CN112817341A - 光伏跟踪支架控制方法、光伏跟踪控制器及光伏跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏跟踪支架控制方法、光伏跟踪控制器及光伏跟踪系统，获取光伏跟踪相关信息，光伏跟踪相关信息包括光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令，当交流功率状态为交流限功率状态，且光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，根据第一控制指令控制光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。本发明当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架反向跟踪转动来降低光照入射角，使得光伏跟踪支架上安装的光伏组件的功率适当下降，降低此时光伏逆变器的直流电压，避免光伏逆变器的直流电压过高。

Description

光伏跟踪支架控制方法、光伏跟踪控制器及光伏跟踪系统

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，更具体的说，涉及一种光伏跟踪支架控制方法、光伏跟踪控制器及光伏跟踪系统。

背景技术

在光伏发电系统中，普遍应用的太阳能跟踪器的工作原理为：根据太阳能电池板安装位置的经纬度等信息，计算一年中每一天不同时刻的太阳光线角度，将一年中每个时刻的太阳光线角度存储到跟踪系统的控制器中，根据根据太阳能电池板安装位置的每个时刻的太阳光线角度实现太阳跟踪控制。该方法为基于天文信息计算太阳光线角度的太阳跟踪控制方法。

光伏电站在设计时，考虑到最佳投资收益比，通常光伏电站的直流侧组件的额定容量配置会超过交流侧组件的额定容量配置，使得在光照较好时，光伏逆变器可以较早的满载运行发电，此时，光伏组件的功率可能受到光伏逆变器的交流功率限制，没有输出最大功率。但是由于光伏组件自身的特性，使得当光伏组件没有达到最大功率时，光伏组件的直流电压会高于最大功率点电压，如图1所示的光伏组件的电压和功率的对应关系示意图，图1中，V1是PV(Photovoltaic，光伏)的最大功率点电压，即MPP(MaximumPower Point最大功率点)，当光伏逆变器的交流功率限制时，光伏组件的直流电压偏移到MPP点右边，如图1中的V2，V2＞V1，此时，光伏逆变器的直流电压被抬高。

然而，当光伏逆变器的直流电压过高时，会加大光伏逆变器内部功率半导体的过压风险，同时由于直流电压过高，还会加大光伏逆变器工作时的内部损耗，导致光伏逆变器发热，从而降低光伏逆变器内部器件的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种光伏跟踪支架控制方法、光伏跟踪控制器及光伏跟踪系统，以实现在不增加硬件成本的基础上，当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架反向跟踪转动来降低光照入射角，从而使得光伏跟踪支架上安装的光伏组件的功率适当下降，降低此时光伏逆变器的直流电压，避免光伏逆变器的直流电压过高，有效降低光伏逆变器内部功率半导体存在的过压风险，并可以提高光伏逆变器内部器件的使用寿命。

一种光伏跟踪支架控制方法，应用于光伏跟踪控制器，控制方法包括：

获取光伏跟踪相关信息，所述光伏跟踪相关信息包括：光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令；

当所述交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，其中，所述跟踪支架反跟踪命令在所述光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时生成；

根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

可选的，还包括：

当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令，其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成；

根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

可选的，当所述光伏逆变器的交流功率到达最大限制功率时，所述光伏逆变器的交流功率状态切换为所述交流限功率状态；

或者，当所述光伏逆变器接收到后台服务器发送的功率调度指令时，所述光伏逆变器的交流功率状态切换为所述交流限功率状态。

可选的，还包括：

当所述交流功率状态为交流正常功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架正常跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成最佳光照入射角跟踪的第三控制指令；

根据所述第三控制指令控制所述光伏跟踪支架进行最佳光照入射角跟踪。

一种光伏跟踪控制器，包括：

获取单元，用于获取光伏跟踪相关信息，所述光伏跟踪相关信息包括：光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令；

第一控制命令生成单元，用于当所述交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，其中，所述跟踪支架反跟踪命令在所述光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时生成；

第一控制单元，用于根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

可选的，还包括：

第二控制命令生成单元，用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令，其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成；

第二控制单元，用于根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

可选的，还包括：

第三控制命令生成单元，用于当所述交流功率状态为交流正常功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架正常跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成最佳光照入射角跟踪的第三控制指令；

第三控制单元，用于根据所述第三控制指令控制所述光伏跟踪支架进行最佳光照入射角跟踪。

一种光伏跟踪系统，包括：光伏逆变器、数据采集器、光伏跟踪支架、光伏组件以及上述所述的光伏跟踪控制器；

所述数据采集器分别与所述光伏逆变器和所述光伏跟踪控制器连接，所述数据采集器用于向所述光伏跟踪控制器发送光伏跟踪相关信息，所述光伏跟踪相关信息包括：所述光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令；

所述光伏跟踪控制器与所述光伏跟踪支架连接，所述光伏跟踪支架上安装有所述光伏组件，所述光伏组件接入至所述光伏逆变器，所述光伏跟踪控制器用于完成所述光伏跟踪支架转动的控制，当所述交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角，其中，所述跟踪支架反跟踪命令在所述光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时生成。

可选的，所述光伏逆变器用于向所述数据采集器发送至少包含所述交流功率状态和所述电参量的初始光伏跟踪相关信息；

所述数据采集器，用于在所述交流功率状态为交流限功率状态时，判断所述初始光伏跟踪相关信息是否包括所述跟踪支架反跟踪命令，如果是，则将所述初始光伏跟踪相关信息作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器，如果否，则在所述电参量中所述光伏逆变器的直流工作电压超过所述阈值电压时，生成所述跟踪支架反跟踪命令，并将所述初始光伏跟踪相关信息连同所述跟踪支架反跟踪命令作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器。

可选的，所述数据采集器还用于：

在所述交流功率状态为交流限功率状态时，判断所述初始光伏跟踪相关信息是否包括跟踪支架降损命令，如果是，则将所述初始光伏跟踪相关信息作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器，如果否，则在所述光伏逆变器的直流工作电压不超过所述阈值电压时，生成所述跟踪支架降损命令，并将所述初始光伏跟踪相关信息连同所述跟踪支架降损命令作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器。

可选的，所述光伏跟踪相关信息还包括：光伏电站经纬度位置和当前气象信息。

可选的，所述光伏跟踪控制器还用于：

直接接收后台服务器发送的所述光伏电站经纬度位置和所述当前气象信息；

或者，

通过所述数据采集器接收所述后台服务器发送的、所述光伏电站经纬度位置和所述当前气象信息。

可选的，所述光伏跟踪控制器包括：光伏跟踪总控制器和光伏跟踪从控制器；

所述光伏跟踪总控制器分别与所述数据采集器和所述光伏跟踪从控制器连接，所述光伏跟踪从控制器与所述光伏跟踪支架连接；

所述光伏跟踪总控制器用于接收所述数据采集器发送的所述光伏跟踪相关信息，并当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述光伏跟踪从控制器；

所述光伏跟踪从控制器根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

可选的，所述光伏跟踪总控制器还用于接收所述光伏跟踪相关信息，并将所述光伏跟踪相关信息转发至所述光伏跟踪从控制器；

所述光伏跟踪从控制器用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第一控制指令，并根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

可选的，所述光伏跟踪总控制器还用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述光伏跟踪从控制器，其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成；

所述光伏跟踪从控制器根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

可选的，所述光伏跟踪总控制器还用于接收所述光伏跟踪相关信息，并将所述光伏跟踪相关信息转发至所述光伏跟踪从控制器；

所述光伏跟踪从控制器还用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为所述跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第二控制指令，并根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

可选的，所述光伏逆变器包括：组串逆变器、集中式逆变器、汇流箱和含DC/DC变换单元的智能汇流箱中的任意一种。

从上述的技术方案可知，本发明公开了一种光伏跟踪支架控制方法、光伏跟踪控制器及光伏跟踪系统，获取光伏跟踪相关信息，光伏跟踪相关信息包括光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令，当交流功率状态为交流限功率状态，且光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，根据该第一控制指令控制光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。由此可知，本发明在不增加硬件成本的基础上，当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架反向跟踪转动来降低光照入射角，从而使得光伏跟踪支架上安装的光伏组件的功率适当下降，降低此时光伏逆变器的直流电压，避免光伏逆变器的直流电压过高，有效降低光伏逆变器内部功率半导体存在的过压风险，并可以提高光伏逆变器内部器件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为光伏组件的电压和功率的对应关系示意图；

图2为本发明实施例公开的一种光伏跟踪支架控制方法流程图；

图3为本发明实施例公开的另一种光伏跟踪支架控制方法流程图；

图4为本发明实施例公开的一种光伏跟踪控制器的结构示意图；

图5为本发明实施例公开的一种光伏跟踪系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种光伏跟踪支架控制方法、光伏跟踪控制器及光伏跟踪系统，以实现在不增加硬件成本的基础上，当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架反向跟踪转动来降低光照入射角，从而使得光伏跟踪支架上安装的光伏组件的功率适当下降，降低此时光伏逆变器的直流电压，避免光伏逆变器的直流电压过高，有效降低光伏逆变器内部功率半导体存在的过压风险，并可以提高光伏逆变器内部器件的使用寿命。

参见图2，本发明实施例公开的一种光伏跟踪支架控制方法流程图，该方法应用于光伏跟踪控制器，该控制方法包括：

步骤S101、获取光伏跟踪相关信息；

本实施例中，光伏跟踪相关信息可以包括：光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令。

电参量可以包括：光伏逆变器的交流电功率、交流电压、交流电流、直流电功率、直流工作电压和直流工作电流。

在实际应用中，光伏跟踪相关信息还可以包括：光伏跟踪支架当前角度、光伏电站经纬度位置和当前气象信息。

需要特别说明的是，光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令由数据采集器发送至光伏跟踪控制器。光伏电站经纬度位置和当前气象信息可以由后台服务器发送至数据采集器，再由数据采集器转发至光伏跟踪控制器，或者，由后台服务器直接发送至光伏跟踪控制器。

步骤S102、当光伏逆变器的交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令；

其中，跟踪支架反跟踪命令在光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时生成。阈值电压的取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。

在实际应用中，当光伏逆变器的交流功率未到达最大限制功率时，交流功率状态为交流正常功率状态。当光伏逆变器的交流功率到达最大限制功率时，光伏逆变器的交流功率状态切换为交流限功率状态；或者，当光伏逆变器接收到后台服务器发送的功率调度指令时，光伏逆变器的交流功率状态切换为交流限功率状态。

当交流功率状态为交流限功率状态时，光伏逆变器或数据采集器判断光伏逆变器的直流工作电压是否超过阈值电压，如果是，则光伏逆变器或数据采集器生成跟踪支架反跟踪命令，并将该跟踪支架反跟踪命令发送至光伏跟踪控制器，光伏跟踪控制器在确定当交流功率状态为交流限功率状态，且光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令。

步骤S103、根据所述第一控制指令控制光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

综上可知，本发明公开了一种光伏跟踪支架控制方法，获取光伏跟踪相关信息，光伏跟踪相关信息包括光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令，当交流功率状态为交流限功率状态，且光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，根据该第一控制指令控制光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。由此可知，本发明在不增加硬件成本的基础上，当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架反向跟踪转动来降低光照入射角，从而使得光伏跟踪支架上安装的光伏组件的功率适当下降，降低此时光伏逆变器的直流电压，避免光伏逆变器的直流电压过高，有效降低光伏逆变器内部功率半导体存在的过压风险，并可以提高光伏逆变器内部器件的使用寿命。

随着光伏组件功率的下降，光伏逆变器在交流限功率状态下的直流工作电压会逐渐降低，当光伏逆变器的直流工作电压不超过阈值电压时，光伏逆变器生成跟踪支架降损命令，并将交流限功率状态和跟踪支架降损命令发送至数据采集器，再由数据采集器发送至光伏跟踪控制器。或者，光伏逆变器将交流限功率状态和自身的直流工作电压发送至数据采集器，由数据采集器确定光伏逆变器的直流工作电压不超过阈值电压时，生成跟踪支架降损命令，并将交流限功率状态和跟踪支架降损命令发送至光伏跟踪控制器。

因此，为进一步优化上述实施例，参见图3，本发明另一实施例公开的一种光伏跟踪支架控制方法流程图，在图2所示实施例的基础上，在步骤S101之后，还可以包括：

步骤S104、当交流功率状态为交流限功率状态，且光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令；

其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成。

步骤S105、根据第二控制指令控制光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

综上可知，本发明在不增加硬件成本的基础上，当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架反向跟踪转动来降低光照入射角，从而使得光伏跟踪支架上安装的光伏组件的功率适当下降，降低此时光伏逆变器的直流电压，避免光伏逆变器的直流电压过高，有效降低光伏逆变器内部功率半导体存在的过压风险，并可以提高光伏逆变器内部器件的使用寿命。

另外，本发明当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压未超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变，来降低光伏跟踪支架再次跟踪太阳光线所带来的光伏系统损耗。

当光伏逆变器的输出功率随着输入功率的降低，光伏逆变器不再处于交流限功率状态时，光伏逆变器由交流限功率状态切换为交流正常功率状态，光伏逆变器通过数据采集器将交流正常功率状态发送至光伏跟踪控制器，由光伏跟踪控制器控制光伏跟踪支架进行最佳光照入射角跟踪。

因此，为进一步优化上述实施例，在步骤S101之后，还可以包括：

当交流功率状态为交流正常功率状态，且光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架正常跟踪命令时，根据光伏跟踪相关信息生成最佳光照入射角跟踪的第三控制指令；

根据第三控制指令控制光伏跟踪支架进行最佳光照入射角跟踪。

与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种光伏跟踪控制器。

参见图4，本发明实施例公开的一种光伏跟踪控制器的结构示意图，光伏跟踪控制器可以包括：

获取单元201，用于获取光伏跟踪相关信息，所述光伏跟踪相关信息包括：光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令；

在实际应用中，光伏跟踪相关信息还可以包括：光伏跟踪支架当前角度、光伏电站经纬度位置和当前气象信息。

第一控制命令生成单元202，用于当所述交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令；

其中，所述跟踪支架反跟踪命令在所述光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时生成。

在实际应用中，当光伏逆变器的交流功率未到达最大限制功率时，交流功率状态为交流正常功率状态。当光伏逆变器的交流功率到达最大限制功率时，光伏逆变器的交流功率状态切换为交流限功率状态；或者，当光伏逆变器接收到后台服务器发送的功率调度指令时，光伏逆变器的交流功率状态切换为交流限功率状态。

第一控制单元203，用于根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

综上可知，本发明公开了一种光伏跟踪控制器，获取光伏跟踪相关信息，光伏跟踪相关信息包括光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令，当交流功率状态为交流限功率状态，且光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，根据该第一控制指令控制光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。由此可知，本发明在不增加硬件成本的基础上，当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架反向跟踪转动来降低光照入射角，从而使得光伏跟踪支架上安装的光伏组件的功率适当下降，降低此时光伏逆变器的直流电压，避免光伏逆变器的直流电压过高，有效降低光伏逆变器内部功率半导体存在的过压风险，并可以提高光伏逆变器内部器件的使用寿命。

随着光伏组件功率的下降，光伏逆变器在交流限功率状态下的直流工作电压会逐渐降低，当光伏逆变器的直流工作电压不超过阈值电压时，光伏逆变器生成跟踪支架降损命令，并将交流限功率状态和跟踪支架降损命令发送至数据采集器，再由数据采集器发送至光伏跟踪控制器。或者，光伏逆变器将交流限功率状态和自身的直流工作电压发送至数据采集器，由数据采集器确定光伏逆变器的直流工作电压不超过阈值电压时，生成跟踪支架降损命令，并将交流限功率状态和跟踪支架降损命令发送至光伏跟踪控制器。

因此，为进一步优化上述实施例，光伏跟踪控制器还可以包括：

第二控制命令生成单元，用于当交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令，其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成；

第二控制单元，用于根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

综上可知，本发明在不增加硬件成本的基础上，当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架反向跟踪转动来降低光照入射角，从而使得光伏跟踪支架上安装的光伏组件的功率适当下降，降低此时光伏逆变器的直流电压，避免光伏逆变器的直流电压过高，有效降低光伏逆变器内部功率半导体存在的过压风险，并可以提高光伏逆变器内部器件的使用寿命。

另外，本发明当光伏逆变器处于交流限功率状态，且光伏逆变器的直流工作电压未超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变，来降低光伏跟踪支架再次跟踪太阳光线所带来的光伏系统损耗。

当光伏逆变器的输出功率随着输入功率的降低，光伏逆变器不再处于交流限功率状态时，光伏逆变器由交流限功率状态切换为交流正常功率状态，光伏逆变器通过数据采集器将交流正常功率状态发送至光伏跟踪控制器，由光伏跟踪控制器控制光伏跟踪支架进行最佳光照入射角跟踪。

因此，为进一步优化上述实施例，光伏跟踪控制器还可以包括：

第三控制命令生成单元，用于当所述交流功率状态为交流正常功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架正常跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成最佳光照入射角跟踪的第三控制指令；

第三控制单元，用于根据所述第三控制指令控制所述光伏跟踪支架进行最佳光照入射角跟踪。

与上述实施例相对应，本发明还公开了一种光伏跟踪系统。

参见图5，本发明实施例公开的一种光伏跟踪系统的结构示意图，光伏跟踪系统包括：光伏逆变器301、数据采集器302、光伏跟踪支架303、光伏组件304以及图3所示实施例中的光伏跟踪控制器305。

其中：

数据采集器302分别与光伏逆变器301和光伏跟踪控制器305连接，所述数据采集器302用于向所述光伏跟踪控制器305发送光伏跟踪相关信息。

所述光伏跟踪相关信息包括：所述光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令。

电参量可以包括：光伏逆变器的交流电功率、交流电压、交流电流、直流电功率、直流工作电压和直流工作电流。

需要说明的是，光伏逆变器301可以包括组串逆变器、集中式逆变器、汇流箱和含DC/DC(Direct Current，直流变换器)变换单元的智能汇流箱中的任意一种。

所述光伏跟踪控制器305与所述光伏跟踪支架303连接，所述光伏跟踪支架303上安装有所述光伏组件304，所述光伏组件304接入至所述光伏逆变器301。

其中，光伏逆变器301可以直接与该光伏逆变器301接入的光伏组件304的跟踪控制器直接通讯，也可以是通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，或RS485，或以太网，或无线WiFi，或LoRa进行数据传输。

所述光伏跟踪控制器305用于完成所述光伏跟踪支架转动的控制，当所述交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架303反向跟踪转动，降低光照入射角，其中，所述跟踪支架反跟踪命令在所述光伏逆变器301的直流工作电压超过阈值电压时生成。

综上可知，本发明公开了一种光伏跟踪系统，包括：光伏逆变器301、数据采集器302、光伏跟踪支架303、光伏组件304以光伏跟踪控制器305，光伏跟踪控制器305获取光伏跟踪相关信息，光伏跟踪相关信息包括光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令，当交流功率状态为交流限功率状态，且光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，根据该第一控制指令控制光伏跟踪支架303反向跟踪转动，降低光照入射角。由此可知，本发明在不增加硬件成本的基础上，当光伏逆变器301处于交流限功率状态，且光伏逆变器301的直流工作电压超过阈值电压时，通过控制光伏跟踪支架303反向跟踪转动来降低光照入射角，从而使得光伏跟踪支架303上安装的光伏组件304的功率适当下降，降低此时光伏逆变器301的直流电压，避免光伏逆变器301的直流电压过高，有效降低光伏逆变器301内部功率半导体存在的过压风险，并可以提高光伏逆变器301内部器件的使用寿命。

为便于确定光伏跟踪支架303的转动角度，在实际应用中，在光伏跟踪支架303上还安装有角度传感器306，角度传感器306将采集的光伏跟踪支架303的实时转动角度反馈至光伏跟踪控制器305，由光伏跟踪控制器305根据光伏跟踪支架303的实时转动角度对光伏跟踪支架303进行控制。

其中，光伏跟踪支架包括：支架、转动机械结构、电机和配电箱。配电箱内含有完成支架转动所需的电源供电、通讯接收与发送、指令处理与计算等电路及器件。光伏跟踪支架的具体结构组成可参见现有成熟方案，此处不再赘述。

需要特别说明的是，在实际应用中，跟踪支架反跟踪命令可以由光伏逆变器301生成，或是由数据采集器302生成。当跟踪支架反跟踪命令由光伏逆变器301生成时，光伏逆变器301发送至数据采集器302的初始光伏跟踪相关信息中会包含光伏跟踪支架跟踪命令，反之，当跟踪支架反跟踪命令由数据采集器302生成时，光伏逆变器301发送至数据采集器302的初始光伏跟踪相关信息中不包含跟踪支架反跟踪命令。

光伏逆变器301用于向所述数据采集器302发送至少包含所述交流功率状态和所述电参量的初始光伏跟踪相关信息。

数据采集器302，用于在所述交流功率状态为交流限功率状态时，判断所述初始光伏跟踪相关信息是否包括所述跟踪支架反跟踪命令，如果是，则将所述初始光伏跟踪相关信息作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器305，如果否，则在所述电参量中所述光伏逆变器的直流工作电压超过所述阈值电压时，生成所述跟踪支架反跟踪命令，并将所述初始光伏跟踪相关信息连同所述跟踪支架反跟踪命令作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器305。

其中，光伏逆变器301和数据采集器302之间，可以通过PLC、RS485和以太网中的任意一种方式进行数据传输。

数据采集器302和光伏跟踪控制器305之间，可以通过PLC、RS485和以太网中的任意一种方式进行数据传输。

需要特别说明的是，在实际应用中，跟踪支架降损命令可以由光伏逆变器301生成，或是由数据采集器302生成。当跟踪支架降损命令由光伏逆变器301生成时，光伏逆变器301发送至数据采集器302的初始光伏跟踪相关信息中会包含跟踪支架降损命令，反之，当跟踪支架降损命令由数据采集器302生成时，光伏逆变器301发送至数据采集器302的初始光伏跟踪相关信息中不包含跟踪支架降损命令。

数据采集器302还可以用于：在所述交流功率状态为交流限功率状态时，判断所述初始光伏跟踪相关信息是否包括跟踪支架降损命令，如果是，则将所述初始光伏跟踪相关信息作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器305，如果否，则在所述光伏逆变器的直流工作电压不超过所述阈值电压时，生成所述跟踪支架降损命令，并将所述初始光伏跟踪相关信息连同所述跟踪支架降损命令作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器305。

上述实施例中，光伏跟踪控制器305获取的光伏跟踪相关信息还包括：光伏电站经纬度位置和当前气象信息。

具体的，光伏跟踪控制器305还可以用于：

直接接收后台服务器307发送的光伏电站经纬度位置和当前气象信息；

或者，

通过数据采集器302接收后台服务器307发送的光伏电站经纬度位置和当前气象信息。

如图5所示，光伏跟踪控制器305可以包括：光伏跟踪总控制器3051和光伏跟踪从控制器3052；

所述光伏跟踪总控制器3051分别与所述数据采集器302和所述光伏跟踪从控制器3052连接，所述光伏跟踪从控制器3052与所述光伏跟踪支架303连接。

需要特别说明的是，在实际应用中，控制伏跟踪支架303的第一控制指令可以由光伏跟踪总控制器3051，或是由光伏跟踪从控制器3052生成。

(1)当控制伏跟踪支架303的第一控制指令由光伏跟踪总控制器3051生成时，具体如下：

所述光伏跟踪总控制器3051用于接收所述数据采集器302发送的所述光伏跟踪相关信息，并当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述光伏跟踪从控制器3052；

所述光伏跟踪从控制器3052根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架303反向跟踪转动，降低光照入射角。

(2)当控制伏跟踪支架303的第一控制指令由光伏跟踪从控制器3052生成时，具体如下：

所述光伏跟踪总控制器3051还用于接收所述光伏跟踪相关信息，并将所述光伏跟踪相关信息转发至所述光伏跟踪从控制器3052；

所述光伏跟踪从控制器3052用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第一控制指令，并根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架303反向跟踪转动，降低光照入射角。

同样，在实际应用中，控制伏跟踪支架303的第二控制指令可以由光伏跟踪总控制器3051，或是由光伏跟踪从控制器3052生成。

(1)当控制伏跟踪支架303的第二控制指令由光伏跟踪总控制器3051生成时，具体如下：

光伏跟踪总控制器3051还用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述光伏跟踪从控制器3052，其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成；

所述光伏跟踪从控制器3052根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架303降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架303的跟踪角度维持不变。

(2)当控制伏跟踪支架303的第二控制指令由光伏跟踪从控制器3052生成时，具体如下：

光伏跟踪总控制器3051还用于接收所述光伏跟踪相关信息，并将所述光伏跟踪相关信息转发至所述光伏跟踪从控制器3052；

所述光伏跟踪从控制器3052还用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为所述跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第二控制指令，并根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架303降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架303的跟踪角度维持不变。

需要特别说明的是，光伏跟踪系统中各组成部分的具体工作原理，请参见方法实施例对应部分，此处不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，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。在没有更多限制的情况下，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。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (17)

1.一种光伏跟踪支架控制方法，其特征在于，应用于光伏跟踪控制器，控制方法包括：

获取光伏跟踪相关信息，所述光伏跟踪相关信息包括：光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令；

当所述交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，其中，所述跟踪支架反跟踪命令在所述光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时生成；

根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

2.根据权利要求1所述的光伏跟踪支架控制方法，其特征在于，还包括：

当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令，其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成；

根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的光伏跟踪支架控制方法，其特征在于，当所述光伏逆变器的交流功率到达最大限制功率时，所述光伏逆变器的交流功率状态切换为所述交流限功率状态；

或者，当所述光伏逆变器接收到后台服务器发送的功率调度指令时，所述光伏逆变器的交流功率状态切换为所述交流限功率状态。

4.根据权利要求1所述的光伏跟踪支架控制方法，其特征在于，还包括：

当所述交流功率状态为交流正常功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架正常跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成最佳光照入射角跟踪的第三控制指令；

根据所述第三控制指令控制所述光伏跟踪支架进行最佳光照入射角跟踪。

5.一种光伏跟踪控制器，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取光伏跟踪相关信息，所述光伏跟踪相关信息包括：光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令；

第一控制命令生成单元，用于当所述交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，其中，所述跟踪支架反跟踪命令在所述光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时生成；

第一控制单元，用于根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

6.根据权利要求5所述的光伏跟踪控制器，其特征在于，还包括：

第二控制命令生成单元，用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令，其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成；

第二控制单元，用于根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

7.根据权利要求5所述的光伏跟踪控制器，其特征在于，还包括：

第三控制命令生成单元，用于当所述交流功率状态为交流正常功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架正常跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成最佳光照入射角跟踪的第三控制指令；

第三控制单元，用于根据所述第三控制指令控制所述光伏跟踪支架进行最佳光照入射角跟踪。

8.一种光伏跟踪系统，其特征在于，包括：光伏逆变器、数据采集器、光伏跟踪支架、光伏组件以及权利要求5～7任意一项所述的光伏跟踪控制器；

所述数据采集器分别与所述光伏逆变器和所述光伏跟踪控制器连接，所述数据采集器用于向所述光伏跟踪控制器发送光伏跟踪相关信息，所述光伏跟踪相关信息包括：所述光伏逆变器的交流功率状态、电参量和光伏跟踪支架跟踪命令；

所述光伏跟踪控制器与所述光伏跟踪支架连接，所述光伏跟踪支架上安装有所述光伏组件，所述光伏组件接入至所述光伏逆变器，所述光伏跟踪控制器用于完成所述光伏跟踪支架转动的控制，当所述交流功率状态为交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光照入射角的第一控制指令，根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角，其中，所述跟踪支架反跟踪命令在所述光伏逆变器的直流工作电压超过阈值电压时生成。

9.根据权利要求8所述的光伏跟踪系统，其特征在于，

所述光伏逆变器用于向所述数据采集器发送至少包含所述交流功率状态和所述电参量的初始光伏跟踪相关信息；

所述数据采集器，用于在所述交流功率状态为交流限功率状态时，判断所述初始光伏跟踪相关信息是否包括所述跟踪支架反跟踪命令，如果是，则将所述初始光伏跟踪相关信息作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器，如果否，则在所述电参量中所述光伏逆变器的直流工作电压超过所述阈值电压时，生成所述跟踪支架反跟踪命令，并将所述初始光伏跟踪相关信息连同所述跟踪支架反跟踪命令作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器。

10.根据权利要求9所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述数据采集器还用于：

在所述交流功率状态为交流限功率状态时，判断所述初始光伏跟踪相关信息是否包括跟踪支架降损命令，如果是，则将所述初始光伏跟踪相关信息作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器，如果否，则在所述光伏逆变器的直流工作电压不超过所述阈值电压时，生成所述跟踪支架降损命令，并将所述初始光伏跟踪相关信息连同所述跟踪支架降损命令作为所述光伏跟踪相关信息发送至所述光伏跟踪控制器。

11.根据权利要求8所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述光伏跟踪相关信息还包括：光伏电站经纬度位置和当前气象信息。

12.根据权利要求11所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述光伏跟踪控制器还用于：

直接接收后台服务器发送的所述光伏电站经纬度位置和所述当前气象信息；

或者，

通过所述数据采集器接收所述后台服务器发送的所述光伏电站经纬度位置和所述当前气象信息。

13.根据权利要求8所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述光伏跟踪控制器包括：光伏跟踪总控制器和光伏跟踪从控制器；

所述光伏跟踪总控制器分别与所述数据采集器和所述光伏跟踪从控制器连接，所述光伏跟踪从控制器与所述光伏跟踪支架连接；

所述光伏跟踪总控制器用于接收所述数据采集器发送的所述光伏跟踪相关信息，并当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述光伏跟踪从控制器；

所述光伏跟踪从控制器根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

14.根据权利要求13所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述光伏跟踪总控制器还用于接收所述光伏跟踪相关信息，并将所述光伏跟踪相关信息转发至所述光伏跟踪从控制器；

所述光伏跟踪从控制器用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架反跟踪命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第一控制指令，并根据所述第一控制指令控制所述光伏跟踪支架反向跟踪转动，降低光照入射角。

15.根据权利要求13所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述光伏跟踪总控制器还用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成降低光伏系统损耗的第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述光伏跟踪从控制器，其中，所述跟踪支架降损命令在所述光伏逆变器的所述直流工作电压不超过所述阈值电压时生成；

所述光伏跟踪从控制器根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

16.根据权利要求14所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述光伏跟踪总控制器还用于接收所述光伏跟踪相关信息，并将所述光伏跟踪相关信息转发至所述光伏跟踪从控制器；

所述光伏跟踪从控制器还用于当所述交流功率状态为所述交流限功率状态，且所述光伏跟踪支架跟踪命令为所述跟踪支架降损命令时，根据所述光伏跟踪相关信息生成所述第二控制指令，并根据所述第二控制指令控制所述光伏跟踪支架降低转动跟踪频率或控制所述光伏跟踪支架的跟踪角度维持不变。

17.根据权利要求8所述的光伏跟踪系统，其特征在于，所述光伏逆变器包括：组串逆变器、集中式逆变器、汇流箱和含DC/DC变换单元的智能汇流箱中的任意一种。

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