CN110989762A - 一种光伏发电控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光伏发电控制方法、装置及系统，用于提高光伏系统的发电效率。该方法包括：确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻；根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的当前输出电流，直到所述光伏系统的内阻与所述负载的电阻相同；其中，所述光伏系统用于为所述负载供电，本申请实施例通过调整光伏系统的输出电流，直到光伏系统的内阻与负载的电阻相同，使得光伏系统的输出功率保持最大输出功率，从而提高光伏系统的发电效率。

Description

一种光伏发电控制方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种光伏发电控制方法、装置及系统。

背景技术

光伏系统包括多个光伏板、逆变器和负载。光伏系统的硬件成本不高，但是目前光伏系统的发电效率整体较低。为了提升光伏系统的发电效率，一般光伏系统均会使用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)技术，使得光伏系统的输出功率保持最大功率。

目前最大功率点跟踪算法通常是确定出光伏系统的最大功率点，然后控制各个光伏板的电流维持在最大功率点所对应的电流。但是光伏板在不同情况下，光伏板的内阻等会不断发生变化，因此可能会导致光伏系统最后输出的功率实际上并不能保持光伏系统的输出功率保持在最大功率点。

发明内容

本申请实施例提供一种光伏发电控制方法、装置及系统，用于提高光伏系统的发电效率。

第一方面，提供一种光伏发电控制方法，包括：

确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻；

根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的当前输出电流，直到所述光伏系统的内阻与所述负载的电阻相同；其中，所述光伏系统用于为所述负载供电。

在本申请实施例中，先确定出光伏系统的当前内阻，根据当前内阻以及负载的电阻之间的差值，往光伏系统的内阻和负载的电阻相同的方向，调整光伏系统的输出电流，使得光伏系统能够保持最大功率输出，提高光伏系统的发电效率。

在一种可能的实施例中，确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻，包括：

检测所述光伏系统的当前输出电流，以及检测所述光伏系统中多个光伏面板中每个光伏面板的输出电压；

确定所述光伏系统中多个光伏面板中各个光伏面板的输出电压之和除以所述当前输出电流，获得所述光伏系统在当前输出电流下的当前内阻。

在本申请实施例中，可以根据光伏系统的当前输出电流以及多个光伏面板的总电压，确定出当前内阻，可以实时且准确地确定出光伏系统的当前内阻。

在一种可能的实施例中，根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的当前输出电流，包括：

若所述当前内阻小于负载的电阻，则每次调整中，将所述当前输出电流减少预设第一值，获得目标输出电流；

若所述当前内阻大于负载的电阻，则每次调整中，将所述当前输出电流增加预设第二值，获得目标输出电流。

在本申请实施例中，当光伏系统的当前内阻小于负载的电阻时，按照预设第一值，减少当前输出电流的值，便于每次精确地确定出目标输出电流，且能够使得增加光伏系统在调整后的输出电流下的内阻。当光伏系统的当前内阻大于负载的电阻时，按照预设第二值，增加当前输出电流的值，便于每次精确地确定出目标输出电流，且能够使得减少光伏系统在调整后的输出电流下的内阻。

在一种可能的实施例中，根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的当前输出电流，包括：

确定所述当前内阻与负载的电阻之间的当前绝对差值；

根据所述当前绝对差值以及预存的对应调整关系，确定与所述当前绝对差值对应的当前电流调整值；其中，所述对应调整关系包括不同的绝对差值范围与不同电流调整值之间的对应关系，在所述对应调整关系中绝对差值越大，对应的电流调整值越大；

根据所述当前电流调整值调整所述当前输出电流。

在本申请实施例中，可以根据当前内阻以及负载的电阻之间的当前绝对差值，依据该当前绝对差值确定对应的当前电流调整值，当前内阻以及负载的电阻之间的当前绝对差值越大，确定出的电流调整值也就越大，这样能够提高调整光伏系统的输出电流的效率，且，当前内阻以及负载的电阻之间的当前绝对差值比较小的时候，电流调整值越小，有利于避免过量调整的情况。

在一种可能的实施例中，根据所述当前内阻与负载的电阻之间的电阻差，调整所述光伏系统的输出电流，包括：

根据所述当前内阻与负载的电阻之间的电阻差，确定目标输出电流；

向所述光伏系统中每个光伏面板关联的脉冲宽度调制PWM控制器发送控制信号，以使PWM控制器根据所述控制信号控制对应光伏面板的输出电流；其中，所述控制信号用于指示将每个光伏面板的输出电流调整为所述目标输出电流。

在本申请实施例中，可以根据通过向PWM控制器发送控制信号，以达到调整光伏面板的目的，实现对每个光伏面板进行更精确的调整。

第二方面，提供一种光伏发电控制装置，所述装置包括：

确定模块，用于确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻；

调整模块，用于根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的输出电流，直到所述光伏系统的内阻与所述负载的电阻相同；其中，所述负载为所述光伏系统用于供电的负载。

在一种可能的设计中，所述确定模块具体用于：

检测所述光伏系统的当前输出电流，以及检测所述光伏系统中多个光伏面板中每个光伏面板的输出电压；

确定所述光伏系统中多个光伏面板中各个光伏面板的输出电压之和除以所述当前输出电流，获得所述光伏系统在当前输出电流下的当前内阻。

第三方面，提供一种光伏发电控制系统，包括如第二方面中任一的光伏发电控制装置和多个光伏面板；其中：

所述多个光伏面板用于在所述光伏发电控制装置的控制下为负载供电。

第四方面，提供一种光伏发电控制装置，包括：

至少一个处理器，以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现如第一方面中任一项所述的方法。

第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面中任一项所述的方法。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种光伏发电控制方法的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光伏发电控制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光伏发电控制方法的交互示意图；

图4为本申请实施例提供的一种光伏发电控制装置的结构示意图一；

图5为本申请实施例提供的一种光伏发电控制装置的结构示意图二。

具体实施方式

为了更好的理解本申请实施例提供的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式进行详细的说明。

为了提高光伏系统的发电效率，本申请实施例提供一种光伏发电控制方法，该方法由光伏发电控制装置来执行，光伏发电控制装置可以通过终端设备来实现，或者也可以通过光伏面板中的控制器，例如PWM控制器来实现。终端设备例如手机、个人计算机等。

下面对该方法的应用场景进行示例说明。请参照图1，该应用场景中包括光伏发电控制装置111、光伏系统110和负载120，光伏系统110包括光伏面板阵列112和光伏面板阵列112中每个光伏面板对应的PWM控制器113。PWM控制器113只是作为一种控制光伏面板的控制器示例，实际上光伏面板的控制器可以选用多种类型的控制器。负载120包括逆变器121，逆变器121用于将产生的直流转换为交流，输出其他负载所需的交流电等。

具体的，光伏发电控制装置111确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻，根据当前内阻，以及负载的电阻，调整光伏系统110输出电流，以使得光伏系统110的内阻和负载的电阻相等，从而使得光伏系统110的输出功率始终保持在最大功率，从而提高光伏系统110的发电效率。

其中，图1中是以光伏发电控制装置111为终端设备为例，但是实际上光伏发电控制装置111也可以直接通过PWM控制器113实现。图1中是以PWM控制器113和光伏面板相对独立设置为例，但是实际上二者可以是集成设置。

下面基于图1的应用场景，对本申请实施例涉及的光伏发电控制方法进行介绍。

请参照图2，该方法包括：

步骤210，确定光伏系统110在当前输出电流下的当前内阻。

具体的，光伏系统110可以参照前文论述的内容，此处不再赘述。理想情况下，光伏系统110的内阻应该是可以根据光伏面板阵列112的电阻确定出来，光伏面板串联时，光伏系统的内阻应该是各个光伏面板的电阻之和，但是实际上光伏系统110的内阻是不断发生变化的，例如光伏系统110的温度不同，光伏系统110的内阻会发生变化等。因此，在本申请实施例中，光伏发电控制装置111可以根据光伏系统110的当前电路参数，确定出光伏系统110在当前输出电流的当前内阻，下面对确定当前内阻的方式进行示例说明。

方式一：

光伏发电控制装置111可以通过电阻检测器获得光伏系统110的当前内阻。

方式二：

光伏发电控制装置111根据光伏系统110的当前输出电流，以及光伏系统110中每个光伏面板的输出电压，确定出当前内阻。

具体的，光伏发电控制装置111可以在光伏系统110输出口设置电流采集点，通过电流采集点获取光伏系统110的当前输出电流。光伏发电控制装置111可以在每个光伏面板上设置电压采集点，从而获得输出电压。光伏发电控制装置111也可以直接通过PWM控制器113确定出各个光伏面板的当前输出电流和当前输出电压，例如可以获得PWM控制器的PWM控制参数，PWM控制参数例如PWM信号占空比等，确定出当前输出电流和当前输出电压。

在获得当前输出电压之后，将各个光伏面板的当前输出电压相加，从而获得光伏系统110的输出电压，将该输出电压除以当前输出电流，从而获得光伏系统110的当前内阻。

作为一种实施例，光伏发电控制装置111可以是实时确定当前内阻，也可以是周期性地确定当前内阻，或者在满足预设条件时，确定当前内阻，预设条件例如是光伏系统110的当前输出电流与上一次的输出电流的差值大于预设电流差值，或者例如光伏系统的当前输出电压与上一次的输出电压的差值大于预设电压差值。

步骤220，根据当前内阻以及负载的电阻，调整光伏系统110的当前输出电流。

具体的，光伏发电控制装置111可以根据当前内阻，以及负载的内阻，去调整光伏系统110的当前输出电流，在调整之后，如果光伏系统110的内阻与负载120的电阻相同，则暂时不再调整。在调整之后，如果光伏系统110的内阻与负载120的电阻不同，则继续执行步骤201和步骤202，直到光伏系统110的内阻与负载120的电阻相同为止。下面对调整光伏系统110的当前输出电流的方式进行示例说明。

调整方法一：

如果光伏系统110的当前内阻小于负载120的电阻，则减少当前输出电流；如果光伏系统110的当前内阻大于负载120的电阻，则增加当前输出电流。

具体的，光伏发电控制装置111确定当前内阻比负载120的电阻小，如果要使得二者相同，那么就需要减少输出电流的大小，光伏发电控制装置111可以以预设第一值去逐渐减少当前输出电流，也就是说，光伏发电控制装置111在每次调整中，将当前输出电流减少预设第一值。同理，光伏发电控制装置111确定当前内阻比负载120的电阻大，如果要使得二者相同，那么就需要增加输出电流的大小，光伏发电控制装置111可以以预设第一值去逐渐增加当前输出电流，也就是说，光伏发电控制装置111在每次调整中，将当前输出电流增加预设第二值。在对当前输出电流进行每次调整之后，就可以获得目标输出电流。

作为一种实施例，预设第一值和预设第二值可以相同的值，也可以是不同的值，作为一种实施例，预设第二值小于预设第一值，因为电流增加过程中，电阻变化会更灵敏，这是相对增加减少的电流，可以避免电流过大的情况。

例如，预设第一值为0.1A，预设第二值为0.05A，当前输出电流为1A，光伏发电控制装置111确定当前内阻比负载120的电阻大，那么将当前输出电流增加预设第二值，从而获得目标输出电流为0.15A。

本申请实施例中的调整方法，可以对当前输出电流进行定性调整，调整灵活性相对较大。

调整方法二：

确定当前内阻和负载120的电阻之间的当前绝对差值，根据当前绝对差值以预存的对应调整关系，确定当前绝对差值对应的当前电流调整值。

具体的，光伏发电控制装置111可以直接确定当前内阻以及负载120的电阻的差值，并根据该差值的绝对值(也就是当前绝对差值)，从对应调整关系中确定出与该当前绝对差值匹配的当前电流调整值。对应调整关系包括不同的绝对差值范围与不同电流调整值之间的对应关系，绝对差值越大，对应的电流调整值越大。绝对差值范围是指多个绝对差值对应的范围，该范围可能是连续的范围，也可能是不连续的范围。电流调整值是指改变当前输出电流的幅度值。如果当前内阻以及负载120的电阻的差值大于0，则将当前输出电流增加电流调整值，如果当前内阻以及负载120的电阻的差值小于0，则将当前输出电流减少电流调整值。

例如一种对应调整关系如下表1所示。

表1

绝对差值范围(Ω)	电流调整值(A)
		0(不包括0)～5	0.1
5～20	0.2
		20以上	0.3

例如，光伏发电控制装置111确定当前内阻以及负载120的电阻的差值为15Ω，当前输出电流为1A，那么此时确定与该绝对差值对应的电流调整值为0.2A，从而该光伏发电控制装置111确定电流调整值为0.2A，从而增加当前输出电流，获得目标输出电流为1.2A。

在一种可能的实施例中，如果光伏发电控制装置111就是PWM控制器113，那么PWM控制器113直接根据目标输出电流，输出对应的PWM控制参数，从而实现对当前输出电流的调整，在调整之后，继续重复上述过程，直到光伏系统110的内阻与负载120的电阻相同为止。

以光伏发电控制装置111为终端设备为例，对本申请实施例涉及的光伏发电控制方法进行示例说明。

请参照图3，为一种光伏发电控制方法的交互示意图。

步骤301，光伏发电控制装置111确定光伏系统110在当前输出电流下的当前内阻。

具体的，当前内阻、当前输出电流以及确定当前内阻的方式可以参照前文步骤210论述的内容，此处不再赘述。

步骤302，光伏发电控制装置111根据当前内阻以及负载的电阻，获得目标输出电流，并根据目标输出电流生成控制信号。

具体的，获得目标输出电流的方式可以参照前文的内容，此处不再赘述。在光伏发电控制装置111获得目标输出电流之后，可以根据目标输出电流生成相应的控制信号，该控制信号用于指示PWM控制器113将对应的光伏面板的输出电流调整为目标输出电流。

步骤303，光伏发电控制装置111将控制信号发送给PWM控制器113。

步骤304，PWM控制器113根据控制信号，生成PWM控制参数。

PWM控制参数可以参照前文论述的内容，此处不再赘述。

步骤305，PWM控制器113将PWM控制参数发送到控制面板，从而控制光伏系统110按照目标输出电流运行。

基于同一发明构思，本申请实施例中提供一种光伏发电控制装置，请参照图4，该光伏发电控制装置111包括：

确定模块401，用于确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻；

调整模块402，用于根据当前内阻，以及负载的电阻，调整光伏系统的当前输出电流，直到光伏系统的内阻与负载的电阻相同；其中，光伏系统用于为负载供电。

在一种可能的实施例中，确定模块401具体用于：

检测光伏系统的当前输出电流，以及检测光伏系统中多个光伏面板中每个光伏面板的输出电压；

确定光伏系统中多个光伏面板中各个光伏面板的输出电压之和除以当前输出电流，获得光伏系统在当前输出电流下的当前内阻。

在一种可能的实施例中，调整模块402具体用于：

若当前内阻小于负载的电阻，则每次调整中，将当前输出电流减少预设第一值，获得目标输出电流；

若当前内阻大于负载的电阻，则每次调整中，将当前输出电流增加预设第二值，获得目标输出电流。

在一种可能的实施例中，调整模块402具体用于：

确定当前内阻与负载的电阻之间的当前绝对差值；

根据当前绝对差值以及预存的对应调整关系，确定与当前绝对差值对应的当前电流调整值；其中，对应调整关系包括不同的绝对差值范围与不同电流调整值之间的对应关系，在对应调整关系中绝对差值越大，对应的电流调整值越大；

根据当前电流调整值调整当前输出电流。

在一种可能的实施例中，该装置还包括收发模块403，其中：

调整模块402，具体用于根据当前内阻与负载的电阻之间的电阻差，确定目标输出电流；

收发模块403，具体用于向光伏系统中每个光伏面板关联的脉冲宽度调制PWM控制器发送控制信号，以使PWM控制器根据控制信息控制对应光伏面板的输出电流；其中，控制信号用于指示将每个光伏面板的输出电流调整为目标输出电流。

作为一种实施例，图4中的收发模块403为可选的模块。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种光伏发电控制装置111，请参照图5，该装置111包括：

至少一个处理器501，以及

与至少一个处理器501通信连接的存储器502；

其中，存储器502存储有可被至少一个处理器501执行的指令，至少一个处理器501通过执行存储器502存储的指令实现如前文论述的任一光伏发电控制方法。

作为一种实施例，图5中的处理器501可以实现前文论述的确定模块401、调整模块402和收发模块403的功能。

作为一种实施例，处理器501和存储器502可以是相对独立设置的，也可以是耦合设置的。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种光伏发电控制系统，请继续参照图1，该系统包括：

包括如前文论述的任一光伏发电控制装置111和多个光伏面板；其中：

多个光伏面板，用于在光伏发电控制装置111的控制下为负载供电。

其中，光伏发电控制装置111可以参照前文论述的内容，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如前文论述的任一光伏发电控制方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光伏发电控制方法，其特征在于，包括：

确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻；

根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的当前输出电流，直到所述光伏系统的内阻与所述负载的电阻相同；其中，所述光伏系统用于为所述负载供电。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻，包括：

检测所述光伏系统的当前输出电流，以及检测所述光伏系统中多个光伏面板中每个光伏面板的输出电压；

确定所述光伏系统中多个光伏面板中各个光伏面板的输出电压之和除以所述当前输出电流，获得所述光伏系统在当前输出电流下的当前内阻。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的当前输出电流，包括：

若所述当前内阻小于负载的电阻，则每次调整中，将所述当前输出电流减少预设第一值，获得目标输出电流；

若所述当前内阻大于负载的电阻，则每次调整中，将所述当前输出电流增加预设第二值，获得目标输出电流。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的当前输出电流，包括：

确定所述当前内阻与负载的电阻之间的当前绝对差值；

根据所述当前绝对差值以及预存的对应调整关系，确定与所述当前绝对差值对应的当前电流调整值；其中，所述对应调整关系包括不同的绝对差值范围与不同电流调整值之间的对应关系，在所述对应调整关系中绝对差值越大，对应的电流调整值越大；

根据所述当前电流调整值调整所述当前输出电流。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述当前内阻与负载的电阻之间的电阻差，调整所述光伏系统的输出电流，包括：

根据所述当前内阻与负载的电阻之间的电阻差，确定目标输出电流；

向所述光伏系统中每个光伏面板关联的脉冲宽度调制PWM控制器发送控制信号，以使PWM控制器根据所述控制信号控制对应光伏面板的输出电流；其中，所述控制信号用于指示将每个光伏面板的输出电流调整为所述目标输出电流。

6.一种光伏发电控制装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块，用于确定光伏系统在当前输出电流下的当前内阻；

调整模块，用于根据所述当前内阻，以及负载的电阻，调整所述光伏系统的输出电流，直到所述光伏系统的内阻与所述负载的电阻相同；其中，所述负载为所述光伏系统用于供电的负载。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：

检测所述光伏系统的当前输出电流，以及检测所述光伏系统中多个光伏面板中每个光伏面板的输出电压；

确定所述光伏系统中多个光伏面板中各个光伏面板的输出电压之和除以所述当前输出电流，获得所述光伏系统在当前输出电流下的当前内阻。

8.一种光伏发电控制系统，其特征在于，包括如权利要求6或7所述的光伏发电控制装置和多个光伏面板；其中：

所述多个光伏面板用于在所述光伏发电控制装置的控制下为负载供电。

9.一种光伏发电控制装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器，以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5中任一项所述的方法。

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