CN110932310A - 一种光伏控制装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光伏控制装置、方法及系统，涉及光伏发电技术领域，用于降低系统成本。该装置应用于包括多个组串的光伏系统中，包括：控制电路、第一路径电路、第二路径电路和逆变电路；所述控制电路，用于控制所述多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过所述第一路径电路传输；所述第一路径电路，用于对所述第一组串的直流电信号进行MPPT处理；所述控制电路，还用于控制所述多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过所述第二路径电路传输；所述逆变电路，用于将所述第二组串的直流电信号或处理后的所述第一组串的直流电信号转换为交流电信号。

Description

一种光伏控制装置、方法及系统

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏控制装置、方法及系统。

背景技术

光伏系统是一种利用光伏组件直接将太阳能转换为电能的发电系统，如图1所示，该系统可以包括多个组串、光伏控制器和电网。其中，每个组串可以包括多个光伏组件，这里，图1中以n个组串，每个组串包括m个串联的光伏组件为例进行示意。如图2所示，以组串1、组串2和组串3为例，当组串3中的部分光伏组件被遮挡时，组串3的最大功率点P3会低于组串1和组串2的最大功率点P1和P2，这样组串3的最大功率点电压会低于组串1和组串2的最大功率点电压，从而会导致该系统中多个组串的最大功率点电压不一致。

现有技术中，如图3所示，通过在光伏控制器中设置一组最大功率点跟踪(maximumpower point track，MPPT)模块，将每两个组串接入到一个MPPT模块中，并通过该MPPT模块对这两个组串进行最大功率点跟踪和升压处理，以使被遮挡的组串的最大功率点电压大于光伏控制器中逆变电路的最低电压，从而解决多个组串的最大功率点电压不一致的问题。但是，该方案需要每个MPPT模块的功率均满足组串最大的功率要求，而这组MPPT模块的功率和大于逆变电路的功率；此外，在组串无遮挡时，组串的最大功率点电压已经超过逆变电路需要的最低电压，此时MPPT模块处于不工作状态。因此，上述方案的中MPPT模块的利用率低、成本高。

发明内容

本申请提供一种光伏控制装置、方法及系统，用于降低光伏系统的成本。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种光伏控制装置，应用于包括多个组串的光伏系统中，该装置包括：控制电路、第一路径电路、第二路径电路和逆变电路；控制电路，用于控制多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过第一路径电路传输；第一路径电路，用于对第一组串的直流电信号进行最大功率点跟踪MPPT处理；控制电路，还用于控制多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过第二路径电路传输；逆变电路，用于将第二组串的直流电信号或处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号。

第二方面，提供一种光伏控制装置，应用于包括多个组串的光伏系统中，该装置包括：控制电路，第一路径电路和第二路径电路，该装置与逆变电路连接；控制电路，用于控制多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过第一路径电路传输；第一路径电路，用于对第一组串的直流电信号进行最大功率点跟踪MPPT处理；控制电路，还用于控制多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过第二路径电路传输；这样可以使得逆变电路将第二组串的直流电信号或处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号。

上述第一方面和第二方面所提供的技术方案中，控制电路可以根据需要将多个组串的直流电信号分别通过第一路径电路和第二路径电路传输至逆变电路，且只有第一路径电路对组串的直流电信号进行MPPT处理，而不是对全部组串的直流电信号均进行MPPT处理，从而降低了光伏系统的成本。

在第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，第一组串是指多个组串中对应的直流电信号的最大功率点电压小于第一预设电压的组串。上述可能的实现方式中，第一路径电路可以对最大功率点电压小于第一预设电压的组串的直流电信号进行MPPT处理，从而保证该组串的直流电信号的最大功率点电压满足逆变电路的要求，从而提高逆变电路的转换效率。

在第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，第一组串还指多个组串中待检测电流电压曲线的组串。上述可能的实现方式中，第一路径电路可以对待检测电流电压曲线的组串的直流电信号进行MPPT处理，从而可以减小MPPT处理时的功率。

在第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，第一路径电路包括第一开关电路和MPPT电路，第一开关电路包括多个第一开关，第二路径电路包括多个第二开关，每一个第一开关对应一个或多个第一组串，并且对应一个或多个第二组串；每一个第二开关对应一个或多个第二组串，并且对应一个或多个第一组串。上述可能的实现方式中，通过多个第一开关和多个第二开关控制多个组串的直流电信号的传输路径的设计简单，易于实现。

在第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，控制电路，具体用于：控制第一开关电路中与第一组串对应的第一开关处于闭合状态，控制第二路径电路中与第一组串对应的第二开关处于断开状态，以控制第一组串的直流电信号通过第一路径电路传输；控制第一开关电路中与第二组串对应的第一开关处于断开状态，控制第二路径电路中与第二组串对应的第二开关处于闭合状态，以控制第二组串的直流电信号通过第二路径电路传输。上述可能的实现方式中，提供了一种简单、有效的控制多个组串的直流电信号的传输路径的方式。

在第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，MPPT电路包括至少一个MPPT子电路，每一个MPPT子电路对应一个或多个第一组串。上述可能的实现方式中，多个第一组串可以共享一个MPPT子电路，从而可以提高MPPT子电路的利用率，即提高MPPT电路的利用率，降低了成本，进而提高了发电量。

在第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，多个组串中至少两个第一组串共用一个MPPT子电路，控制电路还用于：在该MPPT子电路的功率达到最大限定功率时，控制共用该MPPT子电路的部分或者全部第一组串的直流电信号由第一路径电路传输切换至第二路径电路传输。上述可能的实现方式中，由于共用的MPPT子电路的功率达到最大限定功率，若继续共用该MPPT子电路，则该MPPT子电路会因为超负荷工作而损坏，通过将共用该MPPT子电路的部分或全部第一组串的直流信号从所述第一路径电路传输切换至第二路径电路传输，可以降低该MPPT子电路的功率，从而避免该MPPT子电路的损坏，延长该MPPT子电路的使用寿命。

在第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，控制电路还用于：在至少一个第一组串的直流电信号的最大功率点电压大于或等于第二预设电压时，控制最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串的直流电信号从第一路径电路传输切换至第二路径电路传输，第二预设电压大于第一预设电压。上述可能的实现方式，由于最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串的直流电信号已无需在进行MPPT处理，通过将最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串的直流电信号从第一路径电路传输切换至第二路径电路传输，可以使最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串对应的MPPT子电路处理需要进行MPPT处理的第一组串的直流电信号，避免这些MPPT子电路处于空闲状态，从而提高MPPT电路的利用率。

第三方面，提供一种光伏控制方法，应用于包括多个组串和光伏控制装置的光伏系统中，光伏控制装置包括控制电路、第一路径电路、第二路径电路和逆变电路(可替换的，逆变电路可以单独设置，不集成在该光伏控制装置中)，该方法包括：控制电路控制多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过第一路径电路传输；第一路径电路对第一组串的直流电信号进行最大功率点跟踪MPPT处理；控制电路控制多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过第二路径电路传输；逆变电路将第二组串的直流电信号或处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号。

在第三方面的一种可能的实现方式中，第一组串是指多个组串中对应的直流电信号对应的最大功率点电压小于第一预设电压的组串。

在第三方面的一种可能的实现方式中，第一组串还指多个组串中待检测电流电压曲线的组串。

在第三方面的一种可能的实现方式中，第一路径电路包括第一开关电路和MPPT电路，第二路径电路包括第二路径电路，第一开关电路包括多个第一开关，第二路径电路包括多个第二开关；每一个第一开关对应一个或多个第一组串，并且对应一个或多个第二组串；每一个第二开关对应一个或多个第二组串，并且对应一个或多个第一组串。

在第三方面的一种可能的实现方式中，控制电路控制多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过第一路径电路传输，包括：控制第一开关电路中与第一组串对应的第一开关处于闭合状态，控制第二路径电路中与第一组串对应的第二开关处于断开状态，以控制第一组串的直流电信号通过第一路径电路传输；控制电路控制多个组串中的第二组串的直流电信号通过第二路径电路传输，包括：控制第一开关电路中与第二组串对应的第一开关处于断开状态，控制第二路径电路中与第二组串对应的第二开关处于闭合状态，以控制第二组串的直流电信号通过第二路径电路传输。

在第三方面的一种可能的实现方式中，MPPT电路包括至少一个MPPT子电路，每一个MPPT子电路对应一个或多个第一组串。

在第三方面的一种可能的实现方式中，多个组串中的至少两个第一组串共用一个MPPT子电路，该方法还包括：在该MPPT子电路的功率达到最大限定功率时，控制共用该MPPT子电路的部分或者全部第一组串的直流电信号由第一路径电路传输切换至第二路径电路传输。

在第三方面的一种可能的实现方式中，该方法还包括：在至少一个第一组串的直流电信号的最大功率点电压大于或等于第二预设电压时，控制最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串的直流电信号从第一路径电路传输切换至第二路径电路传输，第二预设电压大于第一预设电压。

第四方面，提供一种光伏系统，该光伏系统包括多个组串、光伏控制器和电网，光伏控制器为上述第一方面、第二方面、或者第一方面或第二方面的任一种可能的实现方式所提供的光伏控制装置。

可以理解地，上述提供的任一种光伏控制方法或系统均包括了上文所提供的光伏控制装置，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的光伏控制装置中的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为一种光伏系统的结构示意图；

图2为一种组串中的部分组件被遮挡的示意图；

图3为现有技术提供的一种光伏控制器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种光伏控制装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种光伏控制装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种光伏控制装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种光伏控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。另外，本申请实施例采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一组串和第二组串仅仅是为了区分不同的组串，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请的技术方案可以应用于光伏系统中，该光伏系统可以是指利用光伏组件直接将太阳能转换为电能的发电系统，该光伏系统也可以称为光伏发电系统、或者太阳能光伏系统等。其中，该光伏系统可以具有多种不同的结构形式，例如，该光伏系统可以带有蓄电池，也可以不带有蓄电池。不带有蓄电池的光伏系统可以称为不可调度式光伏系统，在该系统中，用于并网的逆变电路可以将光伏组件产生的直流电能转换为和电网电压同频、同相的交流电能。带有蓄电池的光伏系统可以称为可调度式光伏系统，该系统具有不间断电源的作用，在该系统中，光伏组串产生的直流电能可通过逆变电路逆变后输向电网，还可以经过DC-DC变换后向蓄电池充电。

图1为本申请实施例提供的一种光伏系统的结构示意图，参见图1，该光伏系统可以包括多个组串、光伏控制器和电网，该光伏控制器可以是指用于控制整个系统的工作状态的自动控制设备，该光伏控制器中可以包括用于进行直流-交流转换的逆变电路。

在该系统中，每个组串可以包括多个串联和/或并联的光伏组件，该光伏组件可以是太阳能电池组件(也可以称为PV组件)。单体太阳能电池是将光能转换为电能的最小单元，太阳能电池组件是将若干个单体太阳能电池按电性能分类进行串并联，经过封装后组合成作为电池使用的最小单元。太阳能电池组件可以采用串联和/或并联的方式形成组串，串联方式可以在不改变输出电流的情况下使输出电压成比例增加，并联方式可以在不改变输出电压的情况下使输出电流成比例增加，串联合并联混合方式即能增加输出电压、也能增加输出电流。

其中，对于光伏组串中的每个组串，在一定的光照强度和环境温度下，该组串可以工作在不同的输出电压，即该组串的输出功率会随着光照强度、环境温度以及输出电压的变化而变化，但是在某一光照强度和环境温度下，只有一个最大功率点(maximum powerpoint，MPP)。最大功率点跟踪(maximum power point track，MPPT)就是不断地根据外界不同的光照强度、环境温度等特性调整该组串的工作点，使之始终工作在最大功率点处，即使该组串始终输出最大功率。最大功率点电压可以是指最大功率点对应的该组串的输出电压。

在实际应用中，由于每个组串中各个组件的电性参数可能不一致、某些组串发生部分遮挡或者损伤等因素，会导致多个组串的最大功率点和最大功率点电压不一致，从而导致系统的输出功率减小，也可以称为“失配损失”，这样将会不同程度地影响电站的发电量。基于此，本申请实施例提供一种光伏控制装置、方法及系统，用于解决这种“失配损失”的问题，从而提高电站的发电量。

图4为本申请提供的一种光伏控制装置的结构示意图，该装置可以作为光伏控制器应用于图1所示的光伏系统中，该装置可以包括：控制电路101、第一路径电路102、第二路径电路103和逆变电路104。其中，多个组串分别通过第一路径电路102和第二路径电路与逆变电路104连接，控制电路101分别与多个组串、第一路径电路102、第二路径电路103和逆变电路104连接。可替换的，逆变电路104可以单独设置，不集成在该光伏控制装置中，该光伏控制装置与逆变电路104连接。

在本申请实施例中，控制电路101用于控制多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过第一路径电路102传输；第一路径电路102用于对第一组串的直流电信号进行MPPT处理；控制电路101还用于控制多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过第二路径电路103传输；逆变电路104用于将第二组串的直流电信号或处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号，也即是，逆变电路104具体用于将第二组串的直流电信号转换为交流电信号、或者将处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号、或者将第二组串和处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号。

其中，该MPPT处理可以是指跟踪组串的直流电信号的最大功率点，以及对最大功率点电压进行升压或者降压等一系列处理，且追踪一个组串的直流电信号的最大功率点的动作，不受其它组串的影响，也不会影响其它组串。至少一个第一组串包括一个或者多个第一组串，第一组串可以是指多个组串中需要进行MPPT处理的组串。至少一个第二组串包括一个或者多个第二组串，第二组串可以是指多个组串中不需要进行MPPT处理的组串。

可选的，第一组串是指多个组串中对应的直流电信号的最大功率点电压小于第一预设电压的组串；进一步的，第一组串还指多个组串中待检测电流电压(IV)曲线的组串等。这里的第一预设电压可以事先进行设置，比如，第一预设电压可以等于逆变电路104的最低工作电压。至少一个第二组串可以包括：多个组串中对应的直流电信号的最大功率点电压大于或等于第一预设电压的组串，以及不需要检测电流电压(IV)曲线的组串等。其中，控制电路101可以获知多个组串中每个组串的最大功率点电压，通过比较每个组串的最大功率点电压与第一预设电压，即可确定最大功率点电压小于第一预设电压的组串。控制电路101可以根据上位机的通讯指令或者自身的扫描算法等来确定待检测IV曲线的组串。这里组串的IV曲线可以是指该组串在受到光照后的输出电流与输出电压之间的关系。

另外，多个组串中每个组串的直流电信号从该组串向逆变电路104传输时存在两条可选路径，第一条路径为：组串-第一路径电路102-逆变电路104，第二条路径为：组串-第二路径电路103-逆变电路104。第一路径电路102具有MPPT处理功能，第二路径电路103不具有MPPT处理功能。因此，控制电路101可以用于根据每个组串的直流电信号是否需要进行MPPT处理，控制该组串的直流电信号通过第一条路径或第二条路径传输。

具体的，对于多个组串中的每个组串，若该组串的直流电信号需要进行MPPT处理，则该组串为第一组串，控制电路101控制该组串的直流电信号通过第一条路径传输，由第一路径电路102对该组串的直流电信号进行MPPT处理。之后，第一路径电路102将处理后的该组串的直流电信号传输至逆变电路104。若该组串的直流电信号不需求进行MPPT处理，则该组串为第二组串，控制电路101控制该组串的直流电信号通过第二条路径传输，由第二路径电路103将该组串的直流电信号传输至逆变电路104。当逆变电路104接收到第二组串的直流电信号和/或处理后的第一组串的直流电信号后，逆变电路104将其转换为交流电信号，该交流电信号可以被并入电网，或者用于为交流负载提供电源。

其中，第一路径电路102对该组串的直流电信号进行MPPT处理，具体包括：当该组串为直流电信号的最大功率点电压小于第一预设电压的组串时，第一路径电路102可以对该组串的直流电信号的最大功率点电压进行升压，以使其大于或等于第一预设电压，进而保证升压后的最大功率点电压能够满足逆变电路101对于最低工作电压的要求；当该组串为待检测IV曲线的组串时，第一路径电路102可以通过检测该组串的电压与电流之间的变化关系，也确定该组串的IV曲线。另外，第一路径电路102还可以用于对第一组串的直流电信号进行最大功率点跟踪，逆变电路104还可以用于对第二组串的直流电信号进行最大功率点跟踪。

在实际应用中，由于逆变电路104在转换电网电压时，对输入的直流电压有最低的电压要求(即最低工作电压)，当低于最低工作电压时，逆变电路104则不能工作，所以需要对低于最低工作电压的组串的直流电信号的最大功率点电压进行升压，并持续跟踪更低的最大功率点电压。例如，逆变电路104要求的最低工作电压＝电网电压×1.414+30V。

进一步的，如图5所示，第一路径电路102包括第一开关电路1021和MPPT电路1022，MPPT电路1022具体用于执行上述对组串的直流电信号进行MPPT处理的动作。第一开关电路1021包括多个第一开关，第二路径电路103包括多个第二开关，多个第一开关和多个第二开关与多个组串之间存在一对一、或一对多的关系。图5中以多个第一开关和多个第二开关与多个组串之间存在一对一的关系为例进行说明，组串1至组串m表示多个组串，K1至Km表示第一开关电路1021包括的多个第一开关，D1至Dm表示第二路径电路103包括的多个第二开关。多个第一开关和多个第二开关与多个组串之间存在一对一、或一对多的关系也可以被理解为：每一个第一开关对应一个或多个第一组串，并且对应一个或多个第二组串；每一个第二开关对应一个或多个第二组串，并且对应一个或多个第一组串。

多个第一开关与多个组串之间存在一对一的关系可以是指一个组串对应设置有一个第一开关，该第一开关可以用于开启或关断该组串对应的第一条路径；多个第一开关与多个组串之间存在一对多的关系可以是指多个组串对应设置有一个第一开关，该第一开关可以用于开启或关断该多个组串对应的第一条路径。同理，多个第二开关与多个组串之间存在一对一的关系可以是指一个组串对应设置有一个第二开关，该第二开关可以用于开启或关系该组串对应的第二条路径；多个第二开关与多个组串之间存在一对多的关系可以是指多个组串对应设置有一个第二开关，该第二开关可以用于开启或关断该多个组串对应的第二条路径。在实际应用中，第一开关和第二开关与多个组串中的部分组串之间可以为一对一的关系，与另外一部分组串之间也可以为一对多的关系，本申请实施例对此不作具体限制。

在实际应用中，第一开关可以为机械开关器件(mechanical switching device)或者半导体开关器件(semiconductor switching device)等。其中，机械开关器可以是指借助可分开的触头的动作闭合和打开一个或者多个电路的开关电器，比如接触器、继电器等。半导体开关可以是指利用半导体的导电可控性接通和阻断电路的电流的开关电器，比如基于晶体管或者场效应管设计的开关电路等。第二开关可以为二极管、机械开关器或者半导体开关等。图5中以第二开关为二极管为例进行说明，并不对本申请实施例构成限制。当上述开关为机械开关器件等普通开关时，该开关可以包括闭合状态和断开状态(也可以称为未闭合状态或者打开状态)；当上述开关为半导体开关器件或者二极管时，该开关可以包括导通状态和截止状态，导通状态可以对应普通开关时的闭合状态，截止状态可以对应普通开关时的断开状态。

相应的，控制电路101用于控制多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过第一路径电路102传输，具体可以为：控制第一开关电路1021中与第一组串对应的第一开关处于闭合状态，控制第二路径电路103中与第一组串对应的第二开关处于断开状态，以控制第一组串的直流电信号通过第一路径电路102传输。比如，以图5为例，至少一个第一组串包括组串1至组串4，与组串1至组串4对应的第一开关为K1至K4，与组串1至组串4对应的第二开关为D1至D4，则控制电路101可以用于控制K1至K4处于闭合状态，控制D1至D4处于截止状态，以控制组串1至组串4的直流电信号通过第一开关电路1021传输至MPPT电路1022，由MPPT电路1022对组串1至组串4的直流电信号进行MPPT处理后传输至逆变电路104。图5中以第一开关为机械开关器件、第二开关为二极管为例进行说明。

控制电路101用于控制多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过第二路径电路103传输，具体可以为：控制第一开关电路1021中与第二组串对应的第一开关处于断开状态，控制第二路径电路103中与第二组串对应的第二开关处于闭合状态，以控制第二组串的直流电信号通过第二路径电路103传输。比如，以图5为例，至少一个第二组串包括组串m-3至组串m，与组串m-3至组串m对应的第一开关为Km-3至Km，与组串m-3至组串m对应的第二开关为Dm-3至Dm，则控制电路101可以用于控制K1至K4处于断开状态，控制D1至D2处于导通状态，以控制组串m-3至组串m的直流电信号通过第二路径电路103传输至逆变电路104。

进一步的，如图5所示，MPPT电路1022可以包括至少一个MPPT子电路，至少一个MPPT子电路与至少一个第一组串之间为一对一、或一对多的关系(也即是，每一个MPPT子电路可以对应一个或多个第一组串)，每个MPPT子电路可用于进行MPPT处理，MPPT1至MPPTn表示至少一个MPPT子电路。

其中，至少一个MPPT子电路与至少一个第一组串之间为一对一的关系可以是指一个第一组串对应设置有一个MPPT子电路，该MPPT子电路可以用于对该第一组串的直流电信号进行MPPT处理。至少一个MPPT子电路与至少一个第一组串之间为一对多的关系可以是指多个第一组串对应设置有一个MPPT子电路，该MPPT子电路可以用于对该多个第一组串的直流电信号进行MPPT处理。

可选的，多个第一组串中至少两个第一组串共用一个MPPT子电路，控制电路101还用于：当共用的MPPT子电路的功率达到最大限定功率时，控制共用该MPPT子电路的部分或者全部第一组串的直流电信号从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输。

其中，一个组串的直流电信号受光照强度、环境温度等参数的影响，在不同的光照强度和环境温度下，该组串的直流电信号的最大功率点是不同的。当光照强度和环境温度动态变化时，该组串的直流电信号的最大功率点也是动态变化的，对于不同的最大功率点进行MPPT处理时对应的MPPT电路的功率也是动态变化的，即该组串对应的MPPT子电路的功率也是动态变化的，该组串对应的MPPT子电路是指对该组串的直流电信号进行MPPT处理的MPPT子电路。

比如，以图2所示的组串1、组串2和组串3为例，组串1和组串2的组件未被遮挡，组串3的部分组件被遮挡，组串1和组串2的直流电信号的最大功率点分别为P1和P2，组串2的直流电信号的最大功率点为P3。从图2中可以得出，P1和P2对应的最大功率点电压约为630V，P3对应的最大功率点电压约为470V，若该MPPT处理是将最大功率点电压升压至700V，则组串3对应的MPPT子电路的功率大于组串1和组串2对应的MPPT子电路的功率。

当多个第一组串中的至少两个第一组串共用一个MPPT子电路，且该共用的MPPT子电路的功率达到最大限定功率时，若继续共用该MPPT子电路，则该MPPT子电路会因为超负荷工作而损坏，通过将共用该MPPT子电路的部分或全部第一组串的直流信号从所述第一路径电路传输切换至第二路径电路传输，可以降低该MPPT子电路的功率，从而避免该MPPT子电路的损坏，延长该MPPT子电路的使用寿命。

具体的，控制电路101可以控制第一开关电路1021中与共用该MPPT子电路的部分或者全部第一组串对应的第一开关处于断开状态，控制第二路径电路103中与共用该MPPT子电路的部分或者全部第一组串对应的第二开关处于闭合状态(或导通状态)，以控制共用该MPPT子电路的部分或者全部第一组串的直流电信号从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输。

比如，若组串1和组串2与MPPT1对应，组串1对应第一开关D1和第二开关K1，组串2对应第一开关D2和第二开关K2，当MPPT1的功率达到最大限定功率时，控制电路101可以控制K1处于断开状态，控制D1处于导通状态，以控制组串1的直流电信号从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输；或者，控制电路101可以同时控制K1和K2处于断开状态，控制D1和D2处于导通状态，以控制组串1和组串2的直流电信号均从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输。

可选的，控制电路101还可以用于：在至少一个第一组串的直流电信号的最大功率点电压大于或等于第二预设电压时，控制最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串的直流电信号从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输，第二预设电压大于第一预设电压。需要说明的是，第二预设电压可以事先进行设置，比如，第二预设电压可以等于逆变电路104的工作电压。

由于一个组串的直流电信号的最大功率点受光照强度、环境温度等参数的影响是动态变化的，从而最大功率点电压也是动态变化的，当通过第一路径电路102传输的组串中至少一个第一组串的直流电信号的最大功率点电压逐渐增大，并大于或等于第二预设电压时，则至少一个第一组串的直流电信号无需进行MPPT处理，从而控制电路101可以控制至少一个第一组串的直流电信号通过第二路径电路103传输，这样可以使至少一个第一组串对应的MPPT子电路处理其他组串的直流电信号，避免这些MPPT子电路处于空闲状态，从而提高MPPT电路的利用率，同时也可以降低MPPT电路的集成代价。

具体的，控制电路101可以控制第一开关电路1021中与最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串对应的第一开关处于断开状态，控制第二路径电路103中与最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串对应的第二开关处于闭合状态(或导通状态)，以控制最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输。

比如，以图5为例，若最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串包括组串1和组串2，组串1对应第一开关D1和第二开关K1，组串2对应第一开关D2和第二开关K2，则控制电路101可以控制K1和K2处于断开状态，控制D1和D2处于导通状态，以控制组串1和组串2的直流电信号从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输。

需要说明的是，在该系统启动时，控制电路101可以控制多个组串的直流电信号均通过第二路径电路103传输。当多个组串的直流电信号随着光照强度、环境温度等参数的变化动态变化时，则根据不同组串的直流电信号的相关参数，确定需要进行MPPT处理的组串，进而按照上文所提供的方式进行控制传输。在传输过程中，可能也会出现多个组串的直流电信号均通过第二路径电路103传输，或者均通过第一路径电路102传输，本申请实惠了对此不作具体限定。

此外，本申请实施例中的逆变电路104除了具有直流-交流的转换功能以外，还具备MPPT追踪功能。与MPPT电路的MPPT处理功能不同的是，逆变电路104是追踪所有接入的组串并联起来的最大功率点，而不是每个组串的直流电信号的最大功率点，这样当各组串的直流电信号的最大功率点电压不一致时候，会有部分组串的功率损失。

进一步的，结合图4，参见图6，该装置还可以包括第三开关S1和第四开关S2。第三开关S1位于多个组串与第一路径电路102之间，用于开启或关断多个组串与第一路径电路102之间的连接。第四开关S2位于多个组串与第二路径电路103之间，用于开启或关断多个组串与第二路径电路103之间的连接。

需要说明的是，第三开关和第四开关的具体实现可以与上述第一开关和第二开关类似，比如机械开关电器或者半导体开关等，本申请实施例在此不再赘述。

其中，控制电路101可用于控制第三开关和第四开关处于闭合状态或者关断状态，当系统工作时，若多个组串的直流电信号均通过第一路径电路102传输，控制电路101可以控制第三开关处于闭合状态，控制第四开关处于关断状态；若多个组串的直流电信号均通过第二路径电路103传输，控制电路101可以控制第三开关处于关断状态，控制第四开关处于闭合状态；若多个组串的直流电信号分别通过第一路径电路102和第二路径电路103传输，控制电路101可以控制第三开关和第四开关均处于闭合状态。当系统不工作时，控制电路101可以控制第三开关和第四开关均处于关断状态。

本申请实施例提供的装置可以根据灵活地控制需要进行MPPT处理的组串的直流电信号通过能够进行MPPT处理的第一路径电路传输至逆变电路，控制不需要进行MPPT处理的组串的直流电信号通过第二路径电路传输至逆变电路，从而保证多个组串的直流电信号的最大功率点电压均可以满足逆变电路对于最低工作电压的要求，从而提高了MPPT电路的利用效率。此外，MPPT电路执行对最大功率点电压进行升压处理和检测组串的IV曲线的操作，与进行最大功率点跟踪的操作相比，MPPT电路的功率更小，从而达到能够追踪到低电压下的MPP，同时又可以降低MPPT电路的功率。该装置可以将多个组串根据需要共享同一个MPPT子电路，从而节省了电路成本，相对于单极逆变器又提高发电量。

本申请实施例还提供一种光伏系统，该光伏系统包括多个组串、光伏控制器和电网，该光伏控制器可以为本申请实施例提供的图4、图5或者图6所描述的任一种光伏控制装置。

图7为本申请实施例提供的一种光伏控制方法的流程示意图，该方法应用于包括多个组串和光伏控制装置的光伏系统中，该光伏控制装置可以为上文所提供的任一光伏控制装置。参见图7，该方法包括以下步骤，S701-S702与S703可以并列执行。

S701：控制电路控制多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过第一路径电路传输。

S702：第一路径电路对第一组串的直流电信号进行MPPT处理。

其中，至少一个第一组串包括一个或者多个第一组串。第一组串可以是指多个组串中需要进行MPPT处理的组串。可选的，第一组串还可以是指多个组串中对应的直流电信号的最大功率点电压小于第一预设电压的组串，和/或，待检测电流电压(IV)曲线的组串等。

S703：控制电路控制多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过第二路径电路传输。

其中，至少一个第二组串包括一个或者多个第二组串，第二组串可以是指多个组串中不需要进行MPPT处理的组串。可选的，第二组串可以是指多个组串中对应的直流电信号的最大功率点电压大于或等于第一预设电压的组串；进一步的，第二组串还可以是指不需要检测电流电压(IV)曲线的组串等。

S704：逆变电路将第二组串的直流电信号或处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号。具体的，逆变电路将第二组串的直流电信号转换为交流电信号、或者将处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号、或者将第二组串和处理后的第一组串的直流电信号转换为交流电信号。

在一种可能的实施例中，第一路径电路包括第一开关电路和MPPT电路，第二路径电路包括第二路径电路，第一开关电路包括多个第一开关，第二路径电路包括多个第二开关，每一个第一开关对应一个或多个第一组串，并且对应一个或多个第二组串；每一个第二开关对应一个或多个第二组串，并且对应一个或多个第一组串。相应的，S701具体为：控制第一开关电路中与第一组串对应的第一开关处于闭合状态，控制第二路径电路中与第一组串对应的第二开关处于断开状态，以控制第一组串的直流电信号通过第一路径电路传输。S702具体为：控制第一开关电路中与第二组串对应的第一开关处于断开状态，控制第二路径电路中与第二组串对应的第二开关处于闭合状态，以控制第二组串的直流电信号通过第二路径电路传输。

进一步的，MPPT电路包括至少一个MPPT子电路，每一个MPPT子电路可以对应一个或多个第一组串。

由于一个组串的直流电信号受光照强度、环境温度等参数的影响，在不同的光照强度和环境温度下，该组串的直流电信号的最大功率点是不同的。当光照强度和环境温度动态变化时，该组串的直流电信号的最大功率点也是动态变化的，对于不同的最大功率点进行MPPT处理时对应的MPPT电路的功率也是动态变化的，即该组串对应的MPPT子电路的功率也是动态变化的，该组串对应的MPPT子电路是指对该组串的直流电信号进行MPPT处理的MPPT子电路。因此，多个组串中至少两个第一组串共用一个MPPT子电路，该方法还可以包括：当共用的MPPT子电路的功率达到最大限定功率时，控制共用该MPPT子电路的部分或者全部第一组串的直流电信号从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输。

此外，由于一个组串的直流电信号的最大功率点受光照强度、环境温度等参数的影响是动态变化的，从而最大功率点电压也是动态变化的，当通过第一路径电路102传输的组串中至少一个第一组串的直流电信号的最大功率点电压逐渐增大，并大于或等于第二预设电压时，则至少一个第一组串的直流电信号无需进行MPPT处理，从而控制电路101可以控制至少一个第一组串的直流电信号从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输，这样可以使至少一个第一组串对应的MPPT子电路处理其他组串的直流电信号，避免这些MPPT子电路处于空闲状态，从而提高MPPT电路的利用率，同时也可以降低MPPT电路的集成代价。因此，该方法还可以包括：在至少一个第一组串的直流电信号的最大功率点电压大于或等于第二预设电压时，控制最大功率点电压大于或等于第二预设电压的第一组串的直流电信号从第一路径电路102传输切换至第二路径电路103传输，第二预设电压大于第一预设电压。

需要说明的是，上述方法实施例中每个步骤的具体描述，可以对应参见上述光伏控制装置对应的实施例中相关器件或者电路的描述，本申请实施例对此不再赘述。

本申请实施例提供的方法，可以灵活地控制多个组串的直流电信号通过不同的路径传输，且可以保证多个组串的直流电信号的最大功率点电压均可以满足逆变电路对于最低工作电压的要求，从而可以降低成本，提高MPPT电路的利用率，同时相对于单极逆变器的方案还可以提高发电量。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种光伏控制装置，其特征在于，应用于包括多个组串的光伏系统中，所述装置包括：控制电路、第一路径电路、第二路径电路和逆变电路；

所述控制电路，用于控制所述多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过所述第一路径电路传输；

所述第一路径电路，用于对所述第一组串的直流电信号进行最大功率点跟踪MPPT处理；

所述控制电路，还用于控制所述多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过所述第二路径电路传输；

所述逆变电路，用于将所述第二组串的直流电信号或处理后的所述至少一个第一组串的直流电信号转换为交流电信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一组串是指所述多个组串中对应的直流电信号的最大功率点电压小于第一预设电压的组串。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一组串还指所述多个组串中待检测电流电压曲线的组串。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述第一路径电路包括第一开关电路和MPPT电路，所述第一开关电路包括多个第一开关；

所述第二路径电路包括多个第二开关；

每一个所述第一开关对应一个或多个所述第一组串，并且对应一个或多个所述第二组串；每一个所述第二开关对应一个或多个所述第二组串，并且对应一个或多个所述第一组串。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制电路，具体用于：

控制所述第一开关电路中与所述第一组串对应的第一开关处于闭合状态，控制所述第二路径电路中与所述第一组串对应的第二开关处于断开状态，以控制所述第一组串的直流电信号通过所述第一路径电路传输；

控制所述第一开关电路中与所述第二组串对应的第一开关处于断开状态，控制所述第二路径电路中与所述第二组串对应的第二开关处于闭合状态，以控制所述第二组串的直流电信号通过所述第二路径电路传输。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述MPPT电路包括至少一个MPPT子电路，每一个所述MPPT子电路对应一个或多个所述第一组串。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个组串中至少两个所述第一组串共用一个MPPT子电路，所述控制电路，还用于：

在所述MPPT子电路的功率达到最大限定功率时，控制共用所述MPPT子电路的部分或全部所述第一组串的直流电信号由所述第一路径电路传输切换至所述第二路径电路传输。

8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述控制电路，还用于：

在至少一个所述第一组串的直流电信号的最大功率点电压大于或等于第二预设电压时，控制所述最大功率点电压大于或等于所述第二预设电压的所述第一组串的直流电信号从所述第一路径电路传输切换至所述第二路径电路传输，所述第二预设电压大于第一预设电压。

9.一种光伏控制方法，其特征在于，应用于包括多个组串和光伏控制装置的光伏系统中，所述光伏控制装置包括控制电路、第一路径电路、第二路径电路和逆变电路，所述方法包括：

所述控制电路控制所述多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过所述第一路径电路传输；

所述第一路径电路对所述第一组串的直流电信号进行最大功率点跟踪MPPT处理；

所述控制电路控制所述多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过所述第二路径电路传输；

所述逆变电路将所述第二组串的直流电信号或处理后的所述第一组串的直流电信号转换为交流电信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一组串是指所述多个组串中对应的直流电信号对应的最大功率点电压小于第一预设电压的组串。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述第一组串还指所述多个组串中待检测电流电压曲线的组串。

12.根据权利要求9-11任一项所述的方法，其特征在于，所述第一路径电路包括第一开关电路和MPPT电路，所述第二路径电路包括第二路径电路，所述第一开关电路包括多个第一开关，所述第二路径电路包括多个第二开关；

每一个所述第一开关对应一个或多个所述第一组串，并且对应一个或多个所述第二组串；每一个所述第二开关对应一个或多个所述第二组串，并且对应一个或多个所述第一组串。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制电路控制所述多个组串中的至少一个第一组串的直流电信号通过所述第一路径电路传输，包括：

控制所述第一开关电路中与所述第一组串对应的第一开关处于闭合状态，控制所述第二路径电路中与所述第一组串对应的第二开关处于断开状态，以控制所述第一组串的直流电信号通过所述第一路径电路传输；

所述控制电路控制所述多个组串中的至少一个第二组串的直流电信号通过所述第二路径电路传输，包括：

控制所述第一开关电路中与所述第二组串对应的第一开关处于断开状态，控制所述第二路径电路中与所述第二组串对应的第二开关处于闭合状态，以控制所述第二组串的直流电信号通过所述第二路径电路传输。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述MPPT电路包括至少一个MPPT子电路，每一个所述MPPT子电路对应一个或多个所述第一组串。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多个组串中至少两个所述第一组串共用一个MPPT子电路，所述方法还包括：

在所述MPPT子电路的功率达到最大限定功率时，控制共用所述MPPT子电路的部分或全部所述第一组串的直流电信号由所述第一路径电路传输切换至所述第二路径电路传输。

16.根据权利要求9-15任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在至少一个所述第一组串的直流电信号的最大功率点电压大于或等于第二预设电压时，控制所述最大功率点电压大于或等于所述第二预设电压的所述第一组串的直流电信号从所述第一路径电路传输切换至所述第二路径电路传输，其中，所述第二预设电压大于第一预设电压。

17.一种光伏系统，其特征在于，所述光伏系统包括多个组串、光伏控制器和电网，所述光伏控制器为权利要求1-8任一项所述的光伏控制装置。

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