CN109412531A - 光伏发电系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏发电系统及其控制方法。其中光伏发电系统包括：太阳能电池组件；功率检测装置；蓄电装置；双向变换装置，用于切换工作模式，以利用所述太阳能电池组件对所述蓄电装置供电，或者使所述蓄电装置对负载进行放电；以及控制装置，用于根据所述太阳能电池组件的功率参数、所述蓄电装置的电量和各路输出电路的总功率需求来对所述双向变换装置以及各路输出电路进行控制，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率为最大输出功率。上述光伏发电系统具有较高的能源利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，特别是涉及一种光伏发电系统及其控制方法。
背景技术
太阳能具有取之不尽用之不竭且无污染的优点，正在得到迅速推广和发展。当前太阳能电池的转换效率逐年提高。但是由于太阳能能量密度较小，并且由于天气变化、太阳光辐射照度变化较大且不稳定等原因，使得太阳能的有效利用率较低。
发明内容
基于此，有必要针对太阳能的有效利用率较低的问题，提供一种光伏发电系统及其控制方法。
一种光伏发电系统，包括：
太阳能电池组件，用于将太阳能转化为电能；所述太阳能电池组件的输出端并行设置有多路输出电路分别与负载连接；
功率检测装置，设置于所述太阳能电池组件的输出端，用于对所述太阳能电池组件的功率参数进行监测并输出；
蓄电装置，用于存储电能或者释放电能；
双向变换装置，连接于所述蓄电装置和所述太阳能电池组件的输出端之间；所述双向变换装置用于切换工作模式，以利用所述太阳能电池组件对所述蓄电装置供电，或者使所述蓄电装置对负载进行放电；以及
控制装置，分别与所述蓄电装置、所述功率检测装置以及所述双向变换装置连接；所述控制装置用于根据所述太阳能电池组件的功率参数、所述蓄电装置的电量和各路输出电路的总功率需求来对所述双向变换装置以及各路输出电路进行控制，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率为最大输出功率。
在其中一个实施例中，所述光伏发电系统的最大功率跟踪电路设置于所述控制装置中。
在其中一个实施例中，还包括路径开关装置，设置于所述太阳能电池组件的输出端；所述路径开关装置与所述控制装置连接；所述路径开关装置用于控制所述太阳能电池组件向外供电或者不向外供电。
在其中一个实施例中，还包括信号调理电路；所述信号调理装置连接于所述功率检测装置和所述控制装置之间；所述信号调理装置用于对所述功率检测装置输出的功率参数进行放大以及滤波处理后输出给所述控制装置。
一种如前述实施例所述的光伏发电系统的控制方法，由所述控制装置执行，所述方法包括：
获取太阳能电池组件的总输出功率；
判断所述太阳能电池组件的总输出功率是否大于各路输出电路的总功率需求；
在所述太阳能电池组件的总输出功率大于各路输出电路的总功率需求时，控制所述太阳能电池组件向各路输出电路中的负载进行供电，并由所述蓄电装置进行补充供电；
在所述太阳能电池组件的总输出功率小于各路输出电路中的总功率需求，且所述蓄电装置的电量大于最小放电电量时，控制所述太阳能电池组件和所述蓄电装置作为输出组件对各路输出电路的负载进行供电；以及
在所述太阳能电池组件的总输出功率小于各路输出电路中的总功率需求，且所述蓄电装置的电量小于最小放电电量时，控制所述太阳能电池组件单独向各路输出电路中的负载进行供电。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：在断开所述太阳能电池组件的输出的状态下，获取所述太阳能电池组件的功率参数，以获取所述太阳能电池组件的总输出功率。
在其中一个实施例中，控制所述太阳能电池组件向各路输出电路中的负载进行供电，并由所述蓄电装置进行补充供电的步骤，包括：
控制所述太阳能电池组件向各输出电路中的负载以及所述蓄电装置供电；
判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于最大功率点电压；
若是，则返回执行所述控制所述太阳能电池组件向各输出电路中的负载以及所述蓄电装置供电的步骤；
如否，则执行所述控制所述太阳能电池组件和所述蓄电装置作为输出组件向各输出电路中的负载进行供电的步骤。
在其中一个实施例中，所述控制太阳能电池组件向各输出电路中的负载以及所述蓄电装置供电的步骤包括：
判断所述蓄电装置是否处于未充满状态；
若是，则继续控制所述太阳能电池组组件向所述蓄电装置供电；
如否，则关闭所述双向变换装置。
在其中一个实施例中，在关闭所述双向变换装置的步骤之后，返回执行所述判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于最大功率点电压的步骤。
在其中一个实施例中，所述控制所述太阳能电池组件和所述蓄电装置作为输出组件向各输出电路中的负载进行供电的步骤包括：
判断所述输出组件的输出电压是否大于最大功率点电压；
若否，则关闭所述双向变换装置，控制所述太阳能电池组件根据负载优先级对部分输出电路中的负载进行供电；
若是，则判断所述蓄电装置的电量是否满足当前各路输出电路的负载持续时间需求；
在所述蓄电装置的电量满足当前各路输出电路的负载持续时间需求时，由所述蓄电装置独立向各路输出电路的负载供电，并返回执行所述获取所述太阳能电池组件的总输出功率的步骤；以及
在所述蓄电装置的电量不满足当前各路输出电路的负载持续时间需求时，关闭所述双向变换装置，并返回执行所述判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于最大功率点电压的步骤。
在其中一个实施例中，所述控制所述太阳能电池组件单独向各路输出电路中的负载进行供电的步骤包括：
判断所述太阳能电池组件的总输出功率是否大于各路输出电路中的最小功率需求；
若是，控制所述太阳能电池组件根据负载优先级对部分输出电路中的负载进行供电；以及
若否，则关闭所有输出电路。
在其中一个实施例中，所述控制所述太阳能电池组件根据负载优先级对部分输出电路中的负载进行供电的步骤，包括：
根据负载优先级关闭部分输出电路；
判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于所述最大功率点电压；
若是，则重新开启部分已关闭的输出电路，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大；
若否，则继续关闭部分输出电路，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大。
在其中一个实施例中，所述重新开启部分已关闭的输出电路，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大的步骤之后，返回执行所述判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于所述最大功率点电压的步骤。
在其中一个实施例中，所述继续关闭部分输出电路，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大的步骤包括：
继续关闭部分输出电路以获得新的功率组合；
在存在新的功率组合使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大时，控制所述太阳能电池组件对所述功率组合内的各输出电路中的负载进行供电；以及
在不存在新的功率组合使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大时，关闭所有输出电路。
在其中一个实施例中，在关闭所有输出电路的步骤之后，返回执行所述获取所述太阳能电池组件的总输出功率的步骤及其后续步骤；
所述控制所述太阳能电池组件对所述功率组合内的各输出电路中的负载进行供电的步骤之后，返回执行所述判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于所述最大功率点电压的步骤。
在其中一个实施例中，在所述太阳能电池组件没有输出时，且所述蓄电装置的电量大于最小放电电量时，控制所述蓄电装置向各输出电路中的负载进行独立供电。
在其中一个实施例中，所述控制蓄电装置向各路输出电路中的负载进行独立供电的步骤包括：
判断所述蓄电装置的电量是否满足各路输出电路的负载持续时间需求；
若是，则控制所述蓄电装置向各路输出电路中的负载进行供电；
若否，则根据负载优先级对部分负载进行供电。
在其中一个实施例中，所述控制所述蓄电装置向各路输出电路中的负载进行供电的步骤之后，返回执行所述判断所述蓄电装置的电量是否满足各路输出电路的负载持续时间需求的步骤。
在其中一个实施例中，所述根据负载优先级对部分负载进行供电的步骤之后，还包括：
判断所述蓄电装置的电量是否大于最小放电电量；
若是，则返回执行所述根据负载优先级对部分负载进行供电的步骤；
若否，则关闭所有输出电路，并返回执行所述获取所述太阳能电池组件的总输出功率的步骤及其后续步骤。
附图说明
图1为一实施例中的光伏发电系统的结构框图；
图2为第一实施例中的光伏发电系统的控制方法的流程图；
图3为一实施例中的步骤S230的具体流程图；
图4为第二实施例中的光伏发电系统的控制方法的局部流程图；
图5为一实施例中的步骤S250的具体流程图；
图6为一实施例中的步骤S260的具体流程图；
图7为一实施例中的步骤S254的具体流程图；
图8为一实施例中的步骤S440的具体流程图；
图9为一实施例中蓄电装置独立进行供电的流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1为一实施例中的光伏发电系统的结构框图。参见图1，该光伏发电系统包括太阳能电池组件110、多路输出电路120、蓄电装置130、双向变换装置140、功率检测装置160以及控制装置170。
太阳能电池组件110用于将太阳能转换为电能后输出。太阳能电池组件110可以包括晶硅、非晶硅、铜铟镓硒、碲化镉、砷化镓等太阳能电池组件。太阳能电池组件的110的输出端并行设置有多路输出电路120分别与负载连接。多路输出电路120相互独立设置，且相互独立工作。多路输出电路120均为DC-DC变换电路，以将太阳能电池组件110或者双向变换装置140输出的直流电平转换为满足负载需求的电平信号后给负载供电多路输出电路120均可以由控制装置170进行独立控制，也即控制装置170可以根据需要关闭其中的一路或者多路输出电路120。
蓄电装置130用于存储电能或者释放电能。蓄电装置130用于在控制装置170的控制下，在太阳能电池组件110没有接入(也即没有输出)或者输出不能满足负载需求时，才会为系统提供补充电能。保障系统能量输出稳定。因此，可以大大缩小电池容量，进而实现整个系统的小型化。蓄电装置130可以包括不限于以下种类：铅酸电池、铅碳电池、镍镉电池、镍氢电池、钠硫电池、锂离子电池等。
双向变换装置140连接于蓄电装置130和太阳能电池组件110的输出端之间。双向变换装置140用于实现对蓄电装置130的充电和放电。比如，在系统需要蓄电装置130补充能量时，双向变换装置140切换至负向放电模式，从而使得蓄电装置130可以通过双向变换装置140向连接于太阳能电池组件的各路输出电路120中的负载进行供电。当蓄电装置130的电量不足且太阳能电池组件110的输出大于需求时，则双向变换装置140切换至正向充电模式，由太阳能电池组件110向蓄电装置130供电。此时，双向变换装置140用于将太阳能电池组件110输出的直流电平转换为满足蓄电装置130需求的电平信号后，对蓄电装置130进行充电。因此在一实施例中，双向变换装置140可以为双向DC-DC变换器。
功率检测装置160用于对太阳能电池组件110的功率参数进行检测。具体地，该功率参数可以包括太阳能电池组件110的总输出电流和总输出电压等，从而可以根据该总输出电流和总输出电压等确定太阳能电池组件110的总输出功率。在本实施例中，功率检测装置160由控制装置170提供基准信号。功率检测装置160具有一定的扫描周期，在给周期内采集各个时间点的总输出电流、总输出电压，从而得到一系统的总输出功率，并将统计最大的总输出功率，作为最大输出功率，对应的输出电压则为最大功率点电压。
控制装置170与上述各个部件连接，以实现对整个光伏发电系统的管理和控制。控制装置170主要通过对路径开关装置150、双向变换装置140以及各输出电路120的控制来实现对整个光伏发电系统的控制。具体地。控制装置170用于根据太阳能电池组件110的功率参数、蓄电装置130的电量以及各路输出的总功率需求来对路径开关装置150、双向变换装置140以及各输出电路120进行控制，以使得光伏发电系统的总输出功率为最大输出功率。可以理解，在最大输出功率的允许偏差范围内均可以认为是最大输出功率。上述光伏发电系统，通过控制其输出始终在最大功率点附近，从而使得其具有较高的能源利用效率。
在本实施例中，光伏发电系统中的最大功率跟踪电路(maximum power pointtracking,MPPT)设置在控制装置170中，也即并不会在各路输出电路120中均增加MPPT电路，从而减少了MPPT电路的级联级数，有利于降低系统功耗，提高太阳能电池组件的能量转换率，也即使得其有效利用率较高。并且，由于不需要在每个输出电路中设置MPPT电路，从而使得每个输出电路的电压波动范围较小，对应的效率曲线平滑度较好，关键器件选型的冗余设计较小，有利于降低产品成本。
在一实施例中，上述系统还包括路径开关装置150。路径开关装置150设置于太阳能电池组件110的输出端，且分别与双向变换装置140、各输出电路120连接。路径开关装置150同样具有至少两个工作模式，如闭合模式和断开模式。当路径开关装置150处于闭合模式时，太阳能电池组件110对各输出电路120进行输出，当路径开关装置150处于断开模式时，太阳能电池组件110停止对外输出。路径开关装置150在太阳能电池组件输出功率较小时，比如小于预设值时，会断开路径开关装置，从而避免太阳能电池组件110作为负载消耗蓄电装置130的能量。在本实施例中，控制装置170控制太阳能电池组件110向各输出电路120供电，并仅在太阳能电池组件110无输出或者输出电能不能满足负载需求时，才会启动蓄电装置130进行补充供电，从而可以大大缩小电池容量，进而减小整个系统的体积。
在一实施例中，上述系统还可以包括信号调理电路180，用于对功率检测装置160输出的信号进行处理后输出给控制装置170。信号调理电路180主要用于对功率检测装置160检测采集到的信号进行放大以及滤波处理。在一实施例中，为提高检测过程的准确度，通常在执行检测动作时，会断开路径开关装置150，从而避免能量回流导致测量误差的问题发生。
在一实施例中，控制装置170还用于输出扫描信号。扫描信号用于驱动功率检测装置160执行扫描动作，以采集相应的功率参数，并输出太阳能电池组件110的功率参数。并且，在本实施例中，控制装置170还会根据采集到的功率参数的情况调整输出扫描信号的扫描频率。
本实施例中，所述控制装置170可以为单片机。控制装置170可以对功率参数进行数据处理。基于处理结果调整扫描信号的扫描频率。扫描信号可以为周期性信号，扫描信号可以为PWM波。功率检测装置160可以实时采集所述太阳能电池组件110的功率参数。功率参数可以通过电流值和电压值得到。通过功率参数可以判断太阳能电池组件110的输出功率的稳定性。当太阳能电池组件110的输出功率的稳定性较高时，可以降低扫描信号的扫描频率。当太阳能电池组件110的输出功率的稳定性较高时，可以提高扫描信号的扫描频率。因而可以根据太阳能电池组件110的输出功率的稳定性改变控制装置170输出的扫描信号的扫描频率，以降低能耗。
在一实施例中，功率检测装置160包括运算放大电路和功率采集电路。运算放大电路用以输入所述扫描信号。功率采集电路与运算放大电路以及所述控制装置连接。功率采集电路用以采集所述太阳能电池组110的功率参数。控制装置170可以向运算放大电路输入扫描信号。
在一个实施例中，功率采集电路包括电流采集电路和电压采集电路。电流采集电路与运算放大电路连接。电流采集电路用于采集太阳能电池组件的输出电流。运算放大电路可以使得电流采集电路采集的电流值在短时间内恒定。
电压采集电路与控制装置170连接，电压采集电路用于采集太阳能电池组件110的输出电压。电流采集电路可以在采集太阳能电池组件110输出的恒定电流。通过电压采集电路采集的太阳能电池组件110的输出电压和恒定电流可以计算得到太阳能电池组件110的总输出功率。
在一实施例中，上述光伏发电系统还包括报警装置。报警装置与控制装置170连接，用于在控制装置170的控制下发出警报，比如在系统工作异常时发出警报以提示用户进行相应的操作。报警装置可以为语音报警、光电报警等装置，也可以为显示装置通常弹出警示框来发出警报等。
在一实施例中，上述光伏发电系统还包括显示装置。显示装置与控制装置170连接，用于在控制装置170的控制下进行显示。具体地，显示装置可以对各输出电路120的状态进行显示，从而使得用户可以很清楚的知晓哪些负载处于正常运转工作中，哪些负载被关停。同时，显示装置还可以对各提示进行比如报警信息进行显示等。在一实施例中，控制装置170还可以用于实现一种光伏发电系统的控制方法。图2为一实施例中的光伏发电系统的控制方法的流程图。参见图2，该方法包括以下步骤：
步骤S210，获取所述太阳能电池组件的总输出功率。
功率检测装置可以实现对功率参数的检测从而确定太阳能电池组件的总输出功率、总输出电压以及最大功率点电压。在其他的实施例中，上述三个参数可以分开获取，并不需要同时进行获取。在一实施例中，在进行检测过程中，需要保持路径开关装置处于断开状态，以确保其检测的准确性。也即，在断开太阳能电池组件的输出的状态下，获取太阳能电池组件的功率参数，以获取到太阳能电池组件的总输出功率。
步骤S220，判断太阳能电池组件的总输出功率是否大于各路输出电路的总功率需求。
如果判断出来太阳能电池组件的总输出功率大于各路输出电路的总功率需求，则执行步骤S230，否则执行步骤S240。
步骤S230，控制太阳能电池组组件向各路输出电路中的负载进行供电，并由蓄电装置进行补充供电。
当太阳能电池组件的总输出功率大于各路输出电路中的总功率需求时，控制太阳能电池组件对所有各路输出电路中的负载进行供电，也即全负载供电，从而满足接入各负载的供电需求。同时，蓄电装置还可以作为补充供电，以使得太阳能电池组组件的输出电压在最大功率点电压附近，也即使得太阳能电池组件一直处于最大功率点附近工作。
步骤S240，判断所述蓄电装置的电量是否大于最小放电电量。
当太阳能电池组件的总输出功率小于各路输出电路中的负载的总功率需求时，需要进一步判断蓄电装置的电量状态，来决定系统如何进行工作。当蓄电装置的电量大于最小放电电量时，也即蓄电装置有电时，执行步骤S250，否则执行步骤S260。
步骤S250，控制太阳能电池组件和蓄电装置作为输出组件对各路输出电路中的负载进行供电。
通常，在蓄电装置正常工作且有电的情况下，其输出电压能够被钳位至某一电压，从而可以供负载进行使用。因此，当蓄电装置有电时，则由太阳能电池组件和蓄电装置作为一个整体的输出组件对各路输出电路中的负载进行供电，以满足各路输出电路中的负载的供电需求。
步骤S260，控制太阳能电池组件单独向各路输出电路中的负载进行供电。
当蓄电装置没有电时，则控制太阳能电池组件单独向各路输出电路中的负载进行供电。
上述方法能够实现对光伏发电系统的控制，从而使得确保光伏发电系统能够一直运行在最大功率点。可以理解，在最大功率点的允许偏差范围内的功率点均为最大功率点。
在一实施例中，在执行完步骤S230、步骤S250或者步骤S260后，均返回执行步骤S210，从而开启对整个光伏发电系统的下一轮监控，使得整个系统可以根据实时的输出情况以及实时的需求对输出进行控制调整，以使得输出功率最大。
上述控制方法中，直接根据太阳能电池组件的总输出功率及各路输出电路的总功率需求来进行整体控制，从而无需为每个输出电路都设置一个最大功率跟踪电路(MPPT)，只需要在控制装置270中设置一个总的MPPT即可，从而可以实现多路输出共用一个总的MPPT，可以减少MPPT的级联数量，进一步提高能量的转换效率。
在一实施例中，步骤S230包括以下步骤，如图3所示。
步骤S310，控制太阳能电池组件向各输出电路中的负载以及所述蓄电装置供电。
在太阳能电池组件的总输出电压大于最大功率点电压时，控制双向变换装置切换至正向充电模式，从而由太阳能电池组件向各路输出电路中的负载供电的同时，向蓄电装置供电。
步骤S320，判断太阳能电池组件的总输出电压是否大于最大功率点电压。
通过对其总输出电压与最大功率点电压进行比较，可以判断出来太阳能电池组件是否工作在最大功率点附近。当判断出太阳能电池组件的总输出电压大于最大功率点电压时，返回执行步骤S310，否则执行步骤S250,也即控制太阳能电池组件和蓄电装置作为一个整体的输出组件对各输出电路中的负载进行供电。
在一实施例中，在执行步骤S310时还需要执行如图4所示的步骤：
步骤S312，判断蓄电装置是否处于未充满状态。
通过控制装置对蓄电装置的电量进行检测即可确定其是否处于为充满状态。当蓄电装置处于未充满状态时，执行步骤S316。当蓄电装置处于充满状态时，执行步骤S314。
步骤S314，关闭双向变换装置。
当蓄电装置充满时，不需要再对其进行充电，且太阳能电池组件的输出也能够满足各路输出电路中的负载需求，此时则关闭双向变换装置，切断蓄电装置的输出。在一实施例中，在执行完步骤S314后，会返回执行步骤S320，从而继续对太阳能电池组件的输出进行监测，以根据太阳能电池组件的实时输出进行相应的控制。
步骤S316，控制太阳能电池组件继续向蓄电装置供电。
在一实施例中，步骤S250包括如图5所示的步骤：
步骤S252，判断输出组件的输出电压是否大于最大功率点电压。
在太阳能电池组件和蓄电装置一起向负载供电时，会判断二者共同的输出电压是否大于最大功率点电压。当输出组件的输出电压小于最大功率点电压时，通常认为此事蓄电装置的电量已经小于最小放大电量，不能进行放电。因为当蓄电装置有电的情况下，蓄电装置的输出能够被钳位至目标电压。因此，当输出组件的输出电压小于最大功率点电压时，则执行步骤S254。
当输出组件的输出电压大于最大功率点电压时，表示太阳能电池组件的输出增强，此时需要进一步判断太阳能电池组件的总输出功率是否能够满足各路输出电路的需求，也即执行步骤S256。
步骤S254，控制太阳能电池组件根据负载优先级对部分输出电路中的负载进行供电。
在太阳能电池组件单独向各路输出电路中的负载进行供电时，会关闭双向变换装置。在蓄电装置无法进行补充供电且太阳能电池组件的输出无法满足所有的负载需求时，根据优先级关闭部分输出，从而对优先满足优先级别高的负载的供电。具体地，可以根据当前的太阳能电池组件的总输出功率，先关断一路输出电路，看当前太阳能电池组件的总输出功率是否能够满足当前各路负载的总功率需求，若能够满足则继续下一步的判断，如果不能够满足，则根据优先级再关闭一路输出电路。可以理解，也可以根据总输出功率以及各负载的能力需求确定其能够支撑的负载数量，从而对其他负载对应的输出电路进行关闭。优先级可以预先进行设置。
步骤S256，判断蓄电装置的电量是否满足当前各路输出电路的负载持续时间需求。
由于在进一步判断太阳能电池组件的总输出功率是否能够满足各输出电路的需求时，需要断开路径开关装置来对太阳能电池组件的总输出功率进行检测，因此此时需要蓄电装置进行一段时间的独立供电，故需要判断其能否独立满足各输出电路的负载需求。若满足，则关闭路径开关装置，然后控制双向变换装置切换至负向放电模式，从而由蓄电装置进行独立供电，并返回执行步骤S210。如果不满足，则可以直接关闭双向变换装置，由太阳能电池组件单独进行供电，并返回执行步骤S320。
在一实施例中，步骤S260包括如图6所示中的步骤：
步骤S262，判断太阳能电池组件的总输出功率是否大于各路输出电路中的最小功率需求。
由于各路输出电路的负载不同，因此各路输出电路的功率需求也不相同。各路输出电路中的最小功率需求，是指各路功率需求中最小的一个功率需求。通过判断太阳能电池组件的总输出功率是否满足最小功率需求，从而确定是否需要关闭太阳能电池组件的输出，由蓄电装置独立进行供电。当太阳能电池组件的总输出功率小于各路输出电路中的最小输出需求时，执行步骤S264，否则，执行步骤S254。
步骤S264，关闭所有输出电路。
当太阳能电池组件的总输出功率无法满足最小功率需求且蓄电装置的电量也小于最小放电电量时，则需要关闭各路输出电路，也即不对负载进行供电，关闭整个光伏发电系统的输出，从而避免蓄电装置出现过放的问题。
在本实施例中，由于系统一直处于运行状态，太阳能电池组件的输出时刻都可能会发生变化，从而使得整个过程都会不停地对太阳能电池组件的输出进行判断，故在关闭所有输出电路后，会继续对太阳能组件的输出进行监测，也即，返回执行步骤S210，重新命令功率检测装置去检测当前的太阳能电池组件的总输出功率，并判断该总输出功率是否满足各负载的需求。在执行步骤S210的过程中，为确保检测的准确性，需要关断路径开关装置，避免蓄电装置对其检测结果产生干扰。
在一实施例中，步骤S254包括如图7所示中的步骤：
步骤S410，根据负载优先级关闭部分输出电路。
具体地，关闭过程中需要使得关闭后未关闭输出电路的负载的总功率需求小于且接近当前太阳能电池组件的总功率需求。
步骤S420，判断太阳能电池组件的总输出电压是否大于所述最大功率点电压。
当太阳能电池组件的总输出电压大于最大功率点电压时，执行步骤S430，反之执行步骤S440。
步骤S430，重新开启部分已关闭的输出电路，以使得太阳能电池组件的总输出功率最大。
具体地，重新开启过程中，会根据当前已经开启的各输出电路的功率需求和已经关闭的各输出电路的负载需求形成不同的功率组合，然后选择能够使得太阳能电池组件的总输出功率最大的一个功率组合进行供电，也即对该功率组合内的各负载进行供电，而保持其他负载的输出电路的关闭。
在本实施例中，由于太阳能电池组件的输出是变化的，因此需要对其输出进行监测，然后根据实时的输出来调整对各输出电路的控制。因此，在完成步骤S430后，会返回执行步骤S420。
步骤S440，继续关闭部分输出电路，以使得太阳能电池组件的总输出功率最大。
根据负载优先级继续关闭部分输出电路，使得最终开启的各输出电路中的负载的总功率需求小于并接近太阳能电池组件的总输出功率。
在一实施例中，步骤S440包括如图8所示的步骤：
步骤S442，继续关闭部分输出电路以获得新的功率组合。
根据负载优先级对输出电路进行关闭。例如，可以先关闭其中一个或者多个优先级最低的负载的输出电路。
步骤S444，判断当前开启的各负载形成的功率组合是否能够使得太阳能电池组件的总输出功率最大。
如果判断出存在功率组合使得太阳能电池组件的总输出功率最大，则执行步骤S446，反之执行步骤S264。
步骤S446，控制太阳能电池组件对所述功率组合内的各输出电路中的负载进行供电。
在一实施例中，在完成步骤S446之后，返回执行步骤S420。
步骤S264，关闭所有输出电路。
在一实施例中，在执行步骤S210之前，会先判断太阳能电池组件是否有接入，也即检测其是否有输出，在其并没有接入时，则关闭路径开关装置以及功率检测装置等设备，直接由蓄电装置向各路输出电路中的负载进行供电。当太阳能电池组件有接入时，才会执行步骤S210及其后续步骤。
在一实施例中，蓄电装置向各路输出电路中的负载进行供电的流程如图9所示。
步骤S510，判断蓄电装置的电量是否满足各路输出电路的负载持续时间需求。
在一实施例中，当判断出太阳能电池组组件没有接入或者没有输出时，会关闭路径开关装置以及功率检测装置，并控制双向变换装置切换至负向放电模式。
在判断过程中，如果判断出蓄电装置的电量能够满足各路输出电路中的负载持续时间需求，执行步骤S520，反之执行步骤S530。
步骤S520，控制蓄电装置向各路输出电路中的负载进行供电。
在一实施例中，在控制蓄电装置向各路输出电路中的负载进行供电后，也即执行步骤S520后，会返回执行步骤S510。
步骤S530，根据负载优先级对部分负载进行供电。
负载优先级跟太阳能电池组件独立供电时的负载优先级相同，预先设置。
在一实施例中，在执行步骤S530之后还包括如图9中的步骤：
步骤S540，判断蓄电装置的电量是否大于最小放电电量。
当蓄电装置的电量大于最小放电电量时，表示蓄电装置有电，从而执行步骤S530，否则执行步骤S264。
在一实施例中，在关闭了所有输出电路时，会发出告警，以提醒工作人员对系统进行检查。通过上述方法可以确保太阳能电池组件的总输出功率始终保持在最大功率点附近，具有较高的能量转换效率，提高能量利用率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (19)
1.一种光伏发电系统，其特征在于，包括：
太阳能电池组件，用于将太阳能转化为电能；所述太阳能电池组件的输出端并行设置有多路输出电路分别与负载连接；
功率检测装置，设置于所述太阳能电池组件的输出端，用于对所述太阳能电池组件的功率参数进行监测并输出；
蓄电装置，用于存储电能或者释放电能；
双向变换装置，连接于所述蓄电装置和所述太阳能电池组件的输出端之间；所述双向变换装置用于切换工作模式，以利用所述太阳能电池组件对所述蓄电装置供电，或者使所述蓄电装置对负载进行放电；以及
控制装置，分别与所述蓄电装置、所述功率检测装置、所述双向变换装置以及各路输出电路连接；所述控制装置用于根据所述太阳能电池组件的功率参数、所述蓄电装置的电量和所述各路输出电路的总功率需求来对所述双向变换装置以及所述各路输出电路进行控制，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率为最大输出功率。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电系统的最大功率跟踪电路设置于所述控制装置中。
3.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，还包括路径开关装置，设置于所述太阳能电池组件的输出端；所述路径开关装置与所述控制装置连接；所述路径开关装置用于控制所述太阳能电池组件向外供电或者不向外供电。
4.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，还包括信号调理电路；所述信号调理装置连接于所述功率检测装置和所述控制装置之间；所述信号调理装置用于对所述功率检测装置输出的功率参数进行放大以及滤波处理后输出给所述控制装置。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的光伏发电系统的控制方法，由所述控制装置执行，其特征在于，所述方法包括：
获取太阳能电池组件的总输出功率；
判断所述太阳能电池组件的总输出功率是否大于各路输出电路的总功率需求；
在所述太阳能电池组件的总输出功率大于各路输出电路的总功率需求时，控制所述太阳能电池组件向各路输出电路中的负载进行供电，并由所述蓄电装置进行补充供电；
在所述太阳能电池组件的总输出功率小于各路输出电路中的总功率需求，且所述蓄电装置的电量大于最小放电电量时，控制所述太阳能电池组件和所述蓄电装置作为输出组件对各路输出电路的负载进行供电；以及
在所述太阳能电池组件的总输出功率小于各路输出电路中的总功率需求，且所述蓄电装置的电量小于最小放电电量时，控制所述太阳能电池组件单独向各路输出电路中的负载进行供电。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在断开所述太阳能电池组件的输出的状态下，获取所述太阳能电池组件的功率参数，以获取所述太阳能电池组件的总输出功率。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，控制所述太阳能电池组件向各路输出电路中的负载进行供电，并由所述蓄电装置进行补充供电的步骤，包括：
控制所述太阳能电池组件向各输出电路中的负载以及所述蓄电装置供电；
判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于最大功率点电压；
若是，则返回执行所述控制所述太阳能电池组件向各输出电路中的负载以及所述蓄电装置供电的步骤；
如否，则执行所述控制所述太阳能电池组件和所述蓄电装置作为输出组件向各输出电路中的负载进行供电的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制太阳能电池组件向各输出电路中的负载以及所述蓄电装置供电的步骤包括：
判断所述蓄电装置是否处于未充满状态；
若是，则继续控制所述太阳能电池组组件向所述蓄电装置供电；
如否，则关闭所述双向变换装置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在关闭所述双向变换装置的步骤之后，返回执行所述判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于最大功率点电压的步骤。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制所述太阳能电池组件和所述蓄电装置作为输出组件向各输出电路中的负载进行供电的步骤包括：
判断所述输出组件的输出电压是否大于最大功率点电压；
若否，则关闭所述双向变换装置，控制所述太阳能电池组件根据负载优先级对部分输出电路中的负载进行供电；
若是，则判断所述蓄电装置的电量是否满足当前各路输出电路的负载持续时间需求；
在所述蓄电装置的电量满足当前各路输出电路的负载持续时间需求时，由所述蓄电装置独立向各路输出电路的负载供电，并返回执行所述获取所述太阳能电池组件的总输出功率的步骤；以及
在所述蓄电装置的电量不满足当前各路输出电路的负载持续时间需求时，关闭所述双向变换装置，并返回执行所述判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于最大功率点电压的步骤。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制所述太阳能电池组件单独向各路输出电路中的负载进行供电的步骤包括：
判断所述太阳能电池组件的总输出功率是否大于各路输出电路中的最小功率需求；
若是，控制所述太阳能电池组件根据负载优先级对部分输出电路中的负载进行供电；以及
若否，则关闭所有输出电路。
12.根据权利要求10或者11所述的方法，其特征在于，所述控制所述太阳能电池组件根据负载优先级对部分输出电路中的负载进行供电的步骤，包括：
根据负载优先级关闭部分输出电路；
判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于所述最大功率点电压；
若是，则重新开启部分已关闭的输出电路，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大；
若否，则继续关闭部分输出电路，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述重新开启部分已关闭的输出电路，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大的步骤之后，返回执行所述判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于所述最大功率点电压的步骤。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述继续关闭部分输出电路，以使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大的步骤包括：
继续关闭部分输出电路以获得新的功率组合；
在存在新的功率组合使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大时，控制所述太阳能电池组件对所述功率组合内的各输出电路中的负载进行供电；以及
在不存在新的功率组合使得所述太阳能电池组件的总输出功率最大时，关闭所有输出电路。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在关闭所有输出电路的步骤之后，返回执行所述获取所述太阳能电池组件的总输出功率的步骤及其后续步骤；
所述控制所述太阳能电池组件对所述功率组合内的各输出电路中的负载进行供电的步骤之后，返回执行所述判断所述太阳能电池组件的总输出电压是否大于所述最大功率点电压的步骤。
16.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述太阳能电池组件没有输出时，且所述蓄电装置的电量大于最小放电电量时，控制所述蓄电装置向各输出电路中的负载进行独立供电。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述控制蓄电装置向各路输出电路中的负载进行独立供电的步骤包括：
判断所述蓄电装置的电量是否满足各路输出电路的负载持续时间需求；
若是，则控制所述蓄电装置向各路输出电路中的负载进行供电；
若否，则根据负载优先级对部分负载进行供电。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制所述蓄电装置向各路输出电路中的负载进行供电的步骤之后，返回执行所述判断所述蓄电装置的电量是否满足各路输出电路的负载持续时间需求的步骤。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据负载优先级对部分负载进行供电的步骤之后，还包括：
判断所述蓄电装置的电量是否大于最小放电电量；
若是，则返回执行所述根据负载优先级对部分负载进行供电的步骤；
若否，则关闭所有输出电路，并返回执行所述获取所述太阳能电池组件的总输出功率的步骤及其后续步骤。
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