CN106527503A - 一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置及方法 - Google Patents

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赵龙
黄莉
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    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
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    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

本发明公开一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置及方法，该装置包括第一控制单元、第二控制单元以及风速采集单元；所述第一控制单元用于对逆变电压和风速信号进行采样，在电站与电网脱离且风速达到预设风速时，使逆变器由电流源模式转换为电压源模式，并发送控制信号给第二控制单元；所述第二控制单元用于在收到第一控制单元信号后，控制所述电机反转，将太阳能电池板放平。本发明在电站和电网脱离的情况下，控制逆变器从电流源模式转变为电压源模式，保证逆变器依然能输出能量使电机反转从而使已经倾斜的太阳能电池板放平，避免电池板被大风掀翻，降低损失。

Description

一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置及方法
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置及方法。
背景技术
在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源资源短缺并造成环境污染的形势下，光伏发电在世界范围内受到高度重视，发展迅速。2016年上半年，中国太阳能光伏装机量已超过了13GW，占世界装机总量的20％。光伏行业由于前期政府补贴较高，在一定程度上推动了光伏行业的发展，随着光伏行业的蓬勃发展补贴下降是必然趋势，提高系统的发电量，从而降低电站的建设成本刻不容缓。如何在电池板的生命周期里最大限度的利用其价值显得至关重要，具有跟踪功能的太阳能电池板通过带自动跟踪功能的支架可以根据电站的地理位置准确的跟踪太阳自转，可以有效提高发电量，因此光伏现场应用越来越普遍。
通过实验对比可知，在直接投资增加率上跟踪式水平单轴，斜单轴和双轴分别比固定式发电量增加10％，14％，22％。跟踪轴的电机有交流供电和直流供电两种，其中交流供电的电机占多数，交流电机的供电直接来自逆变器输出，而直流电机的供电是经过交流整流后供电的，交流电依然来自逆变器输出。光伏电站一般建在较偏远的西北地区，这些地区典型的特点是风沙大，带跟踪功能的太阳能电池板如果旋转到一定角度遇到大风有可能会被吹翻，所以在大风天气应使之尽量放平。在逆变器正常工作的情况下这个很容易实现。
但是，太阳能电池板的旋转动力来源于光伏板跟踪轴上的电机，电机的供电就近取自逆变器的输出，当现场突发强风等灾害导致电站和电网脱离时，逆变器停机，那么在传统的供电方式下电机将停转，而此时太阳能电池板可能已经旋转了一定角度，如果不能及时放平，强风有可能会把电池板吹翻，给电站造成极大的损失。
发明内容
本发明的目的在于通过一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置，其包括第一控制单元、第二控制单元以及风速采集单元；所述第一控制单元用于对逆变电压和风速信号进行采样，在电站与电网脱离且风速达到预设风速时，使逆变器由电流源模式转换为电压源模式，，并发送控制信号给第二控制单元；所述第二控制单元与跟踪轴上的电机连接，用于在收到所述控制信号后，控制所述电机反转，在电机把太阳能电池板放平后，所述第二控制单元发送信号给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器停止工作；所述风速采集单元与第一控制单元连接，用于采集风速信息，并发送给第一控制单元。
特别地，所述风速采集单元采用风速表。
基于上述太阳能电池板放平装置，本发明还公开了一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平方法，其包括如下步骤：
S101、第一控制单元对电网侧电压进行采样，判断电网侧是否有电压，若有，则判定为正常，若无，执行步骤S102；
S102、第一控制单元对风速信号进行采样；
S103、根据所述风速信号判断风速是否达到预设风速，若是，则执行步骤S104，否则判定为正常；
S104、第一控制单元对采集的逆变电压进行控制使逆变器转换为电压源，逆变器开始工作，并发送控制信号给第二控制单元；
S105、第二控制单元在收到所述控制信号后，控制跟踪轴上的电机反转；
S106、在所述电机把太阳能电池板放平后，第二控制单元发送信号给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器停止工作。
特别地，所述风速信号通过风速采集单元采集；所述风速采集单元采用风速表。
本发明提出的具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置及方法在电站和电网脱离的情况下，控制逆变器从电流源模式转变为电压源模式，保证在电站和电网脱离的情况下逆变器依然能输出能量使电机旋转从而使已经倾斜的太阳能电池板放平，并在太阳能电池板放平后控制逆变器停止工作，从而避免太阳能电池板被大风掀翻，降低损失。
附图说明
图1为本发明实施例提供的具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置具体应用示意图；
图2为本发明实施例提供的具有跟踪功能的太阳能电池板放平方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置具体应用示意图，图中101为第一控制单元，102为第二控制单元，103为风速采集单元，104为接触器，105为逆变桥，106为EMI滤波器，107为变压器，108为交流断路器，QF1为断路器，M为电机。
本实施例中具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置具体包括第一控制单元101、第二控制单元102以及风速采集单元103；所述第一控制单元101与第二控制单元102、逆变器的接触器104连接，用于对逆变电压(inv_u，inv_v，inv_w)和风速信号进行采样，在电站与电网脱离且风速达到预设风速时，使逆变器由电流源模式转换为电压源模式；其中，所述逆变器的电流源模式和电压源模式主要取决于软件的控制对象，如果软件以输出电流为控制对象，逆变器就是电流源，如果软件以输出电压为控制对象，逆变器就是电压源。在电站和电网脱离的情况下，逆变器的输出电流路径被切断，但是还有逆变电压存在，此时可以通过控制电压，使逆变器继续工作。在逆变器由电流源模式转换为电压源模式后，逆变器开始以电压源模式工作，并发送控制信号给第二控制单元102；所述第二控制单元102与跟踪轴上的电机M连接，用于在收到所述控制信号后，控制所述电机M反转，在电机M把太阳能电池板放平后，所述第二控制单元102发送信号给第一控制单元101，第一控制单元101控制逆变器停止工作；所述风速采集单元103与第一控制单元101连接，用于采集风速信息，并发送给第一控制单元101。
于本实施例，所述风速采集单元103采用风速表。所述跟踪轴上的电机M可以为交流电机，也可为直流电机，本实施例以交流电机为例说明。所述预设风速可以根据各地的实际情况进行设置，超过预设风速即认为是强风，该风速会破坏已倾斜的太阳能电池板。另外，判断电站与电网脱离是否脱离的方法如下：对电网侧电压进行采样，判断电网侧是否有电压，若有，则判定为正常，电站与电网未脱离，若无，则判定电站与电网脱离。
如图2所示，图2为本发明实施例提供的具有跟踪功能的太阳能电池板放平方法流程图。
基于上述太阳能电池板放平装置，本发明还公开了一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平方法，本实施了中该方法具体包括如下步骤：
S101、第一控制单元对电网侧电压进行采样，判断电网侧是否有电压，若有，则判定为正常，若无，执行步骤S102；
S102、第一控制单元对风速信号进行采样；
S103、根据所述风速信号判断风速是否达到预设风速，若是，则执行步骤S104，否则判定为正常；
S104、第一控制单元对采集的逆变电压进行控制使逆变器转换为电压源，逆变器开始工作，并发送控制信号给第二控制单元；
S105、第二控制单元在收到所述控制信号后，控制跟踪轴上的电机反转；
S106、在所述电机把太阳能电池板放平后，第二控制单元发送信号给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器停止工作。
本发明的技术方案在电站和电网脱离的情况下，控制逆变器从电流源模式转变为电压源模式，保证在电站和电网脱离的情况下逆变器依然能输出能量使电机旋转从而使已经倾斜的太阳能电池板放平，并在太阳能电池板放平后，第二控制单元通过通信告诉第一控制单元，逆变器停止工作，从而避免太阳能电池板被大风掀翻，降低损失。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置，其特征在于，包括第一控制单元、第二控制单元以及风速采集单元；所述第一控制单元用于对逆变电压和风速信号进行采样，在电站与电网脱离且风速达到预设风速时，使逆变器由电流源模式转换为电压源模式，并发送控制信号给第二控制单元；所述第二控制单元与跟踪轴上的电机连接，用于在收到第一控制单元信号后，控制所述电机反转，在电机把太阳能电池板放平后，所述第二控制单元发送信号给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器停止工作；所述风速采集单元与第一控制单元连接，用于采集风速信息。
2.根据权利要求1所述的具有跟踪功能的太阳能电池板放平装置，其特征在于，所述风速采集单元采用风速表。
3.一种具有跟踪功能的太阳能电池板放平方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S101、第一控制单元对电网侧电压进行采样，判断电网侧是否有电压，若有，则判定为正常，若无，执行步骤S102；
S102、第一控制单元对风速信号进行采样；
S103、根据所述风速信号判断风速是否达到预设风速，若是，则执行步骤S104，否则判定为正常；
S104、第一控制单元对采集的逆变电压进行控制使逆变器转换为电压源，逆变器开始工作，并发送控制信号给第二控制单元；
S105、第二控制单元在收到所述控制信号后，控制跟踪轴上的电机反转；
S106、在所述电机把太阳能电池板放平后，第二控制单元发送信号给第一控制单元，第一控制单元控制逆变器停止工作。
4.根据权利要求3所述的具有跟踪功能的太阳能电池板放平方法，其特征在于，所述风速信号通过风速采集单元采集；所述风速采集单元采用风速表。
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