列端子电压高于光伏逆变器要求的最高允许工作的直流输入电压，则控制系统控制控制开关动作，第一控制开关K1断开，第二控制开关K2和第三控制开关K3同时吸合，改变子光伏阵列a和子光伏阵列b的连接关系由串联转为并联，形成总光伏阵列，此时光伏并网逆变器的直流输入电压高于最低允许工作的直流输入电压，保持光伏逆变器并网发电；
光照强度逐渐变弱，当总光伏阵列端子电压等于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压时，控制系统控制开关动作，使得第二控制开关K2和第三控制开关K3断开，第一控制开关K1吸合，改变子光伏阵列a和子光伏阵列b的连接关系由并联转为串联，形成总光伏阵列，此时总光伏阵列端子电压介于光伏逆变器要求的最高允许工作的直流输入电压和最低允许工作的直流输入电压之间，光伏逆变器不会出现过电压保护，能够继续安全运行；
当总光伏阵列端子电压再次低于光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压时，光伏逆变器停止运行；
当光照强度很低时，总光伏阵列端子电压不能维持控制系统得电，此时，控制系统不再有电，第一控制开关K1恢复到常开状态，第二控制开关K2和第三控制开关K3恢复到常闭状态；
按照上述过程循环反复运行。
2.根据权利要求1所述的一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，其特征在于，所述光伏逆变器要求的最低允许工作的直流输入电压为450V。
3.根据权利要求1所述的一种提升光伏发电系统发电量的光伏阵列变结构控制方法，其特征在于，所述光伏逆变器要求的最高允许工作的直流输入电压为950V。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160727 |