CN114362640B - 一种降低面板异物积聚影响的光伏系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低面板异物积聚影响的光伏系统及方法，涉及光伏发电系统应用技术领域。本发明光伏模块中设置多个在高度方向积聚差异的区域电池单元，并设置能分别跟踪区域电池单元的配置电压的功率优化模块，以及可根据电参量差异形成积聚程度判断的管理模块，不仅可实现光伏系统对积灰、积雪等积聚物的积聚程度的判断，以场景结合相应地发出组件表面清理指令与安排清理计划，而且还使异物积聚的影响降低，提升积灰、积雪情况下的发电量，避了热斑伤害，同时结构简单，判断准确，而无需增加复杂结构。

Description

一种降低面板异物积聚影响的光伏系统及方法

技术领域

本发明涉及光伏发电系统应用技术领域，尤其是涉及一种降低面板异物积聚影响的光伏系统，及一种面板异物积聚的方法。

背景技术

光伏系统发电直接来源于太阳辐照，因此极易受外部环境因素的影响。例如，光伏发电模块的面板上积聚如冰雪、灰尘等异物，将阻碍组件获取太阳辐照。

在面板表面积灰方面。积灰是空气粉尘等颗粒物无可避免地沉落在面板表面，引起对太阳辐照的遮挡，并影响光伏发电模块发电量、散热；由于灰尘物理、化学特性的差异，长期积累灰尘经过雨水冲刷后，不同组件容易积聚于面板的下侧边沿附近并形成不一的厚灰区域。该区域内的电池片被较厚的灰尘所遮挡，并形成其余区域相比的辐照差异，从而导致该区域容易产生热斑效应。灰尘等的积聚又将导致热阻增加而散热效果降低，进一步加聚热斑效应对电池片的破坏。

在面板表面积雪/冰方面，不同于积灰。光伏发电模块的积雪将随环境温度的升高而自行融化。但是，在纬度较高的地区，冬季周围环境温度往往低于冰雪的熔点，部分地区的积雪自然融化时间甚至长达几个月。而且积雪在融化的过程中，因重力和温度变化作用，部分融化积雪可能会在面板下侧边沿凝结成冰。积冰更容易积累而更难融化，积冰的区域分布不均匀同样会导致热斑效应。

目前，主要采用的方式是定期清理，面板的清理将构成导致光伏发电的成本上升，但不清理将因热斑效应而使组件发电寿命降低。因环境及四季变化，异物积聚的周期不定期，因而不能既保护组件又减省清理成本。当前光伏电站的传统积灰、积雪检测依靠运维人员肉眼判断，具有检测误差大、无法实时检测等缺陷。

中国专利CN208224148U于申请日2018-12-11提出了“一种光伏发电模块灰尘检测装置”，其通过固定光源在夜间为光伏发电模块提供固定光照，然后有电流装置对光伏发电模块的输出电流进行检测，再生成清洗指令，安排合理清洗。但该方案及类似方案，随能够检测出积聚的程度，但需要增加相应探测设备成本，且固定光源不能完全模拟组件场景，形成检测误差。

在一些其他检测方案中，如中国专利CN105215034B，提供了“实现光伏电站太阳能电池板智能清洗的系统及方法”，通过采集辐照计算模拟发电量，并与实际发电量相比，得出清洗的时机。但该方案及类似方案，仅考虑到单一环境因素对积灰程度的影响，测量和判断并不准确。中国专利CN104915548B，提供了“一种光伏发电模块除尘策略优化方法”，可综合气象、地理、覆尘模型、历史同期数据、电价数据等多维度因素，得出清洗的时机。但该方案及类似方案，通用性较低，实施难度较大，需要的数据分析量非常高。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种降低面板异物积聚影响的光伏系统及方法，把由于光伏组件积灰、积雪引起的发电损失减少到最小，且规避由于积灰、积雪引起的组件热斑伤害。

在第一方面中，本发明提供了一种降低面板异物积聚影响的光伏系统，包括：

光伏模块，其包括封装结构和设于封装结构内的形成阵列排布的电池片，所述电池片沿第一方向串联连接形成电池片串，沿垂直于第一方向的第二方向排列的所述电池片串按照区域至少两等分，并且在一个区域内的各所述电池片串通过电连接形成具有电力输出端的区域电池单元；功率优化模块，用于光伏模块中各所述区域电池单元分别在独立的最大功率点电压配置下进行电力转换，转换后的电力经串联后输出在光伏模块的总输出端；以及，管理模块，能够获取区域电池单元和/或功率优化模块的电参量数据；

所述光伏模块以其内各区域电池单元相对水平方向高低差异地设置，以使异物积聚于光伏模块其中一区域电池单元并因此形成电参量数据差异，所述管理模块根据获取的电参量数据差异情况判断异物积聚的程度。

上述光伏系统中优选地，诸多所述光伏模块通过其总输出端相互串联形成光伏串联体，各所述功率优化模块获取其区域电池单元的电参数并以通讯方式发送至管理模块；所述的管理模块根据获取的电参量数据差异情况判断异物积聚的程度包括：所述管理模块根据区域电池单元的功率参数数据的差异情况，或者根据区域电池单元经电力变换后的输出电压参数数据的差异情况，或者根据各区域电池单元的输出电流参数数据的差异情况，判断异物积聚程度

上述光伏系统中优选地，所述的管理模块根据区域电池单元的电参量数据差异情况判断异物积聚的程度包括：所述管理模块将区域电池单元的电参量数据进行排序，并且，选取排名靠前的数据作为第一参数子集，选取排名靠后的数据作为第二参数子集，将第一参数子集和第二参数子集差异比较，再将参数子集之间的差异与预设差异要求进行比较并判断异物积聚的程度；

所述的将参数子集之间的差异与预设差异要求进行比较并判断异物积聚的程度包括：

若参数子集之间的差异不超出第一预设差异值，判断为积聚程度正常的结果；若参数子集之间的差异超出第一预设差异值而不超出第二预设差异值，判断为积聚程度满足需发预警指令要求；若参数子集之间的差异超出第二预设差异值，判断为积聚程度满足需发清理指令要求。

上述光伏系统中优选地，所述的管理模块用于获取区域电池单元和/或功率优化模块的电参量数据包括：所述管理模块获取设定时间段内的区域电池单元的电参量数据；和/或，所述管理模块获取根据所获取的电参量数据与预设比例的额定电参数比较获取采样参数子集，并根据采样参数子集的差异情况判断异物积聚的程度。

上述光伏系统中优选地，该光伏系统还包括安装支架，各所述光伏模块以其第二方向相对水平方向倾斜地固定连接于安装支架，或者，该光伏系统还包括跟踪支架，各所述光伏模块以其第二方向相对水平方向倾角可调整地连接于跟踪支架；所述功率优化模块用于检测电参量数据，所述管理模块与功率优化模块之间通过通讯方式连接，以此管理模块获取区域电池单元的电参量数据；所述功率优化模块包括数量与区域电池单元相对应的功率变换单元与控制单元，各所述功率变换单元以其变换输入端一一对应连接于各所述区域电池单元的电力输出端；各所述功率变换单元的变换输出端相串联连接，其串联的输出端作为光伏模块的总输出端。

在第二方面中，本发明提供了一种降低面板异物积聚影响的方法，该方法包括步骤：

将光伏模块设置为封装结构内形成阵列排布电池片，其中，电池片沿第一方向串联连接形成电池片串，垂直于第一方向的第二方向排列的所述电池片串按照区域至少两等分，并且在一个区域内的各所述电池片串通过电连接形成具有电力输出端的区域电池单元；

对光伏模块中各所述区域电池单元分别在独立的最大功率点电压配置下进行电力转换，转换后的电力经串联后输出在光伏模块的总输出端；

将光伏模块以其内各区域电池单元相对水平方向高低差异地设置，以使异物积聚于光伏模块其中一区域电池单元并因此形成电参量数据差异；

获取区域电池单元和/或功率优化模块的电参量数据，并且根据获取的电参量数据差异情况判断异物积聚的程度。

上述方法中优选地，该方法还包括步骤：将诸多所述光伏模块通过其总输出端相互串联形成光伏串联体，各光伏模块获取其电参数并以通讯方式发送，以获取光伏串联体内各区域电池单元的电参量数据；

所述的获取区域电池单元和/或功率优化模块的电参量数据包括程序步：通过区域电池单元的功率参数数据的差异情况，或者根据区域电池单元经电力变换后的输出电压参数数据的差异情况，或者根据各区域电池单元的输出电流参数数据的差异情况，判断异物积聚的程度。

上述方法中优选地，所述的获取区域电池单元和/或功率优化模块的电参量数据包括程序步：

将区域电池单元的电参量数据进行排序，并且，

选取排名靠前的数据作为第一参数子集，

选取排名靠后的数据作为第二参数子集，

将第一参数子集和第二参数子集差异比较，再将参数子集之间的差异与预设差异要求进行比较并判断异物积聚的程度。

上述方法中优选地，所述的根据获取的电参量数据差异情况判断异物积聚的包括程序步：

若参数子集之间的差异不超出第一预设差异值，判断为积聚程度正常的结果；

若参数子集之间的差异超出第一预设差异值而不超出第二预设差异值，判断为积聚程度满足需发预警指令要求；

若参数子集之间的差异超出第二预设差异值，判断为积聚程度满足需发清理指令要求。

上述方法中优选地，所述的获取区域电池单元和/或功率优化模块的电参量数据的包括程序步：

采用设定时间段内的区域电池单元的电参量数据，和/或，获取根据所获取的电参量数据与预设比例的额定电参数比较获取采样参数子集，并采用采样参数子集的电参量数据。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

（1）本发明一方面基于光伏模块的版型改变，是其设置有独立最大功率跟踪的区域电池单元，形成对在高度方向不同区域辐照的独立跟踪，形成不同高度的分区域功率优化，提升了光伏组件的发电效率，同时形成上下区域间的电参量数据的差异；另一方面再通过管理模块对电参量数据的差异进行处理并判断积聚程度，挽回发生积灰、积雪等异物引起的发电损失，并根据程度影响不同相应地发出组件表面清理指令，无需确定光伏模块的位置，实现合理安排清理计划，使光伏模块布置场景结合更为紧密，更为可靠。

（2）本发明由于光伏模块的组件版型设置，使积聚物对辐照的影响集中在其中一个区域电池单元中，而其他的区域电池单元将不受影响地独立运行在最大功率的跟踪下，使异物积聚的影响降低，极大提升光伏系统在发生积灰、积雪情况下的发电量，避了热斑伤害。

（3）本发明由于区域电池单元随积聚物形成显著的电参量数据差异，功率优化模块可起到数据采集的作用，管理模块在判断积聚程度时无需设置外部检测系统，而是在光伏电站内部电力特性检测实现积聚程度的检测功能。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的一种降低面板异物积聚影响的光伏系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种降低面板异物积聚影响的光伏系统的电路结构示意图；

图3为本发明实施例的光伏系统中所述光伏模块结构示意图；

图4为本发明实施例的光伏系统中所述光伏模块电路结构示意图；

图5为本发明实施例的光伏系统中所述区域电池单元结构示意图；

图6为本发明实施例的光伏系统中所述功率优化模块结构示意图；

图7为本发明实施例的一种降低面板异物积聚影响的方法流程图；

图8为本发明实施例的一种降低面板异物积聚影响的积聚程度判断流程图。

附图标记为：10、光伏模块；outA、总输出端；11、封装结构；12、区域电池单元；101、电池片串；pv、电力输出端；13、功率优化模块；14、功率变换单元；S、辅助电源；M1、第一开关管；M2、第二开关管；L、电感；C1、输入电容；C2、输出电容；D1、旁路二极管；15、控制单元；16、无线发送单元；invA、变换输入端；invB、变换输出端；20、光伏串联体；outB、串输出端；30、管理模块；40、安装支架；50、光伏逆变器；90、积聚物。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不作为限制本发明的范围。

实施例

如图1至6所示，为根据本发明的实施例的第一方面，该实施例方面是一种降低面板异物积聚影响的光伏系统。参照图1和2，该光伏系统包括：安装支架40，设置在安装支架40上的至少含有第K串光伏串联体20，光伏逆变器50以及管理模块30。其中，第K串光伏串联体20由第1至第n个光伏模块10连接形成。

光伏模块10是由阵列排布的电池片设置在规格的面板封装结构11所形成，其具有至少两个区域电池单元12。阵列排布的电池片中，沿第一方向排布的所有电池片串101联连接形成电池片串101，沿第二方向分布有诸多电池片串101，所有的电池片串101按照区域至少两等分，同一区域内的电池片串101相互电连接形成一电力输出端pv，并作为一区域电池单元12。一光伏模块10中，各区域电池单元12的电池片数量相同，各个电力输出端pv等效地由其电池片串101相互连接形成。一串光伏串联体20中，各光伏模块10具有的区域电池单元12数输出特性相近。

功率优化模块13具有与区域电池单元12数量相对应的功率变换单元14。任一光伏模块10中，各区域电池单元12的电力输出端pv一一对应地连接至功率变换单元14的变换输入端invA，各功率变换单元14的变换输出端invB相互串联，各变换输出端invB串联的输出端作为光伏模块10的总输出端outA。光伏串联体20一方面是由光伏模块10的总输出端outA串联而成，另一方面，相同地，由是诸多功率变换单元14的变换输出端invB相互串联形成。光伏模块10中，通过以独立的控制信号控制功率变换单元14运行，可实现分别单独地配置各区域电池单元12运行最大功率点电压下。

其中，光伏模块10为了获取更多的太阳光能，将相对水平方向倾斜的设置在安装支架40。本发明采用光伏模块10沿第二方向相对水平方向倾斜，使光伏模块10内各区域电池单元12相对水平方向形成高低差异。积聚物90，可以是积灰或者积雪等异物，由于面板封装结构11的倾斜设置，积灰或者积雪将随重力较为一致性地覆盖于面板的下方局部区域内，并影响光伏模块10所能接收到的太阳辐照。

管理模块30能够获取诸多区域电池单元12的电参量数据，电参量数据因光伏模块10中因不同区域而受积聚物90影响不同所形成差异，处理及判断这些电参量数据特性差异，继而确定异物积聚的程度。

光伏逆变器50，以其直流母线侧连接多串的光伏串联体20。管理模块30可

本发明的实施例，一方面，在光伏模块10设置有独立最大功率跟踪的区域电池单元12，形成对在高度方向不同区域辐照的独立跟踪，继而形成电参量数据的差异；另一方面再通过管理模块30对电参量数据的差异进行处理并判断积聚程度，实现光伏系统对积灰、积雪等积聚物90的积聚程度的判断，以对不同程度的影响进行高效地处理；同时由于光伏模块10的设置方式，使积聚物90对辐照的影响集中在其中一个区域电池单元12中，而其他的区域电池单元12将不受影响地运行在最大功率的跟踪下，使异物积聚的影响降低；再者由于区域电池单元12随积聚物90形成显著的电参量数据差异，功率优化模块13可起到数据采集的作用，管理模块30在判断积聚程度时无需增加过多系统结构则能增加积聚物90检测的功能。

在根据本发明的其他实施例，光伏系统为一光伏模块10，该光伏模块10为设置有多个区域电池单元12，以及管理模块30。管理模块30可根据各区域电池单元12的电参量差异，判断异物积聚的程度。

本实施例的管理模块30，能够获取设定时间段内的区域电池单元12的电参量数据，根据所有区域电池单元12的电参量数据与预设比例的额定电参数比较获取采样参数子集，根据采样参数子集进行排序，并且选取排名靠前的数据作为第一参数子集，选取排名靠后的数据作为第二参数子集，将第一参数子集和第二参数子集差异比较，再将参数子集之间的差异分别与第一预设差异值和第而预设差异值的预设差异要求进行比较，判断异物积聚程度是正常程度，需发预警指令程度，需发清理指令程度。

本实施例具体如图1所示，为光伏系统中光伏串联体20的安装结构示意。第1至n个光伏模块10相对水平面倾斜地设置在安装支架40，光伏模块10中，电池片沿矩形面板封装结构11的短边方向串联成电池片串101，区域电池单元12在沿矩形面板封装结构11的长边方向排布有两个区域电池单元12。由于封装结构11是倾斜设置，上方的区域电池单元12较高，下方的区域电池单元12较低。若出现灰尘积聚加雨水冲刷，或积雪等积聚物90，重力作用将在下方的区域电池单元12中形成层状的积聚物90。上下两个区域电池单元12均运行在最大功率点下，但由于下方区域电池单元12的积聚物90影响，其功率将低于上方区域电池单元12。

本实施例具体如图2所示，为光伏系统的电路连接示意。一光伏模块10中两区域电池单元12分别有独立的电力输出端pv，电力输出端pv独立地接入功率变换单元14。光伏串联体20中，各功率变换单元14的变换输出端invB相互串联，光伏串联体20的串输出端outB接入到光伏逆变器50的直流母线侧。其中各个功率优化模块13可检测其下各区域电池单元12的功率参数，并经通讯的方式发送到设置于光伏电站集中管理设备中的管理模块30。管理模块30以光伏串联体20为单位，在2n个功率参数数据中进行处理，并判断该光伏串联体20的积聚程度。

在根据本发明的其他实施例，管理模块30还可以采用其他电参量来判断积聚程度。如区域电池单元12由于异物遮挡，还会形成因辐照差异而导致的区域电池单元12的输出电流差异，即可以区域电池单元12的输出电流作为判断积聚程度的电参量数据；如功率变换单元14的变换输出端invB的电流相同，而电压将因功率不同形成差异，即可以功率变换单元14的输出电压作为判断积聚程度的电参量数据。又例如，由于功率变换单元14可忽略对功率的消耗，即不改变其变换输入端invA和变换输出端invB的功率参量，因而区域电池单元12的输出功率参数，以及功率变换单元14的输出功率参数，均可作为判断积聚程度的电参量数据。

本实施例具体如图3所示，为光伏模块10的安装结构示意。光伏模块10包括面板封装结构11，电池片以阵列结构封装在其内部。该电池片可以是单面发电的光伏电池片或者双面发电的光伏电池片。阵列电池片区域等分为标记为1的上方区域电池单元12，和标记为2的下方区域电池单元12。面板封装结构11倾斜地安装于安装支架40上。安装支架40可以是倾角固定的安装支架40，或者是倾角可调整的跟踪支架。若为跟踪支架，即使随倾角的变化，积聚物90也相同地是分布在其中一区域电池单元12当中。上方区域电池单元12和下方区域电池单元12分别接入功率变换单元14，功率变换单元14相串联并输出。功率优化模块13向外发送上下区域电池单元12的两个功率数据。

本实施例具体如图4所示，为功率优化模块13的电路结构示意图。光伏组件具有两个区域电池单元12，标记1的区域电池单元12其电力输出端pv连接到标记1的功率变换单元14的变换输入端invA，标记1的功率变换单元14的变换输出端invB，与标记2的功率变换单元14的变换输出端invB串接，串接的输出端作为总输出端outA。同样地，标记2的区域电池单元12接入标记2的功率变换单元14。标记1和标记2由独立的控制单元15控制连接。如标记1的控制单元15，根据检测的标记1的区域电池单元12的输入电压与电流，及标记2的功率变换单元14的输出电压，跟踪标记1的区域电池单元12的最大功率点，使该区域电池单元12配置在最大功率点电压下。标记1和2的控制单元15均通过无线发送单元16将功率参数P1及P2发送至管理模块30。

本实施例具体如图5所示，为光伏模块10的结构示意图。光伏模块10的电池片沿矩形阵列的短边方向全部串联成电池片串101，沿矩形阵列的长边方向有12串电池片串101。标记为1的区域电池单元12为上方区域的6串电池片串101，标记为2的区域电池单元12为下方区域的6串电池片串101。在上6串中区域中，其中上侧3串正极向左，下侧3串正极向右。6串电池片串101左侧全部连接。而在右侧，上侧3串全部连接，下侧3串全部连接，并分别引出正负极的电力输出端pv；形成三并-两串的电池片串101连接方式。下方区域的6串电池片串101连接方式与上方区域相同，输出特性相同。光伏模块10倾斜安装，标记为1和2的区域电池单元12，将形成高度差异。

本实施例具体如图6所示，为功率优化模块13示意图。功率优化模块13包括标记为1和2的两个功率转换单元。两个功率转换单元分别对应接入光伏模块10内的两区域电池单元12。两个功率转换单元均有独立的控制单元15控制，并跟踪最大功率点。以标记1的功率转换单元为示例，功率转换单元包括变换输入端invA和变换输出端invB，以及依次并联设置的输入电容C1，并联设置的辅助电源S，串联设置的第一开关件，并联设置的第二开关件，并联设置的输出电容C2，串联设置的电感L，以及并联设置的旁路二极管D1，形成BUCK降压式DC-DC变换电路。标记1的变换输出端invB正极作为总输出端outA的正极，标记1的变换输出端invB负极连接标记2的变换输出端invB正极，标记2的变换输出端invB负极作为总输出端outA的负极。控制单元15可获取变换输入端invA的电压及电流，作为区域电池单元12的电压及电流参量，并可获取变换输出端invB的电压及电流，通过最大功率跟踪（MPPT），向第一开关件输出占空比（D）相配合的脉冲宽度调制信号（PWM），第二开关件以与之反相的PWM信号控制，以形成续流，实现区域电池单元12的最大电力跟踪。可以理解的是，功率转换单元还可以是BOOST变换电路或BOOST-BUCK变换电路。

如图7至8所示，为根据本发明的实施例的第二方面，该实施例方面是一种降低面板异物积聚影响的方法。参照8，该方法包括步骤：

S101：将光伏模块10设置为封装结构11内形成阵列排布电池片，其中，电池片沿第一方向串联连接形成电池片串101，垂直于第一方向的第二方向排列的电池片串101按照区域至少两等分，并且在一个区域内的各电池片串101通过电连接形成具有电力输出端pv的区域电池单元12；

S102：对光伏模块10中各区域电池单元12分别在独立的最大功率点电压配置下进行电力转换，转换后的电力经串联后输出在光伏模块10的总输出端outA；

S103：将诸多光伏模块10通过其总输出端outA相互串联形成光伏串联体20；

S2：将光伏模块10以其内各区域电池单元12相对水平方向高低差异地设置；

S3：获取区域电池单元12和/或功率优化模块13的电参量数据，并且根据获取的电参量数据差异情况判断异物积聚的程度。

步骤S101至S103是对光伏系统的设置方案，即如S101是对光伏模块10的结构的设置，S102是对功率优化模块13的结构的设置，S103是对由诸多光伏模块10所构成光伏串联体20的设置。这些设置方式可实现：光伏模块10是有至少两个区域电池单元12独立跟踪最大功率点地发电，积聚物90的程度不同，将使各区域电池单元12之间形成电参量的差异，可通过获取该差异即可实现。步骤S2，是光伏系统中各光伏模块10的安装方法，即以不同区域电池单元12高地差异地设置，该设置方案使区域电池单运抵的电力将形成差异。步骤S3，是通过管理模块30判定积聚程度的程序方法。

参照图8，是步骤S3的具体管理模块30程序运行方法，其包括步骤：

——获取当前时间并判断：是否在正午11：00-13:00的预设时间段内；

——获取光伏串联体中所获取的功率参数数据：{P1，P2，...，P2n}；

——功率参数数据{P1，P2，...，P2n}中满足大于预设数值的数据，获取采样参数子集Pa{P}其中，预设数值=预设比例（40%）*光伏模块的额定功率（避免阴天情况辐照不稳定）；

——采样参数子集Pa{P}进行排序，获得：选取排名在20%的数据作为第一参数子集Pmax{P}选取排名在20%的数据作为第二参数子集Pmin{P}；

——将第一参数子集Pmax{P}均值处理为P1将第二参数子集Pmin{P}均值处理为P2经|P2-P1|/（P1+P2）的差异处理得到差异值Φ；

——将差异值Φ相比较于第一预设差异值Φ1（3%）以及第二预设差异值Φ2（6%）；

若Φ≤3%，则发送积聚程度正常的结果，

若3%＜Φ≤6%，则积聚程度满足需发预警指令要求，

若Φ＞6%，积聚程度满足需发清理指令要求。

实施例的应用示例

光伏系统的配置一：沿平单轴跟踪支架，其上沿高度方向安装上下两排的光伏模块。光伏模块符合上述光伏系统及方法的结构，区域电池单元沿平单轴跟踪支架高度方向有4个区域电池单元和功率变换单元。

光伏系统的配置二：当光伏模块结合平铺支架为彩钢瓦组件平铺布置，平铺支架的主龙骨平行于彩钢瓦屋顶的屋脊布置，光伏模块符合上述光伏系统及方法的结构，每块光伏模块的区域电池单元沿屋顶倾斜方向分为2个（或以上）,各区域电池单元独立受控于功率变换单元。

为排除测量误差，早晚的前后排遮挡不均匀及双面光伏发电模块背面发电获得的散射辐照及地表反射辐照不均匀问题，确定在正午11：00—13：00时段进行测量，确定采样超出40%光伏模块额定功率的功率数据Pa{P}，在前20%采样数据Pa{P}与后20%的采样数据Pa{P}比较得到差异值。若差异值在3%以内，可以认为光伏发电模块的下边沿的积灰（积雪）量很小，引起的组件输出差异很小，可以不采取措施；若差异值在3%以上至6%，可以认为光伏发电模块的下边沿的积灰（积雪）已经产生了较大影响，需要进行预警，重点关注该差异值发展；若差异值在6%及以上时，可以认为光伏发电模块的下边沿的积灰（积雪）已经产生了重大影响光伏发电模块的发电量，需要立即安排清理，再由人工清理或由自动清扫设备自动清理。

以上实施例主要描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种降低面板异物积聚影响的光伏系统，其特征在于，包括：

光伏模块(10)，其包括封装结构(11)和设于封装结构(11)内的形成阵列排布的电池片，所述电池片沿第一方向串联连接形成电池片串(101)，沿垂直于第一方向的第二方向排列的所述电池片串(101)按照区域至少两等分，并且在一个区域内的各所述电池片串(101)通过电连接形成具有电力输出端(pv)的区域电池单元(12)；

功率优化模块(13)，用于光伏模块(10)中各所述区域电池单元(12)分别在独立的最大功率点电压配置下进行电力转换，转换后的电力经串联后输出在光伏模块(10)的总输出端(outA)；以及，

管理模块(30)，能够获取区域电池单元(12)和/或功率优化模块(13)的电参量数据；

所述光伏模块(10)以其内各区域电池单元(12)相对水平方向高低差异地设置，以使异物积聚于光伏模块(10)其中一区域电池单元(12)并因此形成电参量数据差异，所述管理模块(30)根据获取的电参量数据差异情况判断异物积聚的程度；其中，

所述管理模块(30)将区域电池单元(12)的电参量数据进行排序，并且，选取排名靠前的数据作为第一参数子集，选取排名靠后的数据作为第二参数子集，将第一参数子集和第二参数子集差异比较，再将参数子集之间的差异与预设差异要求进行比较并判断异物积聚的程度；

若参数子集之间的差异不超出第一预设差异值，判断为积聚程度正常的结果；

若参数子集之间的差异超出第一预设差异值而不超出第二预设差异值，判断为积聚程度满足需发预警指令要求；

若参数子集之间的差异超出第二预设差异值，判断为积聚程度满足需发清理指令要求。

2.根据权利要求1所述的降低面板异物积聚影响的光伏系统，其特征在于，诸多所述光伏模块(10)通过其总输出端(outA)相互串联形成光伏串联体(20)，各所述功率优化模块(13)获取其区域电池单元(12)的电参数并以通讯方式发送至管理模块(30)；

所述的管理模块(30)根据获取的电参量数据差异情况判断异物积聚的程度包括：所述管理模块(30)根据区域电池单元(12)的功率参数数据的差异情况，或者根据区域电池单元(12)经电力变换后的输出电压参数数据的差异情况，或者根据各区域电池单元(12)的输出电流参数数据的差异情况，判断异物积聚程度。

3.根据权利要求1或2所述的降低面板异物积聚影响的光伏系统，其特征在于，所述的管理模块(30)能够获取区域电池单元(12)和/或功率优化模块(13)的电参量数据包括：所述管理模块(30)获取设定时间段内的区域电池单元(12)的电参量数据。

4.根据权利要求1所述的降低面板异物积聚影响的光伏系统，其特征在于，所述管理模块(30)根据电参量数据与预设比例的额定电参数比较获取采样参数子集；所述管理模块(30)将区域电池单元(12)的电参量数据进行排序包括：将采样参数子集进行排序。

5.根据权利要求1所述的降低面板异物积聚影响的光伏系统，其特征在于，该光伏系统还包括安装支架(40)，各所述光伏模块(10)以其第二方向相对水平方向倾斜地固定连接于安装支架(40)，或者，该光伏系统还包括跟踪支架，各所述光伏模块(10)以其第二方向相对水平方向倾角可调整地连接于跟踪支架；

所述功率优化模块(13)用于检测电参量数据，所述管理模块(30)与功率优化模块(13)之间通过通讯方式连接，以此管理模块(30)获取区域电池单元(12)的电参量数据；

所述功率优化模块(13)包括数量与区域电池单元(12)相对应的功率变换单元(14)与控制单元(15)，各所述功率变换单元(14)以其变换输入端(invA)一一对应连接于各所述区域电池单元(12)的电力输出端(pv)；各所述功率变换单元(14)的变换输出端(invB)相串联连接，其串联的输出端作为光伏模块(10)的总输出端(outA)。

6.一种降低面板异物积聚影响的方法，其特征在于，该方法包括步骤：

将光伏模块(10)设置为封装结构(11)内形成阵列排布电池片，其中，电池片沿第一方向串联连接形成电池片串(101)，垂直于第一方向的第二方向排列的所述电池片串(101)按照区域至少两等分，并且在一个区域内的各所述电池片串(101)通过电连接形成具有电力输出端(pv)的区域电池单元(12)；

在一光伏模块(10)中各所述区域电池单元(12)分别在独立的最大功率点电压配置下进行电力转换，转换后的电力经串联后输出在光伏模块(10)的总输出端(outA)；

将光伏模块(10)以其内各区域电池单元(12)相对水平方向高低差异地设置，以使异物积聚于光伏模块(10)其中一区域电池单元(12)并因此形成电参量数据差异；

获取区域电池单元(12)和/或功率优化模块(13)的电参量数据，并且根据获取的电参量数据差异情况判断异物积聚的程度；其中，

将区域电池单元(12)的电参量数据进行排序，并且，选取排名靠前的数据作为第一参数子集，选取排名靠后的数据作为第二参数子集，将第一参数子集和第二参数子集差异比较，再将参数子集之间的差异与预设差异要求进行比较并判断异物积聚的程度；

若参数子集之间的差异不超出第一预设差异值，判断为积聚程度正常的结果；

若参数子集之间的差异超出第一预设差异值而不超出第二预设差异值，判断为积聚程度满足需发预警指令要求；

若参数子集之间的差异超出第二预设差异值，判断为积聚程度满足需发清理指令要求。

7.根据权利要求6所述的降低面板异物积聚影响的方法，其特征在于，该方法包括步骤：将诸多所述光伏模块(10)通过其总输出端(outA)相互串联形成光伏串联体(20)，各光伏模块(10)获取其电参数并以通讯方式发送，以获取光伏串联体(20)内各区域电池单元(12)的电参量数据；

所述的获取区域电池单元(12)和/或功率优化模块(13)的电参量数据包括程序步：根据获取的区域电池单元(12)的功率参数数据的差异情况判断异物积聚的程度；或者，

根据获取的区域电池单元(12)经电力变换后的输出电压参数数据的差异情况判断异物积聚的程度；或者，

根据获取的区域电池单元(12)的输出电流参数数据的差异情况判断异物积聚的程度。

8.根据权利要求6或7所述的降低面板异物积聚影响的方法，其特征在于，所述的获取区域电池单元(12)和/或功率优化模块(13)的电参量数据的包括程序步：采用设定时间段内的区域电池单元(12)的电参量数据。

9.根据权利要求6所述的降低面板异物积聚影响的方法，其特征在于，根据所获取的电参量数据与预设比例的额定电参数比较获取采样参数子集；所述的将区域电池单元(12)的电参量数据进行排序包括：将采样参数子集进行排序。