CN114337541A - 一种光伏组件的iv扫描方法、光伏系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光伏组件的IV扫描方法、光伏系统，该IV扫描方法，包括：在需要对至少一个光伏组件进行IV曲线扫描时，控制逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流；控制相应的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流；从而同一调整光伏组串的电参数即可，避免Buck功率优化器出现输出端的能量反向输送到输入端，对IV曲线扫描产生干扰，导致扫描失败的问题，实现对光伏组件的IV曲线扫描。

Description

一种光伏组件的IV扫描方法、光伏系统

技术领域

本发明属于光伏组件技术领域，更具体的说，尤其涉及一种光伏组件的IV扫描方法、光伏系统。

背景技术

在现有的带功率优化器的光伏系统中，每个功率优化器的输入端连接光伏组件，输出端串联在一起形成光伏组串。功率优化器采用高频开关管来执行MPPT(Maximum PowerPoint Tracking，最大功率点跟踪)，输出光伏组件的最大功率。由于功率优化器可以检测并调整其输入端所连接的光伏组件的电压电流，因此可以利用功率优化器对光伏系统中的每个光伏组件进行组件级的IV曲线扫描，相比于利用光伏逆变器进行的组串级的IV曲线扫描，组件级IV曲线扫描可以获取的数据更精细，对组件异常的判断更准确，可以判断的组件异常类型也更多。

典型的功率优化器有两种拓扑，一种是Buck功率优化器，如图1所示，开关管数量少，成本低，但是只能实现降压输出，不能升压。另一种BuckBoost功率优化器，如图2所示，开关管数量多，成本较高，但是可以升降压输出，调节范围广。

常用的组串式逆变器自带Boost电路，因此，该BuckBoost功率优化器的Boost级多余，因此常用Buck功率优化器配合组串式光伏逆变器运行。

然而，Buck功率优化器由于输入电压始终不低于输出电压，在IV曲线扫描进入IV曲线左侧低压段时，输入端电压变低，输出端的能量将会反向输送到输入端，对IV曲线扫描产生干扰，导致扫描失败。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光伏组件的IV扫描方法、光伏系统，用于避免Buck功率优化器出现输出端的能量反向输送到输入端，对IV曲线扫描产生干扰，导致扫描失败的问题，实现对光伏组件的IV曲线扫描。

本申请第一方面公开了一种光伏组件的IV扫描方法，应用于光伏系统中的控制器；所述光伏系统包括：至少一个光伏组串和至少一个逆变器，所述光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器；所述IV扫描方法包括：

在需要对至少一个光伏组件进行IV曲线扫描时，控制所述逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流；

控制相应的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使所述光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流。

可选的，所述扫描阈值电流为固定值或变值。

可选的，所述扫描阈值电流为变值时，所述扫描阈值电流的确定方式为：

根据预先录入的光伏组件的参数来确定，以使所述扫描阈值电流不低于光伏组件的标称短路电流。

可选的，所述扫描阈值电流为变值时，所述扫描阈值电流的确定方式为：

根据进行IV曲线扫描之前的光伏组串的电流来确定，以使所述扫描阈值电流不低于光伏组串的电流。

可选的，所述扫描阈值电流为变值时，所述扫描阈值电流的确定方式为：

根据进行IV曲线扫描之前，至少一个光伏组件在扫描区间内的电流最大值来确定，以使所述扫描阈值电流不低于所述至少一个光伏组件在扫描区间内的电流最大值。

可选的，控制所述逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流，包括：

以电流环的闭环控制方式工作，并控制所述电流环的给定值不低于所述扫描阈值电流。

可选的，所述扫描区间的上限为所述光伏组件的开路点，下限为所述光伏组件的短路点、所述Buck功率优化器的输入下限电压点或者预设的扫描截止点。

可选的，还包括：上传所述光伏组件不同运行点的电参数给上级设备、以使所述上级设备对所述光伏组件的数据进行存储、展示或者分析。

可选的，所述电参数为：电压和电流中的至少一个。

本申请第二方面公开了一种光伏组件的IV扫描方法，应用于光伏系统中的控制器，所述光伏系统包括：至少一个光伏组串和至少一个逆变器，所述光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器；所述IV扫描方法包括：

获取多个所述光伏组件的特征参数；

依据各个所述特征参数，识别满足弱组件特征的光伏组件；

控制所述满足弱组件特征的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使所述光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流。

可选的，所述特征参数包括：所述光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流；以及，所述光伏组件所对应的所述Buck功率优化器的输出功率和输出电压中的至少一个。

可选的，所述弱组件特征包括：所述光伏组件的电流和/或功率低于各自的设定值。

可选的，所述设定值为固定值；或者，根据所述光伏组件或光伏组串的参数计算得到。

本申请第三方面公开了一种光伏系统，包括：控制器、至少一个光伏组串和至少一个逆变器；

各个所述光伏组串的输出端与相应的逆变器的输入端相连；

所述光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器；

所述Buck功率优化器的输入端与相应的光伏组件的输出端相连；各个所述Buck功率优化器的输出端级联后作为所述光伏组串的输出端；

所述Buck功率优化器和所述逆变器受控于所述控制器；

所述控制器用于执行本申请第一方面所述的光伏组件的IV扫描方法，或者，本申请第一方面所述的光伏组件的IV扫描方法。

可选的，所述控制器与上位机通信连接，以接收所述上位机下发的IV扫描指令。

可选的，所述控制器为独立设置于所述光伏系统中；或者，

所述控制器为所述逆变器中的控制器。

从上述技术方案可知，本发明提供的一种光伏组件的IV扫描方法，在需要对至少一个光伏组件进行IV曲线扫描时，控制逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流；控制相应的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流；从而同一调整光伏组串的电参数即可，避免Buck功率优化器出现输出端的能量反向输送到输入端，对IV曲线扫描产生干扰，导致扫描失败的问题，实现对光伏组件的IV曲线扫描。

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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是现有技术提供的一种功率优化器的示意图；

图2是现有技术提供的另一种功率优化器的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种光伏组件的IV扫描方法的流程图；

图4本发明实施例提供的一种光伏组件的IV扫描时序图；

图5本发明实施例提供的一种功率优化器能量反向输送的路径图；

图6-图8本发明实施例提供的一种扫描阈值电流与IV曲线可扫描区间的关系示意图；

图9是本发明实施例提供的一种扫描区间的示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种光伏组件的IV扫描方法的流程图；

图11是本发明实施例提供的一种扫描区间的示意图；

图12是本发明实施例提供的一种扫描区间的示意图；

图13是本发明实施例提供的光伏系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本申请实施例提供了一种光伏组件的IV扫描方法，用于解决现有技术中Buck功率优化器由于输入电压始终不低于输出电压，在IV曲线扫描进入IV曲线左侧低压段时，输入端电压变低，输出端的能量将会反向输送到输入端，对IV曲线扫描产生干扰，导致扫描失败的问题。

该光伏组件的IV扫描方法，应用于光伏系统。

具体的，光伏系统包括：至少一个光伏组串和至少一个逆变器，光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器。

具体的，每个Buck功率优化器的输入端连接至少1个光伏组件，多个Buck功率优化器输出端串联形成一个光伏组串；各个光伏组串连接逆变器的输入端。

参见图3，该光伏组件的IV扫描方法，包括：

S101、在需要对至少一个光伏组件进行IV曲线扫描时，控制逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流。

具体的，针对需要进行IV曲线扫描的光伏组串，控制逆变器调整该需要进行IV曲线扫描的光伏组串的电参数；未进行IV曲线扫描的光伏组串可以维持正常的发电运行状态。

如图4所示，在光伏组件IV曲线行，只有在右边区域可以是正常进行扫描，也就是光伏组件电流低于光伏组串的电流Istr；也即优化器的输入电流低于优化器的输出电流时，可以进行正常扫描。反之，无法进行成功扫描，也即如光伏组件电流高于光伏组串的电流Istr的左边区域则无法成功扫描，在该区域内，会存在电流反灌现象。具体的，参见图5，其示出了Buck功率优化器的能量反向输送的路径。其中，String Side为组串侧、作为光伏组串的输出端；PV Side为光伏侧、与光伏组件相连。Vm为最大功率点电压；Voc为电流为0时的电压，也即开路电压。

因此，在需要对至少一个光伏组件进行IV曲线扫描时，控制逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流，进而使该光伏组件满足扫描条件。

也即，提高光伏组串的电流，确保在扫描过程中Buck功率优化器不会电流反灌。

对光伏组串的电流的调节，可以通过逆变器来进行。在实际应用中，可以是逆变器中的Boost电路。在常规不带Buck功率优化器的光伏系统中，Boost电路通常是以调节光伏组串电压到光伏组串最大功率点电压为控制目的，以使光伏组串输出最大功率。而在需要对光伏组件进行IV扫描时，Boost电路以控制光伏组串的电流为目的，使光伏组串的电流不低于阈值电流。

需要说明的是，步骤S102所涉及的控制逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流的具体过程为：

以电流环的闭环控制方式工作，并控制电流环的给定值不低于扫描阈值电流。

需要说明的是，可以是以单电流环的闭环控制方式工作，当然也不排除其他方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

具体的，Boost电路可以直接控制光伏组串的电流，以电流环的闭环控制方式工作，电流环的给定值不低于扫描阈值电流。

当然，Boost电路还可以通过控制光伏组串电压来间接控制光伏组串的电流，如果光伏组串的电流低于扫描阈值电流，则可以通过降低光伏组串电压来提高光伏组串的电流到不低于扫描阈值电流。或者，Boost电路还可以通过采用直接控制占空比的开环工作方式，通过增大Boost电路中开关管占空比来提高光伏组串的电流到不低于扫描阈值电流。

在实际应用中，逆变器在控制光伏组串的电流不低于扫描阈值电流还应维持至少一段时间，以使Buck功率优化器完成对光伏组件的IV曲线扫描。

需要说明的是，该电参数为：电压和电流中的至少一个。当然，也还可以是其他参数，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

S102、控制相应的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流。

需要说明的是，光伏系统中的Buck功率优化器均运行在最大功率点跟踪状态，时刻保持输入端的光伏组件运行在最大功率点。

在需要对至少1个光伏组件进行IV曲线扫描时，可以为以下步骤：

1)控制器接收到对一个目标光伏组件的IV曲线扫描指令。该指令可以是上位机发送的，当然也可以是其他形式或者算法计算得到，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

2)控制器控制逆变器调节光伏组串电压或者光伏组串的电流，使光伏组串的电流不低于扫描阈值电流。

3)控制器控制该目标光伏组件对应的Buck功率优化器，对该目标光伏组件的运行点进行调整，使运行点覆盖至少1个扫描区间。

4)控制器记录扫描区间内不同运行点的电压与电流参数。

需要说明的是，Buck功率优化器进行数据记录，也即记录扫描区间内不同运行点的电压与电流参数，然后上传给控制器；该控制器同时可以记录扫描区间内不同运行点的电压与电流参数，也可以将这些数据外发，此处不做具体限定，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

在本实施例中，在需要对至少一个光伏组件进行IV曲线扫描时，控制逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流；控制相应的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流；从而同一调整光伏组串的电参数即可避免Buck功率优化器出现输出端的能量反向输送到输入端，对IV曲线扫描产生干扰，导致扫描失败的问题，实现对光伏组件的IV曲线扫描。

需要说明的是，该扫描阈值电流的选取方式有多种，下面进行举例说明：

(1)扫描阈值电流为固定值。

也就是说，该扫描阈值电流为一个预先输入的电流值，在使用过程中，该扫描阈值电流不会发生变化。

该固定值可以根据光伏组件的行业发展趋势来定，或者根据逆变器的规格来定，可以在控制器出厂之前就设定好。例如，当前光伏行业光伏组件的STC下标称短路电流为13A，那么，可以设置扫描阈值电流为固定值15A；又或者，控制光伏组串的电流的逆变器的输入额定电流规格是15A，则可以设置扫描阈值为固定值15A；当然也可以留一点裕量，如设置为14A。从而确保几乎在所有工况下，扫描阈值电流都超过光伏组件的电流，使光伏组件在IV曲线扫描时，优化器始终处于降压工作，不会出现输出电流反向传输到输入端的情况，保障了IV曲线扫描功能的正常运行。

(2)扫描阈值电流为变值。

也就是说，该扫描阈值电流通过相应算法得到，并不是直接输入的一个不可变的固定式。

具体的，扫描阈值电流的确定方式可以为：

1)根据预先录入的光伏组件的参数来确定，以使扫描阈值电流不低于光伏组件的标称短路电流。也就是说，扫描阈值电流是根据光伏组件的参数确定的值，确保扫描阈值电流超过所有光伏组件电流；当然，还可以加上或者乘以某个系数，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

在建设电站的过程中，可以在光伏系统中录入所要安装的光伏组件的型号或者规格参数，由控制器提取光伏组件的标称短路电流参数，然后设定扫描阈值电流为不低于该值。光伏组件的标称电流通常是在STC标准工况下测得，实际工况可能会超过标准工况。

控制器还可以获取环境参数，例如光照和温度，来根据标准工况比对，进行拟合计算出当前环境下光伏组件实际的短路电流，然后设定扫描阈值电流为不低于该值。也可以直接在标称短路电流参数的基础上乘以一个大于1的系数，或者加上一个固定值，来作为扫描阈值电流，从而确保几乎在所有工况下，扫描阈值电流都超过光伏组件的电流，使IV曲线扫描可以从组件开路点一直持续扫描到组件短路点。

2)根据进行IV曲线扫描之前的光伏组串的电流来确定，以使扫描阈值电流不低于光伏组串的电流。

需要说明的是，在IV曲线扫描之前，光伏组串中的所有光伏组件均运行在最大功率点附近，在光伏组串电压维持不变的情况下，此时的光伏组串的电流理论上处于最大值，并且不低于所有光伏组件的最大功率点电流。

因此，设置扫描阈值电流不低于光伏组串的电流，并且考虑到光伏组件IV曲线最大功率点左侧的电流大于最大功率点电流Im，还可以设置一个裕量，以使IV曲线扫描可以扫描到最大功率点左侧。例如，在IV曲线扫描之前，光伏组串的电流为12A，则加上3A的裕量，设置扫描阈值电流不低于15A。或者，光伏组件的短路电流约等于1.05～1.15倍的最大功率点电流，则可以设置扫描阈值电流＝光伏组串的电流*1.10倍，以使扫描阈值电流可以扫描到IV曲线最大功率点左侧，或者设置扫描阈值电流＝光伏组串的电流*1.15倍，即不低于光伏组件的短路电流Isc，使IV曲线扫描可以从组件开路点一直持续扫描到组件短路点。如图6-图8所示是随着扫描阈值电流Ith的提高，IV曲线可扫描区间逐渐扩大。

3)根据进行IV曲线扫描之前，至少一个光伏组件在扫描区间内的电流最大值来确定，以使扫描阈值电流不低于至少一个光伏组件在扫描区间内的电流最大值。

有时并不需要对所有光伏组件进行IV曲线扫描，则可以仅针对目标光伏组件来设置扫描阈值电流。获取至少1个需要进行IV曲线扫描的目标光伏组件的电流，计算光伏组件在扫描区间内的最大电流，设置扫描阈值电流为不低于该最大电流的值。

需要说明的是，在IV曲线扫描之前，光伏组串中的所有光伏组件均运行在最大功率点附近。获取目标光伏组件的当前电流，其通常为最大功率点电流Im，并且考虑到光伏组件IV曲线最大功率点左侧的电流大于最大功率点电流Im，还可以设置一个裕量。

例如，在IV曲线扫描之前，目标光伏组件的电流是10A，加上3A的裕量，设置扫描阈值电流不低于13A，以使IV曲线扫描可以扫描到最大功率点左侧。通常光伏组件的短路电流约等于1.05～1.15倍的最大功率点电流，则可以设置扫描阈值电流＝光伏组串的电流*1.10倍，以使扫描阈值电流可以扫描到IV曲线最大功率点左侧，或者设置扫描阈值电流＝光伏组串的电流*1.15倍，即不低于光伏组件的短路电流Isc，使IV曲线扫描可以从组件开路点一直持续扫描到组件短路点。如图9所示，若只需要对组件2进行IV曲线扫描，扫描区间为从组件开路点到短路点全范围，则设置扫描阈值电流不低于组件2的短路电流，而不需要超过组件2和组件3的短路电流。

需要说明的是，扫描阈值电流的确定方式此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

另外，若需要对2个或更多个光伏组件进行IV曲线扫描，则扫描阈值电流需要根据所有目标光伏组件的电流最大值来确定，扫描阈值电流不低于所有目标光伏组件在扫描区间内的电流最大值。也可以对整个组串所有光伏组件进行IV扫描，此时扫描阈值电流不低于光伏组串中所有光伏组件在扫描区间内的电流最大值。

在上述根据光伏组串的电流、光伏组件的电流确定扫描阈值电流时，可能存在光照突变，导致选取了不合适的值。因此，在选择光伏组串的电流、光伏组件的电流时，还可以考虑光照、温度等环境的变化，可以取一段时间平均值、或者一段时间内的最大值来作为计算依据。

在实际应用中，扫描区间的上限为光伏组件的开路点，下限为光伏组件的短路点、Buck功率优化器的输入下限电压点或者预设的扫描截止点。

其中，该扫描取件的上限是指IV曲线扫描区间的电压最高点，该扫描取件的下限是指IV曲线扫描区间的电压最低点。

需要说明的是，扫描的光伏组件IV曲线越完整，获得的信息越多，对后续的光伏组件诊断分析越有利。其中，开路点为PV扫描的最大点，短路点为PV扫描的最小点；因此，优选扫描区间的上限为光伏组件的开路点、下限为短路点，以使该扫描区间对应的IV扫描曲线是最完整的，获得的信息最多，对光伏组件诊断分析最有利。

但是扫描的IV曲线越完整，也会带来其他副作用，比如需要扫描的时间变长、对发电量的影响变大，对Buck功率优化器、逆变器的硬件要求也提高。因此，在实际应用中可以只选择光伏组件完整IV曲线中的部分片段进行扫描。

在实际应用中，扫描区间的下限可以为Buck功率优化器的输入下限电压，当光伏组件的电压扫描到Buck功率优化器输入下限电压时扫描停止。Buck功率优化器输入下限电压可以是Buck功率优化器标称的最小工作电压，或者实测电流应力、电压应力、温度应力达到临界的最小工作电压。

在实际应用中，还包括：上传光伏组件不同运行点的电参数给上级设备、以使上级设备对光伏组件的数据进行存储、展示或者分析。

其中，光伏组件不同运行点的电参数可以是光伏组件不同运行点的电压和/或电流。当然，也可以是其他形式，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，Buck功率优化器在进行光伏组件IV曲线扫描时，记录扫描区间内不同运行点的光伏组件的电压和电流。扫描完成后，上传记录的不同运行点的电压与电流参数给上级设备。上级设备可以是逆变器、控制器、云平台等。所述上级设备对数据进行存储、展示或者分析。

上述实施例中，需要先通过逆变器控制光伏组串的电流，然后再通过Buck功率优化器对光伏组件进行IV曲线扫描。需要多个设备参与，控制及系统协调上较为负载。实际上，如果光伏组件IV曲线扫描的目的是为了诊断光伏组件的发生衰减、发电量较弱等原因，那么可以直接针对较弱的组件进行IV曲线扫描，不用对所有光伏组件进行IV曲线扫描。弱组件，也就是发电量相对较低、或者有异常的组件，可以提前判断出来，然后进行针对性的IV扫描。由于弱组件的功率和电流通常低于正常组件，因此，可以不用控制光伏组件电流，也可以进行IV曲线扫描。

基于此，本申请另一实施例提供了一种光伏组件的IV扫描方法。该光伏组件的IV扫描方法应用于光伏系统。

光伏系统包括：至少一个光伏组串和至少一个逆变器，光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器。

参见图10，该光伏组件的IV扫描方法，包括：

S201、获取多个光伏组件的特征参数。

S202、依据各个特征参数，识别满足弱组件特征的光伏组件。

S203、控制满足弱组件特征的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流。

在实际应用中，上述特征参数包括：光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流；以及，光伏组件所对应的Buck功率优化器的输出功率和输出电压中的至少一个。

弱组件特征包括：光伏组件的电流和/或功率低于各自的设定值。该预设值可以是固定值，也可以是根据所述光伏组件或光伏组串的参数计算得到。

下面分别对三种情况进行说明：

(1)弱组件特征包括：光伏组件的电流低于电流设定值。

具体的，电流设定值为固定值；或者，根据光伏组件或光伏组串的参数计算得到。

(2)弱组件特征包括：光伏组件的功率低于功率设定值。

具体的，功率设定值为固定值；或者，根据光伏组件或者光伏组串的参数计算得到。

(3)弱组件特征包括：光伏组件的功率低于功率设定值，以及光伏组件的电流低于电流设定值。

具体的，功率设定值为固定值；或者，根据光伏组件或者光伏组串的参数计算得到。电流设定值为固定值；或者，根据光伏组件或光伏组串的参数计算得到。

在实际应用中，电流设定值和/或功率设定值可以是固定值，比如5A和/或100W。

或者，电流设定值和/或功率设定值可以根据环境参数计算得到。例如在600W/m²的辐照下，正常光伏组串的电流为8A和/或输出功率为240W，可以设定电流设定值为5A和/或功率设定值为100W，如果光伏组件输出低于设定值，表明此光伏组件属于弱组件。辐照信息可以通过单独设置的辐照传感器获取，或者通过气象数据获取。

又或者，电流设定值和/或功率设定值可以根据其他光伏组件的参数计算得到。例如同一个组串的其他光伏组件的输出电流为8A和/或输出功率为240W，可以设定电流设定值为5A和/或功率设定值为100W，如果光伏组件输出低于设定值，表明此光伏组件输出显著低于其他光伏组件，属于弱组件。其他光伏组件的输出参数可以通过相对应的Buck功率优化器采集获取。

在实际应用中，电流设定值和/或功率设定值可以根据光伏组串的参数计算得到。例如光伏组串的输出电流为10A和/或5000W，光伏组串有20块光伏组件。可以设定电流设定值为5A和/或功率设定值为100W，如果光伏组件输出低于设定值，表明此光伏组件输出电流显著低于光伏组串中的其他光伏组件，属于弱组件。光伏组串的参数可以由逆变器采集获取，或者集合光伏组串中所有Buck功率优化器的采集参数得到。

如图11所示，光伏组件2是弱组件，可能由于出现了长边遮挡或者PID衰减，其输出电流显著低于光伏组串中的光伏组件1和光伏组件3，并且也低于光伏组串的电流Ith。因此，可以通过Buck功率优化器采集的光伏组件参数，提前识别到光伏组件2是弱组件。在对组件2进行IV曲线扫描时，可以直接进行IV曲线扫描，而不需要调整光伏组串的电流即可。

另外，如图12所示的光伏组件2是另一种弱组件形态；由于出现了短边遮挡，其短路电流并未降低，但是IV曲线在约开路电压的1/3处出现了台阶，导致曲线右侧大部分区域的输出电流显著低于其他光伏组件。在对光伏组件2进行IV曲线扫描时，其扫描区间不能覆盖完整的IV曲线，扫描区间下限近似为光伏组件输出电流等于光伏组串的电流的地方。扫描出来的曲线可以呈现开路电压1/3处的台阶，因此足以分析其弱组件的原因，而不需要对光伏组串的电流进行调节。

当然，对弱组件进行IV扫描，适当调整光伏组串的电流可以使部分弱组件的IV曲线更完整，也在本发明的保护范围内。

在本实施例中，调整光伏组串的电流，使Buck功率优化器可以对光伏组件进行IV曲线扫描；对于弱组件，可以直接筛选出弱组件，然后对其直接进行IV曲线扫描，无需调整光伏组串的电流，更简单。

在本申请另一实施例还提供了一种光伏系统。

参见图13，该光伏系统，包括：控制器、至少一个光伏组串和至少一个逆变器。

各个光伏组串的输出端与相应的逆变器的输入端相连。

光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器(如图13所示的OP)。

Buck功率优化器的输入端与相应的光伏组件的输出端相连；各个Buck功率优化器的输出端级联后作为光伏组串的输出端。

Buck功率优化器和逆变器受控于控制器。

具体的，如图13所示的光伏系统，逆变器输入端连接至少1个光伏组串，每个光伏组串由Buck功率优化器输出端串联形成，每个Buck功率优化器的输入端连接至少1个光伏组件。

该逆变器包括逆变电路。该逆变器还可以包括Boost电路。

控制器可以通过逆变器中的逆变电路来调整相应光伏组串的电参数，也可以通过DC/DC变换器光伏组串的电参数，例如通过逆变器的Boost电路来调整光伏组串的电参数；此处不再一一赘述，只要能实现从光伏组串抽取能量、调节光伏组串的电流的作用即可。每个逆变器输入端连接一个光伏组串，或者几个并联的光伏组串。逆变器的输出端连接电网，也可以连接负载；或者连接其他功率变换器的输入端；此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，该Buck功率优化器中设置有内部控制器，以实现控制器与Buck功率优化器通信交互，下发控制指令，并获取Buck功率优化器的反馈信息等。所述通信方式包括但不限于PLC(Power Line Carrier Communication，电力线载波通信)、ZigBee等通信方式，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

在实际应用中，控制器与上位机连接，以接收上位机下发的IV扫描指令。

该控制器与上位之间可以采用通信连接；可以采用电信号连接，当然也可以是其他连接方式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

该上位机可以为：云服务器、手持终端(如手机)的APP应用软件、光伏系统的监控设备等；该上位机的具体形式，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

具体的，控制器可以向上连接云服务器，通过以太网、4G等通信方式上云，与云端进行指令和数据交互。控制器还可以具有本地可操作性的终端，也即光伏系统的监控设备等，例如液晶屏，通过液晶屏操作进行指令和数据交互。控制器还可以连接手持终端，例如通过蓝牙或者WiFi直接近端连接手机，通过手机上的应用程序进行指令和数据交互。

图中所示的控制器是个独立的设备，与Buck功率优化器之间的通信通过逆变器来转发，当然也可以直接与Buck功率优化器进行通信。控制器也可以集成在其他设备当中，例如集成在一个本地的数据采集器当中，或者集成在逆变器当中。

控制器用于执行上述任一实施例提供的光伏组件的IV扫描方法。

该控制器的具体过程和原理，详情参见上述实施例提供的光伏组件的IV扫描方法，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

在实际应用中，控制器为独立设置于光伏系统中；或者，控制器为逆变器中的控制器。

该控制器的设置位置，此处不再一一赘述，视实际情况而定即可，均在本申请的保护范围内。

本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，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，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 (16)

1.一种光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，应用于光伏系统中的控制器；所述光伏系统包括：至少一个光伏组串和至少一个逆变器，所述光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器；所述IV扫描方法包括：

在需要对至少一个光伏组件进行IV曲线扫描时，控制所述逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流；

控制相应的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使所述光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流。

2.根据权利要求1所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述扫描阈值电流为固定值或变值。

3.根据权利要求2所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述扫描阈值电流为变值时，所述扫描阈值电流的确定方式为：

根据预先录入的光伏组件的参数来确定，以使所述扫描阈值电流不低于光伏组件的标称短路电流。

4.根据权利要求2所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述扫描阈值电流为变值时，所述扫描阈值电流的确定方式为：

根据进行IV曲线扫描之前的光伏组串的电流来确定，以使所述扫描阈值电流不低于光伏组串的电流。

5.根据权利要求2所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述扫描阈值电流为变值时，所述扫描阈值电流的确定方式为：

根据进行IV曲线扫描之前，至少一个光伏组件在扫描区间内的电流最大值来确定，以使所述扫描阈值电流不低于所述至少一个光伏组件在扫描区间内的电流最大值。

6.根据权利要求1所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，控制所述逆变器调节相应光伏组串的电参数，使相应的光伏组件的电流不低于预设的扫描阈值电流，包括：

以电流环的闭环控制方式工作，并控制所述电流环的给定值不低于所述扫描阈值电流。

7.根据权利要求1所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述扫描区间的上限为所述光伏组件的开路点，下限为所述光伏组件的短路点、所述Buck功率优化器的输入下限电压点或者预设的扫描截止点。

8.根据权利要求1所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，还包括：上传所述光伏组件不同运行点的电参数给上级设备、以使所述上级设备对所述光伏组件的数据进行存储、展示或者分析。

9.根据权利要求1-8任一项所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述电参数为：电压和电流中的至少一个。

10.一种光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，应用于光伏系统中的控制器，所述光伏系统包括：至少一个光伏组串和至少一个逆变器，所述光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器；所述IV扫描方法包括：

获取多个所述光伏组件的特征参数；

依据各个所述特征参数，识别满足弱组件特征的光伏组件；

控制所述满足弱组件特征的光伏组件对应的Buck功率优化器，对相应的光伏组件的运行点进行调整，使所述光伏组件的运行点覆盖至少一个扫描区间，并记录扫描区间内不同运行点的电压与电流。

11.根据权利要求10所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述特征参数包括：所述光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流；以及，所述光伏组件所对应的所述Buck功率优化器的输出功率和输出电压中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述弱组件特征包括：所述光伏组件的电流和/或功率低于各自的设定值。

13.根据权利要求12所述的光伏组件的IV扫描方法，其特征在于，所述设定值为固定值；或者，根据所述光伏组件或光伏组串的参数计算得到。

14.一种光伏系统，其特征在于，包括：控制器、至少一个光伏组串和至少一个逆变器；

各个所述光伏组串的输出端与相应的逆变器的输入端相连；

所述光伏组串包括至少一个光伏组件及其Buck功率优化器；

所述Buck功率优化器的输入端与相应的光伏组件的输出端相连；各个所述Buck功率优化器的输出端级联后作为所述光伏组串的输出端；

所述Buck功率优化器和所述逆变器受控于所述控制器；

所述控制器用于执行如权利要求1-9任一项所述的光伏组件的IV扫描方法，或者，如权利要求10-13任一项所述的光伏组件的IV扫描方法。

15.根据权利要求14所述的光伏系统，其特征在于，所述控制器与上位机连接，以接收所述上位机下发的IV扫描指令。

16.根据权利要求14或15所述的光伏系统，其特征在于，所述控制器为独立设置于所述光伏系统中；或者，

所述控制器为所述逆变器中的控制器。

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