CN114006580B - 一种光伏发电系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏发电系统及其控制方法，其各调压单元的第二侧分别接入对应光伏组串的功率传输回路中，以构成一个串联支路；相比于现有技术中设置于各光伏组串的功率传输支路上的DCDC变换器，本发明通过调压单元第二侧的电压对相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，这些调压单元的功率容量及输出电压设计范围能够满足光伏组串之间MPPT电压偏差的需求即可，降低了相应成本；而且，由于上述连接关系的设置，相比于光伏组串的功率，经过各调压单元的功率只是很小一部分，并不需要对光伏组串的全部功率进行变换传输，所以避免了光伏组串的功率传输损耗，光伏组串的电能传输效率得到大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏发电系统及其控制方法。
背景技术
传统光伏发电系统方案的架构中，多个光伏组串直接并联接入光伏逆变器的直流侧，该光伏逆变器通过MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制，进行最大功率发电。但是由于光伏组件的差异，比如摆放位置不同或者遮挡等原因，会使得每个光伏组串的MPPT电压不同；因此，在多个光伏组串直接并联接入的情况下，会导致部分光伏组件无法真正实现最大功率发电。
针对该问题，目前的技术方案如图1所示，在光伏组串的功率传输支路中设置一个相应的DCDC变换器，通过各个DCDC变换器来实现多路MPPT接入，解决上述并联失配问题。
但是图1所示的该方案中，由于DCDC变换器是设置于光伏组串的功率传输支路中的，必然会导致光伏组串的功率传输多一级损耗，因此不仅导致效率损失严重，还会带来散热成本较高的问题；另外，这种设置方式还会导致DCDC变换器的功率容量及输出电压设计范围均较高，导致成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光伏发电系统及其控制方法，以降低损耗和成本。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种光伏发电系统，包括：至少两个光伏组串、至少两个单级变换的调压单元以及光伏逆变器；其中：
各所述调压单元的第一侧均连接电源；
各所述调压单元的第二侧，分别串联接入对应所述光伏组串的功率传输回路中，以与对应所述光伏组串构成一个串联支路；
各所述串联支路的两端并联连接于第一直流汇流母线；
所述光伏逆变器的直流侧连接于所述第一直流汇流母线；
各所述调压单元用于在所述光伏逆变器确定系统最大功率点之后，分别通过调节自身第二侧的电压，对相应所述光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应所述光伏组串以自身最大功率进行输出。
可选的，各所述调压单元的第二侧均具备正负电压可调的能力。
可选的，所述调压单元为DC/DC变换器，所述电源为所述第一直流汇流母线；或者，
所述调压单元为DC/AC变换器，所述电源为所述光伏逆变器的交流侧。
可选的，还包括：设置于各所述调压单元与所述电源之间的变换单元；
各所述调压单元的第一侧并联连接于第二母线；
所述第二母线通过所述变换单元连接所述电源。
可选的，所述调压单元为DC/DC变换器，所述第二母线为第二直流汇流母线，所述变换单元为DC/DC变换器且所述电源为所述第一直流汇流母线，或者，所述变换单元为DC/AC变换器且所述电源为所述光伏逆变器的交流侧；
或者，
所述调压单元为DC/AC变换器，所述第二母线为交流母线，所述变换单元为AC/DC变换器且所述电源为所述第一直流汇流母线，或者，所述变换单元为AC/AC变换器且所述电源为所述光伏逆变器的交流侧。
可选的，各所述调压单元的第二侧正负极之间，还分别连接有一个第一电控开关；和/或，
各所述调压单元的第一侧至少一极支路上，还设置有相应的第二电控开关。
本发明第二方面还提供了一种光储系统，包括：至少两个光伏组串、至少两个调压单元、光伏逆变器以及储能系统；其中：
各所述调压单元的第二侧，分别串联接入对应所述光伏组串的功率传输回路中，以与对应所述光伏组串构成一个串联支路；
各所述串联支路的两端并联连接于第一直流汇流母线；
所述光伏逆变器的直流侧连接于所述第一直流汇流母线；
各所述调压单元的第一侧并联连接于第二母线；
所述储能系统连接所述第二母线；
各所述调压单元用于在所述光伏逆变器确定系统最大功率点之后，分别通过调节自身第二侧的电压，对相应所述光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应所述光伏组串以自身最大功率进行输出。
可选的，各所述调压单元的第二侧均具备正负电压可调的能力。
可选的，所述调压单元为DC/DC变换器，所述第二母线为第二直流汇流母线，所述储能系统包括至少一个蓄电池；
或者，
所述调压单元为DC/AC变换器，所述第二母线为交流母线，所述储能系统包括AC/DC变换器及其直流侧连接的至少一个蓄电池。
可选的，还包括：设置于所述第二直流汇流母线与所述光伏逆变器的交流侧之间的DC/AC变换器；
或者，
所述交流母线还与所述光伏逆变器的交流侧相连。
可选的，各所述调压单元的第二侧正负极之间，还分别连接有一个第一电控开关；和/或，
各所述调压单元的第一侧至少一极支路上，还设置有相应的第二电控开关。
本发明第三方面还提供了一种光伏发电系统的控制方法，应用于如上述第一方面任一段落所述的光伏发电系统，所述控制方法包括：
控制所述光伏发电系统中各调压单元的第二侧生成预设电压；
控制所述光伏发电系统中的光伏逆变器进行最大功率点跟踪MPPT控制，确定系统最大功率点；
控制各所述调压单元通过调节其第二侧的电压，对所述光伏发电系统中相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应所述光伏组串以自身最大功率进行输出。
可选的，所述预设电压大于等于零，且小于等于预设值。
可选的，在任意步骤前后还包括：
在各所述光伏组串的输出电压小于所述光伏逆变器的并网要求最低电压时，控制各所述调压单元的第二侧生成补偿电压，使所述光伏发电系统中第一直流汇流母线上的电压达到所述并网要求最低电压。
可选的，各所述调压单元的第二侧正负极之间分别连接有相应第一电控开关时，在各所述调压单元的第二侧对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各所述第一电控开关切换为断开；并在任意所述调压单元的第二侧不需要对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应所述第一电控开关闭合；
各所述调压单元的第一侧至少一极支路上设置有相应的第二电控开关时，在各所述调压单元的第二侧对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各所述第二电控开关切换为闭合；并在任意所述调压单元的第二侧不需要对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应所述第二电控开关断开。
本发明第四方面还提供了一种光储系统的控制方法，应用于如上述第二方面任一段落所述的光储系统，所述控制方法包括：
控制所述光储系统中各调压单元的第二侧生成预设电压；
控制所述光储系统中的光伏逆变器进行MPPT控制，确定系统最大功率点；
控制各所述调压单元通过调节其第二侧的电压，对所述光储系统中相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应所述光伏组串以自身最大功率进行输出。
可选的，所述预设电压大于等于零，且小于等于预设值。
可选的，在任意步骤前后还包括：
在全部所述光伏组串的输出功率大于所述光伏逆变器的并网功率时，降低所述光伏逆变器的直流侧电压以及各所述调压单元的第二侧电压，并增加各所述调压单元向所述光储系统中储能系统的充电功率。
可选的，在任意步骤前后还包括：
在全部所述光伏组串的输出功率小于所述光伏逆变器的并网功率时，升高所述光伏逆变器的直流侧电压以及各所述调压单元的第二侧电压，并增加所述光储系统中储能系统向各所述调压单元的放电功率。
可选的，在任意步骤前后还包括：
在各所述光伏组串的输出电压小于所述光伏逆变器的并网要求最低电压时，控制各所述调压单元的第二侧生成补偿电压，使所述光储系统中第一直流汇流母线上的电压达到所述并网要求最低电压。
可选的，所述光储系统的第二母线直接或间接连接所述光伏逆变器的交流侧时，所述控制方法中，在任意步骤前后还包括：
控制所述储能系统向电网放电。
可选的，各所述调压单元的第二侧正负极之间分别连接有相应第一电控开关时，在各所述调压单元的第二侧对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各所述第一电控开关切换为断开；并在任意所述调压单元的第二侧不需要对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应所述第一电控开关闭合；
各所述调压单元的第一侧至少一极支路上设置有相应的第二电控开关时，在各所述调压单元的第二侧对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各所述第二电控开关切换为闭合；并在任意所述调压单元的第二侧不需要对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应所述第二电控开关断开。
本发明提供的光伏发电系统，其各调压单元的第二侧分别接入对应光伏组串的功率传输回路中，以构成一个串联支路，而各调压单元的第一侧均连接电源；相比于现有技术中设置于各光伏组串的功率传输支路上的DCDC变换器，本发明对于存在MPPT电压偏差的光伏组串，通过相应调压单元第二侧的电压对其输出功率进行二次扰动，而且这些调压单元的功率容量及输出电压设计范围能够满足光伏组串之间MPPT电压偏差的需求即可，降低了相应成本；而且，由于上述连接关系的设置，相比于光伏组串的功率，经过各调压单元的功率只是很小一部分，并不需要对光伏组串的全部功率进行变换传输，所以避免了光伏组串的功率传输损耗，光伏组串的电能传输效率得到大幅度提高。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的光伏发电系统的结构示意图；
图2至图7分别为本发明实施例提供的光伏发电系统的六种结构示意图；
图8至图11分别为本发明实施例提供的光储系统的四种结构示意图；
图12为本发明实施例提供的光伏发电系统和光储系统的控制方法的流程图。
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。
在本申请中，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。
本发明提供一种光伏发电系统，以降低损耗和成本。
如图2所示，该光伏发电系统，包括：至少两个光伏组串(如图2中所示的1#pvarray、2#pv array…n#pv array)、至少两个单级变换的调压单元101以及光伏逆变器200；其中：
各调压单元101的第一侧均连接电源；较为简单的，若调压单元101为DC/DC变换器(如图2中所示的1#DCDC、2#DCDC…n#DCDC)，则电源可以为光伏逆变器200直流侧所接的第一直流汇流母线(如图2所示)，也即利用第一直流汇流母线的电压作为直流稳压电源，并且各路光伏组串的功率差可以通过第一直流汇流母线流入或流出；或者，若调压单元101为DC/AC变换器(如图3中所示的1#DCAC、2#DCAC…n#DCAC)，其可以运行在输出恒直流电压模式，则电源可以为光伏逆变器200的交流侧(如图3所示)；两种情况都是利用系统现有的设置，均能够节约额外的电源设置成本。
各调压单元101的第二侧，分别串联接入对应光伏组串的功率传输回路中，以与对应光伏组串构成一个串联支路。实际应用中，各调压单元101的第二侧，可以分别串联接入对应光伏组串的负极传输支路中(如图2和图3中所示)，也可以分别串联接入对应光伏组串的正极传输支路中(未进行图示)；视其应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。而且，各调压单元101可以是隔离式的变换设备，也可以是非隔离式的功率变换设备，均在本申请的保护范围内。
各串联支路的两端并联连接于第一直流汇流母线，光伏逆变器200的直流侧也连接于第一直流汇流母线；也即各串联支路通过该第一直流汇流母线并联后向光伏逆变器200传输功率，以通过光伏逆变器200实现并网发电。
各调压单元101用于在光伏逆变器200确定系统最大功率点之后，分别通过调节自身第二侧的电压，对相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应光伏组串以自身最大功率进行输出。
具体的，在系统启动时，可以先让各调压单元101的第二侧工作在预设电压Vo，该预设电压Vo具体可以是0，也可以是一个小于等于预设值的值，比如10V。然后启动光伏逆变器200，进行MPPT控制；但是由于每个光伏组件的特性差异和/或布置环境的差异，实际每个光伏组件的最大功率点是有差异的；因此当光伏逆变器200找到系统最大功率点时，各调压单元101控制其第二侧电压分别为V1o，V2o…Vno，以进行二次MPPT的正负扰动；这些电压V1o，V2o…Vno可以是正电压，也可以是负电压，也即各调压单元101的第二侧均具备正负电压可调的能力，使每个光伏组串的输出电压可以增大也可以减小；此时每个光伏组串与扰动前的最大功率进行比较，若功率减少，则说明该光伏组串已经处于最大功率，则控制对应调压单元101的第二侧电压为0，相应光伏组串保持原最大功率输出；若功率增大，则继续通过控制对应调压单元101的第二侧电压扰动光伏组串功率，直到找到新的最大功率点；使相应光伏组串能够保持在重新扰动后的电压，以自身的最大功率进行输出。
本发明提供的光伏发电系统，通过上述连接关系及工作原理，能够找到每个光伏组串真正的最大功率点，减少光伏组串并联失配的问题，提高发电量；并且，相比于现有技术中设置于各光伏组串的功率传输支路上的DCDC变换器，本发明对于存在MPPT电压偏差的光伏组串，通过相应调压单元101第二侧的电压对其输出功率进行二次扰动，而且这些调压单元101的功率容量设计范围能够满足光伏组串之间MPPT电压偏差的需求即可，降低了相应成本；另外，由于上述连接关系的设置，相比于光伏组串的功率，经过各调压单元101的功率只是很小一部分，并不需要对光伏组串的全部功率进行变换传输，所以避免了光伏组串的功率传输损耗，光伏组串的电能传输效率得到大幅度提高。
并且，各调压单元101的第二侧电压的设计范围也是能够满足光伏组串之间MPPT电压偏差的需求即可，所以各调压单元101的第二侧电压可以大幅度降低，使得各调压单元101的器件耐压降低，相同电流等级的情况下，器件耐压的降低，也就意味着器件成本的下降，并且电压等级降低，安规的成本也相应的降低。
另外，当各光伏组串电压低于逆变器200的并网要求最低电压时，也可以通过叠加相应调压单元101第二侧生成的补偿电压，使第一直流汇流母线上的电压达到该并网要求最低电压，确保光伏逆变器200可以并网发电，降低光伏逆变器200的成本。
实际应用中，该光伏发电系统，还可以是图4、图5、图6或图7所示的结构，也即在各调压单元101与电源之间还包括有一级功率变换环节，即图4至图7中所示的变换单元102。
各调压单元101的第一侧并联连接于第二母线；第二母线通过变换单元102连接电源。
如图4或图5所示，若调压单元101为DC/DC变换器，则第二母线为第二直流汇流母线；此时，变换单元102可以为DC/DC变换器且电源为第一直流汇流母线(如图4所示)，或者，该变换单元102也可以为DC/AC变换器且电源为光伏逆变器200的交流侧(如图5所示)。
或者，如图6或图7所示，若调压单元101为DC/AC变换器，则第二母线为交流母线；此时，变换单元102可以为AC/DC变换器且电源为第一直流汇流母线(如图6所示)，或者，该变换单元102也可以为AC/AC变换器且电源为光伏逆变器200的交流侧(如图7所示)。
图4至图7中所示，各光伏组串与电源之间的功率传输，都经过了两级变换，调压单元101作为一级变换、变换单元102作为另一级变换；此时，各调压单元101可以通过第二母线进行功率互通，若各调压单元101的功率之和为零，则无需变换单元102运行；若各调压单元101的功率之和有剩余，则可以通过变换单元102来实现第二母线与电源之间的功率传输。而且，该第二母线与第一直流汇流母线相互独立，避免了两者之间的互相影响。
在上述实施例的基础之上，优选的，各调压单元101的第二侧正负极之间，还分别连接有一个第一电控开关(如图2至图7中所示的K11、K12…K1n)；和/或，各调压单元101的第一侧至少一极支路(图2至图7中均以一极支路为例进行展示)上，还设置有相应的第二电控开关(如图2至图7中所示的K21、K22…K2n)。
以各调压单元101分别配置有相应的第一电控开关和第二电控开关为例进行说明：在光伏逆变器200启动时，可以先控制各第一电控开关闭合、各第二电控开关断开，该光伏逆变器200再进行MPPT控制。而且，在该光伏逆变器200找到系统最大功率点之后，还应该控制各第一电控开关断开、各第二电控开关闭合，以使各调压单元101能够实现与电源之间的连接，且其第二侧电压的调节能够作用于相应的串联支路中。再者，在光伏组串找到自身真正的最大功率点之后，可以控制相应的第一电控开关闭合、第二电控开关断开，以提高系统效率。也即，可以根据需要进行各个第一电控开关及对应第二电控开关的选通，使每个调压单元101选择性接入，提高系统的发电效率。
另外，若各调压单元101还需要通过其第二侧生成的补偿电压，使第一直流汇流母线上的电压达到并网要求最低电压，确保光伏逆变器200可以并网发电，则在各调压单元101的第二侧生成补偿电压的同时，也应当控制各第一电控开关断开、各第二电控开关闭合，以使各调压单元101能够实现与电源之间的连接，且其第二侧生成的补偿电压能够作用于相应的串联支路中。
实际应用中，第一电控开关和第二电控开关并不一定要同时配备，也可以仅配备其中一种，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
本发明另一实施例还提供了一种光储系统，如图8所示，包括：至少两个光伏组串(如图8中所示的1#pv array、2#pv array…n#pv array)、至少两个调压单元101、光伏逆变器200以及储能系统300；其中：
各调压单元101的第二侧，分别串联接入对应光伏组串的功率传输回路中，以与对应光伏组串构成一个串联支路；各串联支路的两端并联连接于第一直流汇流母线。光伏逆变器200的直流侧连接于第一直流汇流母线。
上述结构设置均可以具体参见上述实施例，不再一一赘述。与上述实施例不同的是，各调压单元101的第一侧并联连接于第二母线，储能系统300也连接于第二母线，以为各调压单元101提供可靠的稳压源。第一直流汇流母线与第二母线相互独立，能够减少系统间的相互影响。
各调压单元101的作用也与上述实施例相同，也即在光伏逆变器200确定系统最大功率点之后，分别通过调节自身第二侧的电压，对相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应光伏组串以自身最大功率进行输出。各调压单元101的第二侧也是均具备正负电压可调的能力。不同的是，各调压单元101运行时，若功率之和有剩余，则第二母线需要与储能系统300进行功率传输。
而且，当各光伏组串电压低于逆变器200的并网要求最低电压时，也可以通过叠加相应调压单元101第二侧生成的补偿电压，来确保光伏逆变器200可以并网发电。
该光储系统中，对于调压单元101、第二母线以及储能系统300的具体选型，有以下几种形式：
如图8所示，调压单元101为DC/DC变换器，第二母线为第二直流汇流母线，储能系统300包括至少一个蓄电池，图8中以一个为例进行展示；当储能系统300包括至少两个蓄电池时，各蓄电池均与第二直流汇流母线相连。
如图9所示，调压单元101为DC/AC变换器，第二母线为交流母线，储能系统300：包括AC/DC变换器及其直流侧连接的至少一个蓄电池(图9中也以一个为例进行展示)。
在图8的基础之上，如图10所示，该光储系统还包括：设置于第二直流汇流母线与光伏逆变器200的交流侧之间的DC/AC变换器；则在并网容量允许的情况下，第二直流汇流母线还可以通过DC/AC变换器向电网放电。
在图9的基础之上，如图11所示，该交流母线还与光伏逆变器200的交流侧相连；则在并网容量允许的情况下，调压单元101和/或储能系统300中的AC/DC变换器也能够通过该交流母线向电网放电。
该蓄电池可以是磷酸铁锂电池、铅酸电池等任意存储介质。
实际应用中，各调压单元101的第二侧正负极之间，也可以分别连接有一个第一电控开关；和/或，各调压单元101的第一侧至少一极支路上，也可以设置有相应的第二电控开关；其动作时机与上述实施例相同，不再赘述。
具体的工作原理为：
在光伏逆变器200未出现限功率，光伏组串可以满发功率时，光伏逆变器200进行MPPT控制，当找到系统最大功率点时，启动各个调压单元101进行光伏组串的二次功率扰动，减少光伏组串并联失配，此时各光伏组串在第二母线上的功率之和，若有剩余，比如多发了电量，则可以充到蓄电池中。
当光伏逆变器200出现限功率时，即全部光伏组串的输出功率大于光伏逆变器200的并网功率时，通过降低光伏逆变器200的直流侧电压，同时降低各调压单元101的第二侧电压，并增加各调压单元101向储能系统300的充电功率。比如，光伏组串和第一直流汇流母线的电压都为1500V，调压单元101的电压为0V；这时可以使光伏逆变器200的直流侧电压从1500V降低为1400V，同时使各调压单元101第二侧电压从0V降低为-100V，而且各调压单元101的第二侧将作为输入端，也即各调压单元101的运行会使蓄电池充电；此时各光伏组串的电压仍然会是1500V，也即在确保光伏组串能够发电最多的情况下，减少了光伏逆变器200的发电功率，增加调压单元101对蓄电池的充电功率。
当光伏组件的发电功率低、光伏逆变器200发更多电量时，也即全部光伏组串的输出功率小于光伏逆变器200的并网功率时，在保证光伏组串在最大功率点的电压情况下，增加调压单元101第二侧的电压，同时增加光伏逆变器200的直流电压，确保能够将蓄电池的电量可以通过调压单元101和光伏逆变器200发到电网上。比如，光伏组串和第一直流汇流母线的电压都为1400V，调压单元101的电压为0V；这时可以使光伏逆变器200的直流侧电压从1400V升高为1500V，同时使各调压单元101第二侧电压从0V升高为100V，而且各调压单元101的第二侧将作为输出端，也即各调压单元101的运行会使蓄电池放电；此时各光伏组串的电压仍然会是1400V，还可以保持其最大功率点。
本实施例通过在各调压单元101的输入端接入储能系统300，组成光伏储能系统，可以通过对蓄电池的充放电，最大化的减少限发或超配带来的发电量损失。
而且，当每个光伏组串都处于最大发电功率下运行，且光伏逆变器200也可以正常发电时，则闭合各第一电控开关K11、K12……K1n，断开各第二电控开关K21、K22……K2n，各调压单元101不工作，提高系统效率。
本发明另一所述还提供了一种光伏发电系统的控制方法，应用于如上述实施例中所述的光伏发电系统，该光伏发电系统可以是如图2至图7任一所示的结构，其具体连接关系参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
参见图12，该控制方法包括：
S101、控制各调压单元的第二侧生成预设电压。
该预设电压大于等于零，且小于等于预设值，比如0V或10V等取值。
S102、控制光伏逆变器进行MPPT控制，确定系统最大功率点。
S103、控制各调压单元通过调节其第二侧的电压，对相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应光伏组串以自身最大功率进行输出。
该控制方法能够在不影响原光伏逆变器MPPT效果的基础上，通过增加调压单元进行二次功率扰动，减少光伏组串并联失配的问题，提高发电量。
优选的，该控制方法在上述任意步骤前后还可以包括：在各光伏组串的输出电压小于光伏逆变器的并网要求最低电压时，控制各调压单元的第二侧生成补偿电压，使光伏发电系统中第一直流汇流母线上的电压达到并网要求最低电压。
而且，当各调压单元的第二侧正负极之间分别连接有相应第一电控开关时，在各调压单元的第二侧对相应光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各第一电控开关切换为断开；并在任意调压单元的第二侧不需要对相应光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应第一电控开关闭合。
当各调压单元的第一侧至少一极支路上设置有相应的第二电控开关时，在各调压单元的第二侧对相应光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各第二电控开关切换为闭合；并在任意调压单元的第二侧不需要对相应光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应第二电控开关断开。
以第一电控开关和第二电控开关均存在且调压单元需要进行二次扰动为例，可以在步骤S102之前，先控制各第一电控开关闭合、各第二电控开关断开。并在步骤S103之前，先控制各第一电控开关断开、各第二电控开关闭合。然后在使相应光伏组串以自身最大功率进行输出之后，对于第二侧电压为零的调压单元，还可以控制相应第一电控开关闭合、相应第二电控开关断开，以提高系统效率。
该方法的具体实现过程及原理可以参见上述实施例，此处不再一一赘述。
本发明另实施例还提供了一种光储系统的控制方法，应用于如上述实施例所述的光储系统，该光储系统可以是如图8至图11任一所示的结构，其具体连接关系参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
参见图12，该控制方法也包括：
S101、控制各调压单元的第二侧生成预设电压。
该预设电压大于等于零，且小于等于预设值。
S102、控制光伏逆变器进行MPPT控制，确定系统最大功率点。
S103、控制各调压单元通过调节其第二侧的电压，对相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应光伏组串以自身最大功率进行输出。
优选的，在任意步骤前后，还包括：在全部光伏组串的输出功率大于光伏逆变器的并网功率时，降低光伏逆变器的直流侧电压以及各调压单元的第二侧电压，并增加各调压单元向光储系统中储能系统的充电功率。
和/或，在任意步骤前后还包括：在全部光伏组串的输出功率小于光伏逆变器的并网功率时，升高光伏逆变器的直流侧电压以及各调压单元的第二侧电压，并增加光储系统中储能系统向各调压单元的放电功率。
而且，当光储系统的第二母线直接或间接连接光伏逆变器的交流侧时，控制方法中，在任意步骤前后还包括：控制储能系统向电网放电。
优选的，该控制方法在上述任意步骤前后还可以包括：在各光伏组串的输出电压小于光伏逆变器的并网要求最低电压时，控制各调压单元的第二侧生成补偿电压，使光储系统中第一直流汇流母线上的电压达到并网要求最低电压。
而且，当各调压单元的第二侧正负极之间分别连接有相应第一电控开关时，在各调压单元的第二侧对相应光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各第一电控开关切换为断开；并在任意调压单元的第二侧不需要对相应光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应第一电控开关闭合。
当各调压单元的第一侧至少一极支路上设置有相应的第二电控开关时，在各调压单元的第二侧对相应光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各第二电控开关切换为闭合；并在任意调压单元的第二侧不需要对相应光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应第二电控开关断开。
以第一电控开关和第二电控开关均存在且调压单元需要进行二次扰动为例，可以在步骤S102之前，先控制各第一电控开关闭合、各第二电控开关断开。并在步骤S103之前，先控制各第一电控开关断开、各第二电控开关闭合。然后在使相应光伏组串以自身最大功率进行输出之后，对于第二侧电压为零的调压单元，还可以控制相应第一电控开关闭合、相应第二电控开关断开，以提高系统效率。
该方法的具体实现过程及原理可以参见上述实施例，此处不再一一赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，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 (20)
1.一种光伏发电系统，其特征在于，包括：至少两个光伏组串、至少两个单级变换的调压单元以及光伏逆变器；其中：
各所述调压单元的第一侧均连接电源；
各所述调压单元的第二侧，分别串联接入对应所述光伏组串的功率传输回路中，以与对应所述光伏组串构成一个串联支路；
各所述串联支路的两端并联连接于第一直流汇流母线；
所述光伏逆变器的直流侧连接于所述第一直流汇流母线；
各所述调压单元用于在所述光伏逆变器确定系统最大功率点之后，分别通过调节自身第二侧的电压，对相应所述光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应所述光伏组串以自身最大功率进行输出；
各所述调压单元的第二侧正负极之间，还分别连接有一个第一电控开关；和/或，
各所述调压单元的第一侧至少一极支路上，还设置有相应的第二电控开关；其中，在光伏逆变器启动时，先控制各第一电控开关闭合、各第二电控开关断开，所述光伏逆变器再进行MPPT控制；在所述光伏逆变器找到系统最大功率点之后，控制各第一电控开关断开、各第二电控开关闭合，以使各调压单元能够实现与电源之间的连接，且其第二侧电压的调节能够作用于相应的串联支路中；在光伏组串找到自身最大功率点之后，控制相应的第一电控开关闭合、第二电控开关断开，以提高系统效率。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，各所述调压单元的第二侧均具备正负电压可调的能力。
3.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述调压单元为DC/DC变换器，所述电源为所述第一直流汇流母线；或者，
所述调压单元为DC/AC变换器，所述电源为所述光伏逆变器的交流侧。
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：设置于各所述调压单元与所述电源之间的变换单元；
各所述调压单元的第一侧并联连接于第二母线；
所述第二母线通过所述变换单元连接所述电源。
5.根据权利要求4所述的光伏发电系统，其特征在于，所述调压单元为DC/DC变换器，所述第二母线为第二直流汇流母线，所述变换单元为DC/DC变换器且所述电源为所述第一直流汇流母线，或者，所述变换单元为DC/AC变换器且所述电源为所述光伏逆变器的交流侧；
或者，
所述调压单元为DC/AC变换器，所述第二母线为交流母线，所述变换单元为AC/DC变换器且所述电源为所述第一直流汇流母线，或者，所述变换单元为AC/AC变换器且所述电源为所述光伏逆变器的交流侧。
6.一种光储系统，其特征在于，包括：至少两个光伏组串、至少两个调压单元、光伏逆变器以及储能系统；其中：
各所述调压单元的第二侧，分别串联接入对应所述光伏组串的功率传输回路中，以与对应所述光伏组串构成一个串联支路；
各所述串联支路的两端并联连接于第一直流汇流母线；
所述光伏逆变器的直流侧连接于所述第一直流汇流母线；
各所述调压单元的第一侧并联连接于第二母线；
所述储能系统连接所述第二母线；
各所述调压单元用于在所述光伏逆变器确定系统最大功率点之后，分别通过调节自身第二侧的电压，对相应所述光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应所述光伏组串以自身最大功率进行输出；
各所述调压单元的第二侧正负极之间，还分别连接有一个第一电控开关；和/或，
各所述调压单元的第一侧至少一极支路上，还设置有相应的第二电控开关；其中，在光伏逆变器启动时，先控制各第一电控开关闭合、各第二电控开关断开，所述光伏逆变器再进行MPPT控制；在所述光伏逆变器找到系统最大功率点之后，控制各第一电控开关断开、各第二电控开关闭合，以使各调压单元能够实现与电源之间的连接，且其第二侧电压的调节能够作用于相应的串联支路中；在光伏组串找到自身最大功率点之后，控制相应的第一电控开关闭合、第二电控开关断开，以提高系统效率。
7.根据权利要求6所述的光储系统，其特征在于，各所述调压单元的第二侧均具备正负电压可调的能力。
8.根据权利要求6所述的光储系统，其特征在于，所述调压单元为DC/DC变换器，所述第二母线为第二直流汇流母线，所述储能系统包括至少一个蓄电池；
或者，
所述调压单元为DC/AC变换器，所述第二母线为交流母线，所述储能系统包括AC/DC变换器及其直流侧连接的至少一个蓄电池。
9.根据权利要求8所述的光储系统，其特征在于，还包括：设置于所述第二直流汇流母线与所述光伏逆变器的交流侧之间的DC/AC变换器；
或者，
所述交流母线还与所述光伏逆变器的交流侧相连。
10.一种光伏发电系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的光伏发电系统，所述控制方法包括：
控制所述光伏发电系统中各调压单元的第二侧生成预设电压；
控制所述光伏发电系统中的光伏逆变器进行最大功率点跟踪MPPT控制，确定系统最大功率点；
控制各所述调压单元通过调节其第二侧的电压，对所述光伏发电系统中相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应所述光伏组串以自身最大功率进行输出。
11.根据权利要求10所述的光伏发电系统的控制方法，其特征在于，所述预设电压大于等于零，且小于等于预设值。
12.根据权利要求10所述的光伏发电系统的控制方法，其特征在于，在任意步骤前后还包括：
在各所述光伏组串的输出电压小于所述光伏逆变器的并网要求最低电压时，控制各所述调压单元的第二侧生成补偿电压，使所述光伏发电系统中第一直流汇流母线上的电压达到所述并网要求最低电压。
13.根据权利要求10至12任一项所述的光伏发电系统的控制方法，其特征在于，各所述调压单元的第二侧正负极之间分别连接有相应第一电控开关时，在各所述调压单元的第二侧对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各所述第一电控开关切换为断开；并在任意所述调压单元的第二侧不需要对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应所述第一电控开关闭合；
各所述调压单元的第一侧至少一极支路上设置有相应的第二电控开关时，在各所述调压单元的第二侧对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各所述第二电控开关切换为闭合；并在任意所述调压单元的第二侧不需要对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应所述第二电控开关断开。
14.一种光储系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求6至9任一项所述的光储系统，所述控制方法包括：
控制所述光储系统中各调压单元的第二侧生成预设电压；
控制所述光储系统中的光伏逆变器进行MPPT控制，确定系统最大功率点；
控制各所述调压单元通过调节其第二侧的电压，对所述光储系统中相应光伏组串的输出功率进行二次扰动，以使相应所述光伏组串以自身最大功率进行输出。
15.根据权利要求14所述的光储系统的控制方法，其特征在于，所述预设电压大于等于零，且小于等于预设值。
16.根据权利要求14所述的光储系统的控制方法，其特征在于，在任意步骤前后还包括：
在全部所述光伏组串的输出功率大于所述光伏逆变器的并网功率时，降低所述光伏逆变器的直流侧电压以及各所述调压单元的第二侧电压，并增加各所述调压单元向所述光储系统中储能系统的充电功率。
17.根据权利要求14所述的光储系统的控制方法，其特征在于，在任意步骤前后还包括：
在全部所述光伏组串的输出功率小于所述光伏逆变器的并网功率时，升高所述光伏逆变器的直流侧电压以及各所述调压单元的第二侧电压，并增加所述光储系统中储能系统向各所述调压单元的放电功率。
18.根据权利要求14所述的光储系统的控制方法，其特征在于，在任意步骤前后还包括：
在各所述光伏组串的输出电压小于所述光伏逆变器的并网要求最低电压时，控制各所述调压单元的第二侧生成补偿电压，使所述光储系统中第一直流汇流母线上的电压达到所述并网要求最低电压。
19.根据权利要求14所述的光储系统的控制方法，其特征在于，所述光储系统的第二母线直接或间接连接所述光伏逆变器的交流侧时，所述控制方法中，在任意步骤前后还包括：
控制所述储能系统向电网放电。
20.根据权利要求14至19任一项所述的光储系统的控制方法，其特征在于，各所述调压单元的第二侧正负极之间分别连接有相应第一电控开关时，在各所述调压单元的第二侧对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各所述第一电控开关切换为断开；并在任意所述调压单元的第二侧不需要对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应所述第一电控开关闭合；
各所述调压单元的第一侧至少一极支路上设置有相应的第二电控开关时，在各所述调压单元的第二侧对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动或者输出电压的补偿的同时，还包括：控制各所述第二电控开关切换为闭合；并在任意所述调压单元的第二侧不需要对相应所述光伏组串进行输出功率的二次扰动和输出电压的补偿时，还包括：控制相应所述第二电控开关断开。
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