CN111245367A - 一种iv曲线获取方法、装置及相关组件 - Google Patents

一种iv曲线获取方法、装置及相关组件 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种IV曲线获取方法，包括：在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；按预设采样周期获取电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；根据扫描周期内获取到的所有电感电流采样值和所有PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。本申请能够根据PV组件的特点，采用控制电流的方式扫描IV曲线，使得响应速度提高，加快IV曲线扫描速度。本申请还公开了一种IV曲线获取装置、电子设备及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种IV曲线获取方法、装置及相关组件
技术领域
本申请涉及PV领域，特别涉及一种IV曲线获取方法、装置及相关组件。
背景技术
两级式光伏发电系统的结构示意图如图1所示，包括多个PV组件、由多个Boost电路拓扑构成的前级系统及后级逆变电路等。目前一般是通过前级扫描IV曲线的方案来分析PV组件是否存在异常。现有的IV曲线扫描方案是采用控制前级的输入电压(即PV组件电压)来实现，将输入电压由开路电压线性控制至0V，并间隔采样电压、电流，以绘制IV曲线。但是采用控制电压的方案，电压环一般作为控制外环，因此响应速度相对较慢，导致IV曲线扫描较慢。
可见，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种IV曲线获取方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够根据PV组件的特点，采用控制电流的方式扫描IV曲线，使得响应速度提高，加快IV曲线扫描速度。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种IV曲线获取方法，包括：
在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；
按预设采样周期获取所述电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；
根据所述扫描周期内获取到的所有所述电感电流采样值和所有所述PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。
优选的，所述在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流之前，该IV曲线获取方法还包括：
判断后级逆变电路是否满足扫描条件；
相应的，所述在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流的过程具体为：
当所述后级逆变电路满足所述扫描条件，在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流。
优选的，所述扫描条件包括：
所述后级逆变电路处于运行状态，且所述后级逆变电路的输出功率大于任意一路前级的最大功率。
优选的，所述在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流的过程具体为：
通过电流控制关系式在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流，所述电流控制关系式为i(t)＝σt-1，t为所述扫描周期内的调整时刻，i(t)为所述调整时刻的电感电流，σ为调整常数。
优选的，所述调整常数根据所述扫描周期和所述上限电流确定。
优选的，所述根据所述扫描周期内获取到的所有所述电感电流采样值和所有所述PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线的过程具体为：
将所述扫描周期内获取到的所有所述PV组件电压采样值由小到大排列，根据各个所述PV组件电压采样值及其对应的电感电流采样值拟合IV曲线。
优选的，所述得到当前PV组件的IV曲线之后，该IV曲线获取方法还包括：
判断光伏发电系统中是否包括未获取IV曲线的待处理PV组件；
若是，对所述待处理PV组件执行所述在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流的操作；
若否，结束扫描。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种IV曲线获取装置，包括：
控制模块，用于在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；
采样模块，用于按预设采样周期获取所述电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；
获取模块，用于根据所述扫描周期内获取到的所有所述电感电流采样值和所有所述PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述IV曲线获取方法的步骤。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述IV曲线获取方法的步骤。
本申请提供了一种IV曲线获取方法，包括：在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；按预设采样周期获取电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；根据扫描周期内获取到的所有电感电流采样值和所有PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。在实际应用中，采用本申请的方案，根据PV组件的特点，采用控制电流的方式扫描IV曲线，使得响应速度提高，加快IV曲线扫描速度。本申请还提供了一种IV曲线获取装置、电子设备及计算机可读存储介质，具有和上述IV曲线获取方法系统的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请所提供的一种两级式光伏发电系统的结构示意图；
图2为本申请所提供的一种IV曲线获取方法的步骤流程图；
图3为本申请所提供的一种IV曲线示意图；
图4为本申请所提供的一种电感电流波形图；
图5为本申请所提供的一种IV曲线获取装置的结构示意图；
图6为本申请所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种IV曲线获取方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够根据PV组件的特点，采用控制电流的方式扫描IV曲线，使得响应速度提高，加快IV曲线扫描速度。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为便于理解本申请所提供的一种IV曲线获取方法，下面对本申请的IV曲线获取方法所适用的光伏发电系统进行介绍。参照图1，其示出了本申请实施例的一种光伏发电系统的结构示意图。
如图1所示，本申请实施例所提供的光伏发电系统为两级式光伏发电系统，包括PV组件、前级系统及后级逆变电路，前级系统由一个或多个前级Boost电路组成，PV组件接入前级系统，前级系统输出汇流至逆变直流母线，由后级逆变电路输出，其中，PV组件和前级Boost电路可以存在一一对应关系，PV组件接入前级Boost电路的输入端，本实施例中的前级Boost电路具体可以为由电感、开关管及二极管构成的Boost电路。
下面对于本申请所提供的一种IV曲线获取方法进行详细说明。
请参照图2，图2为本申请所提供的一种IV曲线获取方法的步骤流程图，该IV曲线获取方法包括：
S101：在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；
首先需要说明的是，本实施例所提供的方案是对任一PV组件的IV曲线获取方法，光伏发电系统中若存在多个PV组件，对其余每个PV组件采取同样的获取方案即可。
本步骤的目的在于对当前PV组件对应的前级Boost电路中的电感电流进行控制，使其从0A上升至前级Boost电路的上限电流，其中，上限电流一般由硬件及控制决定，且大于PV组件的短路电流。可以理解的是，本实施例采用控制电流的方式扫描IV曲线，相较于现有技术中的通过电压外环控制，具有更高的响应速度。
进一步的，出于提高扫描IV曲线的安全性和可靠性的考虑，在执行本步骤之前，作为一种优选的实施例，还可以包括判断后级逆变电路是否满足扫描条件的操作，当后级逆变电路满足扫描条件，再执行在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流的操作。
具体的，前级系统在IV曲线扫描过程中，前级功率会由小到大变化，两级式光伏发电系统的前后级必须遵守功率守恒，前级的功率必须由后级全部吸纳，即后级必须将前级的功率输出，否则前级不能正常进行IV扫描。所以必须保证后级逆变电路处于运行状态，且后级逆变电路的输出能力必须大于或等于前级系统的最大功率，以防止扫描失败。因此，可将后级逆变电路处于运行状态及后级逆变电路的输出功率大于任意一路前级的最大功率作为本实施例中的扫描条件。其中，考虑到前级系统和后级逆变电路是在一个系统内，前后级通过通信总线进行数据交互，如串行总线，来告知前级系统后级逆变电路是否正在运行。
可以理解的是，前级的最大功率可以认为是机器的额定参数，是已知的常数，但是后级逆变电路的输出功率能力是未知的，正常情况下，后级逆变电路的输出功率能力可以看作是额定功率，在异常情况下，受其他外界因素影响，后级逆变电路的输出功率被限制，可能小于额定功率，甚至小于前级的最大功率，因此，后级需要通过比较输出功率设置值及输出功率的能力判断是否能够大于前级的最大功率。
S102：按预设采样周期获取电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；
S103：根据扫描周期内获取到的所有电感电流采样值和所有PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。
具体的，按同样的预设采样周期实时采集扫描周期内的电感电流和组件电压，并记录，得到每一采样时刻的电感电流采样值Ipv和PV组件电压采样值Upv，将PV组件电压采样值Upv由小到大排列，然后根据各个PV组件电压采样值对应的电感电流采样值Ipv拟合成曲线，即为当前PV组件对应的IV曲线，参照图3所示。
进一步的，为提高本方案的自动化水平，再得到当前PV组件对应的IV曲线之后，还可以包括，判断光伏发电系统中是否包括未获取IV曲线的待处理PV组件，若是，对所述待处理PV组件执行S101-S103的相关操作，若否，结束扫描。
本申请提供了一种IV曲线获取方法，包括：在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；按预设采样周期获取电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；根据扫描周期内获取到的所有电感电流采样值和所有PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。在实际应用中，采用本申请的方案，根据PV组件的特点，采用控制电流的方式扫描IV曲线，使得响应速度提高，加快IV曲线扫描速度。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流的过程具体为：
通过电流控制关系式在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流，电流控制关系式为i(t)＝σt-1，t为扫描周期内的调整时刻，i(t)为调整时刻的电感电流，σ为调整常数。
具体的，具体可以通过电流控制关系式i(t)＝σt-1控制前级Boost电路的电感电流从0A至前级Boost电路的上限电流，参照图4所示，电感电流i(t)呈指数曲线，前半部分电流较小，后半部分电流快速变大，按照固定的采样周期进行采样，电流较小时，采样点数会相应增加，即靠近开路电压时，采样点数增加，从而提高了IV曲线的精度。
其中，调整常数σ根据扫描周期和上限电流确定，一般可以通过σT-1＝Imax反算出来，T为扫描周期，T可取0.5～2s，t＝(0，T)，Imax为前级Boost电路的上限电流。
请参照图5，图5为本申请所提供的一种IV曲线获取装置的结构示意图，该IV曲线获取装置包括：
控制模块1，用于在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；
采样模块2，用于按预设采样周期获取电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；
获取模块3，用于根据扫描周期内获取到的所有电感电流采样值和所有PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。
可见，本实施例可以根据PV组件的特点，采用控制电流的方式扫描IV曲线，使得响应速度提高，加快IV曲线扫描速度。
作为一种优选的实施例，该IV曲线获取装置还包括：
第一判断模块，用于判断后级逆变电路是否满足扫描条件，若是，触发控制模块1；
控制模块1，具体用于当后级逆变电路满足扫描条件，在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流。
作为一种优选的实施例，扫描条件包括：
后级逆变电路处于运行状态，且后级逆变电路的输出功率大于任意一路前级的最大功率。
作为一种优选的实施例，控制模块1具体用于：
通过电流控制关系式在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流，电流控制关系式为i(t)＝σt-1，t为扫描周期内的调整时刻，i(t)为调整时刻的电感电流，σ为调整常数。
作为一种优选的实施例，调整常数根据扫描周期和上限电流确定。
作为一种优选的实施例，获取模块3包括：
排序单元，用于将扫描周期内获取到的所有PV组件电压采样值由小到大排列；
拟合单元，用于根据各个PV组件电压采样值及其对应的电感电流采样值拟合IV曲线。
作为一种优选的实施例，该IV曲线获取装置还包括：
第二判断模块，用于判断光伏发电系统中是否包括未获取IV曲线的待处理PV组件；若是，触发所述控制模块1；若否，结束扫描。
另一方面，本申请还提供了一种电子设备，如参见图6，其示出了本申请实施例一种电子设备的一种组成结构示意图，本实施例的电子设备2100可以包括：处理器2101和存储器2102。
可选的，该电子设备还可以包括通信接口2103、输入单元2104和显示器2105和通信总线2106。
处理器2101、存储器2102、通信接口2103、输入单元2104、显示器2105、均通过通信总线2106完成相互间的通信。
在本申请实施例中，该处理器2101，可以为中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)，特定应用集成电路，数字信号处理器，现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件等。
该处理器可以调用存储器2102中存储的程序。具体的，处理器可以执行以下IV曲线获取方法的实施例中电子设备侧所执行的操作。
存储器2102中用于存放一个或者一个以上程序，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令，在本申请实施例中，该存储器中至少存储有用于实现以下功能的程序：
在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；
按预设采样周期获取电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；
根据扫描周期内获取到的所有电感电流采样值和所有PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。
可见，本实施例可以根据PV组件的特点，采用控制电流的方式扫描IV曲线，使得响应速度提高，加快IV曲线扫描速度。
在一种可能的实现方式中，该存储器2102可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、以及至少一个功能(比如拟合功能等)所需的应用程序等；存储数据区可存储根据计算机的使用过程中所创建的数据。
此外，存储器2102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件或其他易失性固态存储器件。
该通信接口2103可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口。
本申请还可以包括显示器2104和输入单元2105等等。
当然，图6所示的物联网设备的结构并不构成对本申请实施例中物联网设备的限定，在实际应用中电子设备可以包括比图6所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件。
另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一个实施例所描述的IV曲线获取方法的步骤。
本申请所提供的一种计算机可读存储介质具有和上述IV曲线获取方法相同的有益效果。
对于本申请所提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种IV曲线获取方法，其特征在于，包括：
在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；
按预设采样周期获取所述电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；
根据所述扫描周期内获取到的所有所述电感电流采样值和所有所述PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。
2.根据权利要求1所述的IV曲线获取方法，其特征在于，所述在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流之前，该IV曲线获取方法还包括：
判断后级逆变电路是否满足扫描条件；
相应的，所述在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流的过程具体为：
当所述后级逆变电路满足所述扫描条件，在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流。
3.根据权利要求1所述的IV曲线获取方法，其特征在于，所述扫描条件包括：
所述后级逆变电路处于运行状态，且所述后级逆变电路的输出功率大于任意一路前级的最大功率。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的IV曲线获取方法，其特征在于，所述在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流的过程具体为：
通过电流控制关系式在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流，所述电流控制关系式为i(t)＝σt-1，t为所述扫描周期内的调整时刻，i(t)为所述调整时刻的电感电流，σ为调整常数。
5.根据权利要求4所述的IV曲线获取方法，其特征在于，所述调整常数根据所述扫描周期和所述上限电流确定。
6.根据权利要求4所述的IV曲线获取方法，其特征在于，所述根据所述扫描周期内获取到的所有所述电感电流采样值和所有所述PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线的过程具体为：
将所述扫描周期内获取到的所有所述PV组件电压采样值由小到大排列，根据各个所述PV组件电压采样值及其对应的电感电流采样值拟合IV曲线。
7.根据权利要求1所述的IV曲线获取方法，其特征在于，所述得到当前PV组件的IV曲线之后，该IV曲线获取方法还包括：
判断光伏发电系统中是否包括未获取IV曲线的待处理PV组件；
若是，对所述待处理PV组件执行所述在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流的操作；
若否，结束扫描。
8.一种IV曲线获取装置，其特征在于，包括：
控制模块，用于在扫描周期内控制与当前PV组件对应的前级Boost电路的电感电流增大至上限电流；
采样模块，用于按预设采样周期获取所述电感电流增大过程中的电感电流采样值和PV组件电压采样值；
获取模块，用于根据所述扫描周期内获取到的所有所述电感电流采样值和所有所述PV组件电压采样值，得到当前PV组件的IV曲线。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述IV曲线获取方法的步骤。
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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述IV曲线获取方法的步骤。
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