CN115085273B - 一种分布式光伏系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体公开了一种分布式光伏系统，所述分布式光伏系统包括若干个光伏组件、至少一个光伏组串和一个逆变器，所述光伏组串由多个组件输出单元的输出端串联而成，每个组件输出单元的输入端均与对应光伏组件连接，且每个组件输出单元均包括供电单元和功能单元，供电单元既可以从其组件输出单元对所应的光伏组件取电，也可以从其相邻组件输出单元的供电单元取电，功能单元在对应供电单元提供的电源电压下进行最大功率点追踪、电流电压监控和直流输出关断功能。当某块光伏组件的光照较强时，该光伏组件可通过其组件输出单元中的供电单元，对其相邻组件输出单元中的供电单元供电，以保证所述光伏组串区间内的组件输出单元运行稳定。

Description

一种分布式光伏系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种分布式光伏系统及其控制方法。
背景技术
现有的光伏发电系统在实际应用中面临一个问题，那就是当光照较弱时，某些组件输出单元会频繁重启，其原因是弱光照条件下的光伏组件无法为其对应的组件输出单元提供足够功率，从而导致组件输出单元无法稳定执行功率优化、监控、关断等功能。这种情况会进一步导致逆变器频繁调整状态，从而降低了整个光伏系统的效率和稳定性。
其表现为：组件输出单元未启动时，其输入端的光伏组件输出开路，组件开路电压通常较高，以电压做启动条件的组件输出单元极易启动；然而，如果其对应的光伏组件输出功率太低，该组件输出单元启动后会迅速掉电关闭；组件输出单元关闭后，再次获得较高的组件开路电压……如此反复。
面对上述问题，常见的解决方法是为组件输出单元增加超级电容做第二电源、或者对组件输出单元进行启动延时控制，上述方法在短时间内（典型值几十秒）能缓解光伏组件的光照发生波动或严重衰减时，对组件输出单元供电稳定性的影响，却无法解决长时间光照较弱且遮挡严重的情况（太阳高度角低，影子长），整个光伏发电系统工作仍不稳定。
同时，超级电容作为第二电源，供电时间有限，适用于光照偶然降低的情况，无法根本解决长时间光照较低、组件输出功率不足、无法正常启动其对应的功率优化器、或关断器等组件输出单元的问题；若将超级电容更换为储能电池，则需要增加电池管理电路，而且电池本身会引入安全隐患；而且延迟启动适于光照偶然波动或快速波动，不适合光照持续较弱的情况。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种分布式光伏系统，包括控制系统、逆变器和若干个光伏组件，以及与若干个光伏组件一一对应的组件输出单元，其中：
每一个光伏组件均与对应的组件输出单元连接，用于接收太阳辐射并向对应组件输出单元输出直流功率；
若干个组件输出单元串联连接并形成多组并联连接的光伏串组，每一组光伏串组的输出端均与逆变器的输入端连接；
其中，每一个组件输出单元均包括相互连接的供电单元和功能单元，所述供电单元用于获取电能为功能单元提供稳定电源电压，且每一个供电单元均设有两组或三组取电端口和供电端口，同一组光伏串组之间的相邻两个供电单元之间均通过取电端口和供电端口串联连接；
所述功能单元用于将对应供电单元输出的直流功率进行转换，并对供电单元输出的直流功率执行最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项功能；
所述逆变器用于将光伏组串输出的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率；
所述控制系统分别与逆变器、光伏组件和组件输出单元连接。
优选地，每一个所述供电单元均设有两组取电端口和供电端口时，所述取电端口包括本地取电端口和相邻取电端口，供电端口包括本地供电端口和相邻供电端口，同一组光伏串组中，每一个供电单元的本地取电端口均与对应光伏组件的输出端连接，每一个供电单元的本地供电端口均与对应功能单元的输入端连接，第n-1个供电单元的相邻取电端口与第n个供电单元的相邻供电端口连接，第n个供电单元的相邻取电端口与第n+1个供电单元的相邻供电端口连接，第n+1个供电单元的相邻取电端口与第n+2个供电单元的相邻供电端口连接，以此类推，以使同一组光伏串组中的所有供电单元串联连接，其中，n≥2，当n=2时，第n-1个供电单元的取电端口开路。
优选地，每一个所述供电单元均设有三组取电端口和供电端口时，取电端口包括本地取电端口、上取电端口和下取电端口，供电端口包括本地供电端口、上供电端口和下供电端口，同一组光伏串组中，每一个供电单元的本地取电端口均与对应光伏组件的输出端连接，每一个供电单元的本地供电端口均与对应功能单元的输入端连接，第n-1个供电单元的上取电端口与第n个供电单元的下供电端口连接，第n-1个供电单元的下取电端口与第n-2个供电单元的上供电端口连接，第n-1个供电单元的上供电端口与第n个供电单元的下取电端口连接，第n-1个供电单元的下供电端口与第n-2个供电单元的上取电端口连接，第n个供电单元的上取电端口与第n+1个供电单元的下供电端口连接，第n个供电单元的上供电端口与第n+1个供电单元的下取电端口连接，以此类推，以使同一组光伏串组中的所有供电单元串联连接，其中，n≥2，n=2时，第n-1个供电单元的下取电端口和下供电端口开路。
本发明还提供了一种分布式光伏系统控制方法，所述方法上述所述的分布式光伏系统进行工作，包括以下步骤：
S1、在同一组光伏组串内，控制系统将供电单元的本地取电端口和相邻取电端口的输入功率进行比较，并从输入功率较大的取电端口获取该供电单元的输入功率；
S2、将该供电单元的输入功率与预设功率值进行比较，若该供电单元的输入功率小于预设功率值，则该供电单元掉电，若该供电单元的输入功率大于预设功率值，则进入步骤S3；
S3、启动该供电单元，并在本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值；
S4、比较第一电压值和预设电压值的大小，若第一电压值小于预设电压值，则断开相邻供电端口的输出，直至第一电压值大于预设电压值，此时，该供电单元为相邻供电端口输出等于第一电压值的电压；
S5、控制系统控制该供电单元对应的功能单元执行预设功能，所述预设功能包括最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项，同时输出直流功率至逆变器；
S6、逆变器将所接收的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率。
优选地，所述步骤S1中，若该供电单元本地取电端口和相邻取电端口的输入功率均大于第一预设功率值时，该供电单元优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值；若该供电单元本地取电端口的输入功率小于第一预设功率值时，该供电单元从相邻取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值，直至本地取电端口的输入功率大于预设功率值时，该供电单元从本地取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值。
本发明还提供了一种分布式光伏系统控制方法，所述方法基于上述所述的分布式光伏系统进行工作，包括以下步骤：
S1’、在同一组光伏组串内，控制系统将供电单元的本地取电端口、上取电端口和下取电端口的输入功率进行比较，并从输入功率最大的取电端口获取该供电单元的输入功率；
S2’、将该供电单元的输入功率与预设功率值进行比较，若该供电单元的输入功率小于预设功率值，则该供电单元掉电，若该供电单元的输入功率大于预设功率值，则进入步骤S3’；
S3’、启动该供电单元，并在本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值；
S4’、比较第一电压值和预设电压值的大小，若第一电压值小于预设电压值，则断开该供电单元上取电端口和下取电端口的输出，直至第一电压值大于预设电压值，此时，该供电单元为上取电端口和下取电端口输出等于第一电压值的电压；
S5’、控制系统控制该供电单元对应的功能单元执行预设功能，所述预设功能包括最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项，同时输出直流功率至逆变器；
S6’、逆变器将所接收的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率
优选地，所述步骤S1’中，若该供电单元本地取电端口、上取电端口和下取电端口的输入功率均大于第一预设功率值时，该供电单元优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值；若该供电单元本地取电端口的输入功率小于第一预设功率值时，该供电单元从该供电单元上取电端口或下取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值，直至本地取电端口的输入功率大于预设功率值时，该供电单元从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值。
与现有技术比较，本发明所提供的分布式光伏系统由至少一个光伏组串和一个逆变器组成，所述光伏组串由多个组件输出单元的输出端串联而成，每个所述组件输出单元的输入端均与一块光伏组件相连接，且每个所述组件输出单元均具有供电单元和功能单元，所述供电单元既可以从其组件输出单元对所应的光伏组件取电，也可以从其相邻组件输出单元的供电单元取电，所述功能单元在所述供电单元提供的电源电压下，对来自其对应光伏组件的直流功率进行最大功率点追踪、电流电压监控和直流输出关断功能中的至少一项，而且，当某块光伏组件的光照较强时，该光伏组件可通过其组件输出单元中的供电单元，对其相邻组串区间内的多个组件输出单元中的供电单元供电，以保证所述光伏组串区间内的组件输出单元运行稳定。
附图说明
图1是本发明一种分布式光伏系统的示意图，
图2是本发明其中一个实施例的单个组件输出单元的示意图，
图3是同一个光伏组串中其中一个实施例的相邻两个组件输出单元的连接示意图，
图4是本发明中一种分布式光伏系统控制方法的流程图，
图5是本发明另一个实施例的单个组件输出单元的示意图，
图6是同一个光伏组串中另一个实施例的相邻两个组件输出单元的连接示意图，
图7是本发明中另一种分布式光伏系统控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种分布式光伏系统，包括控制系统、逆变器和若干个光伏组件，以及与若干个光伏组件一一对应的组件输出单元，其中：
每一个光伏组件均与对应的组件输出单元连接，用于接收太阳辐射并向对应组件输出单元输出直流功率；
若干个组件输出单元串联连接并形成多组并联连接的光伏串组，每一组光伏串组的输出端均与逆变器的输入端连接；
其中，每一个组件输出单元均包括相互连接的供电单元和功能单元，所述供电单元用于获取电能为功能单元提供稳定电源电压，且每一个供电单元均设有两组或三组取电端口和供电端口，同一组光伏串组之间的相邻两个供电单元之间均通过取电端口和供电端口串联连接；
所述功能单元用于将对应供电单元输出的直流功率进行转换，并对供电单元输出的直流功率执行最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项功能；
所述逆变器用于将光伏组串输出的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率；
所述控制系统分别与逆变器、光伏组件和组件输出单元连接。
本实施例中，所述分布式光伏系统由至少一个光伏组串和一个逆变器组成，所述光伏组串由多个组件输出单元的输出端串联而成，每个所述组件输出单元的输入端均与一块光伏组件相连接，且每个所述组件输出单元均具有供电单元和功能单元，所述供电单元既可以从其组件输出单元对所应的光伏组件取电，也可以从其相邻组件输出单元的供电单元取电，所述功能单元在所述供电单元提供的电源电压下，对来自其对应光伏组件的直流功率进行最大功率点追踪、电流电压监控和直流输出关断功能中的至少一项，而且，当某块光伏组件的光照较强时，该光伏组件可通过其组件输出单元中的供电单元，对其相邻组串区间内的多个组件输出单元中的供电单元供电，以保证所述光伏组串区间内的组件输出单元运行稳定。
需要说明的是，当所述分布式光伏系统中只有两个光伏组串时，t=m，当所述分布式光伏系统有两个以上光伏组串时，t＞m；当所述分布式光伏系统中只有一个光伏组串时，t=1且m=n。
如图2所示，在其中一个实施例中，每一个所述供电单元均设有两组取电端口和供电端口时，所述取电端口包括本地取电端口和相邻取电端口，供电端口包括本地供电端口和相邻供电端口，同一组光伏串组中，每一个供电单元的本地取电端口均与对应光伏组件的输出端连接，每一个供电单元的本地供电端口均与对应功能单元的输入端连接，第n-1个供电单元的相邻取电端口与第n个供电单元的相邻供电端口连接，第n个供电单元的相邻取电端口与第n+1个供电单元的相邻供电端口连接，第n+1个供电单元的相邻取电端口与第n+2个供电单元的相邻供电端口连接，以此类推，以使同一组光伏串组中的所有供电单元串联连接，其中，n≥2，当n=2时，第n-1个供电单元的取电端口开路。
本实施例中，每一个所述组件输出单元均包括供电单元和功能单元；
其中，所述功能单元用于接收来自对应光伏组件输出端的直流功率，并将其转换为功能单元输出端的直流输出，并且对输入的直流输入执行最大功率点追踪、电流电压监控、输出关断等功能中的至少一项功能；
功能单元在执行所述至少一项功能时，需要一个稳定的电源电压，以保证功能单元的控制逻辑正常、且内部开关状态稳定；
所述稳定的电源电压从供电单元（n）的本地供电端口获得；
供电单元（n）的本地取电端口并联至对应光伏组件输出端获取电能，并在本地供电端口输出所述电源电压，所述电源电压值可称为第三电压值；
供电单元（n）还可从相邻取电端口取得输入功率；供电单元（n）还可在相邻供电端口输出等于本地供电端口的电压。
供电单元（n）的一种工作逻辑是：
供电单元（n）比较本地取电端口和相邻取电端口的输入功率，并从输入功率较大的取电端口获得输入功率；
若所述输入功率小于预设功率值，则供电单元（n）无法启动；
若所述输入功率大于预设功率值，则供电单元（n）启动，并于本地供电端口、和相邻供电端口输出第一电压值；
已启动的供电单元（n），若其本地供电端口电压小于预设电压值时（即预设电压值小于第一电压值），则断开其相邻供电端口的输出； 直到本地供电端口电压大于预设电压值，所述供电单元（n）为其相邻供电单元提供等于本地供电端口的电压；
已启动的供电单元（n），若其本地取电端口和相邻取电端口的输入功率均低于第以预设功率值，则所述供电单元（n）掉电，且无法在各供电端口输出电压。
供电单元（n）的另一种可选的工作逻辑是：
若本地取电端口的输入功率高于预设功率值，供电单元（n）优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口、相邻供电端口输出第一电压值；
若本地取电端口的输入功率低于预设功率值，则供电单元（n）从相邻取电端口取电，且本地供电端口和相邻供电端口输出电压均等于相邻取电端口的电压；直到本地取电端口的输入功率高于预设功率值时，供电单元（n）从本地取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值；
若本地取电端口和相邻取电端口的输入功率均低于预设功率值，则供电单元（n）无法启动；
若供电单元（n）已启动，且本地供电端口电压低于预设电压值，则断开其相邻供电端口的输出；直到所述本地供电端口电压超过预设电压值时，所述供电单元（n）恢复对其相邻供电单元输出等于本地供电端口电压。
如图3所示，在其中另一个实施例中，每一个所述供电单元均设有三组取电端口和供电端口时，取电端口包括本地取电端口、上取电端口和下取电端口，供电端口包括本地供电端口、上供电端口和下供电端口，同一组光伏串组中，每一个供电单元的本地取电端口均与对应光伏组件的输出端连接，每一个供电单元的本地供电端口均与对应功能单元的输入端连接，第n-1个供电单元的上取电端口与第n个供电单元的下供电端口连接，第n-1个供电单元的下取电端口与第n-2个供电单元的上供电端口连接，第n-1个供电单元的上供电端口与第n个供电单元的下取电端口连接，第n-1个供电单元的下供电端口与第n-2个供电单元的上取电端口连接，第n个供电单元的上取电端口与第n+1个供电单元的下供电端口连接，第n个供电单元的上供电端口与第n+1个供电单元的下取电端口连接，以此类推，以使同一组光伏串组中的所有供电单元串联连接，其中，n≥2，n=2时，第n-1个供电单元的下取电端口和下供电端口开路。
在本实施例中，所述组件输出单元（n）包括供电单元（n）和功能单元（n）；
其中功能单元（n）用于接收来自对应光伏组件（n）的直流功率，并将其转换为输出端的直流输出，且对输入的直流输入执行最大功率点追踪、电流电压监控、输出关断等功能中的至少一项功能；
功能单元（n）在执行所述至少一项功能时，需要一个稳定的电源电压，以保证功能单元（n）的控制逻辑正常、且内部开关状态稳定；
所述稳定的电源电压从供电单元（n）的本地供电端口获得；
供电单元（n）的本地取电端口并联至对应光伏组件（n）的输出端，用于获取电能，并在本地供电端口输出所述电源电压，所述电源电压值可称为第一电压值；
供电单元（n）还可从上取电端口，或下取电端口取得输入功率；供电单元（n）还可在上供电端口，或下供电端口输出等于本地供电端口的电压。
每一个光伏组件的输出端分别并联至对应组件输出单元的输入端口；
若干个组件输入单元的输出端口串联形成光伏组串，至少一串光伏组串并联至逆变器的输入端；
逆变器将所述光伏组串的直流功率转换为输出端的交流功率，所述交流功率可并网或为交流负载供电。
如图6所示，同一个光伏组串中相邻组件输出单元之间，前一块组件输出单元的下供电端口与后一块组件输出单元的上取电端口相连；且后一块组件输出单元的上供电端口与前一块组件输出单元的下取电端口相连；其中，所述“前一块”和所述“后一块”指的是同一光伏组串内，输出端口串联的相邻两块组件输出单元之间的相对位置。
同一光伏组串中，任意一块组件输出单元（n-2）的上取电端口（n-2），与其相邻组件输出单元（n-1）的下供电端口（n-1）相连；
组件输出单元（n-1）的下取电端口（n-1），与其相邻组件输出单元（n-2）的上供电端口（n-2）相连；
组件输出单元（n-2）的上供电端口（n-2），与其相邻组件输出单元（n-1）的下取电端口（n-1）相连；
组件输出单元（n-1）的下供电端口（n-1），与其相邻组件输出单元（n-2）的上取电端口（n-2）相连；
组件输出单元（n-1）的输出端口、组件输出单元（n-2）的输出端口、组件输出单元204（n）的输出端口逐级串联。
如图5所示，供电单元（n）的一种工作逻辑是：
供电单元（n）比较本地取电端口、上取电端口和下取电端口的输入功率，并从功率最大的取电端口获得输入功率；
若所述输入功率小于预设功率值，则供电单元（n）无法启动；
若所述输入功率大于预设功率值，则供电单元（n）启动，并于本地供电端口、上供电端口和下供电端口输出第一电压值；
已启动的供电单元（n），若其本地供电端口电压小于预设电压值时（即预设电压值小于第一电压值），则断开其上供电端口和下供电端口的输出；直到本地供电端口电压大于预设电压值，所述供电单元（n）为上供电端口和下供电端口输出等于本地供电端口的电压；
已启动的供电单元（n），若其各取电端口的输入功率均低于预设功率值，则所述供电单元（n）掉电，且无法在各供电端口输出电压。
供电单元（n）的另一种可选的工作逻辑是：
若本地取电端口的输入功率高于预设功率值，则供电单元（n）优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上供电端口和下供电端输出第一电压值；
若本地取电端口的输入功率低于预设功率值，则供电单元（n）从上取电端口或下取电端口中输出功率较大的取电端口取电，且本地供电端口、上供电端口和下供电端口输出电压均等于取电端口的电压；直到本地取电端口的输入功率高于预设功率值时，供电单元（n）从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上供电端口和下供电端口输出第一电压值；
若各取电端口的功率均小于预设功率值，则供电单元（n）无法启动；
已启动的供电单元（n），若其本地供电端口电压小于预设电压值（即预设电压值小于第一电压值），则断开上供电端口和下供电端口的输出；直到所述本地供电端口电压大于预设电压值后，所述供电单元（n）为上供电端口和下供电端口输出等于本地供电端口的电压；
已启动的供电单元（n），若各取电端口得输入功率均小于预设功率值，则所述供电单元（n）掉电，且无法在各供电端口输出电压。
上述两种供电单元（n）的工作逻辑均可实现同一光伏组串中，一块光照较强的光伏组件（n）所对应的供电单元（n）可以为其相邻组件输出单元（n-1）中的功能单元（n-1）提供稳定电源，避免了因某块光伏组件光照较弱、导致其对应的组件输出单元无法正常启动的情况。值得指出的是，所述“相邻组件”并不限于“相邻的一块组件”，在光照强、无遮挡情况下，一块光伏组件可为其同一光伏组串区间内的多个组件输出单元中的功能单元供电。
需要说明的是，本实施例中，所述预设功率值为30W，预设电压值为12v。
如图4所示，本发明还提供了一种分布式光伏系统控制方法，所述方法基于上述其中一种所述的分布式光伏系统进行工作，包括以下步骤：
S1、在同一组光伏组串内，控制系统将供电单元的本地取电端口和相邻取电端口的输入功率进行比较，并从输入功率较大的取电端口获取该供电单元的输入功率；
S2、将该供电单元的输入功率与预设功率值进行比较，若该供电单元的输入功率小于预设功率值，则该供电单元掉电，若该供电单元的输入功率大于预设功率值，则进入步骤S3；
S3、启动该供电单元，并在本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值；
S4、比较第一电压值和预设电压值的大小，若第一电压值小于预设电压值，则断开相邻供电端口的输出，直至第一电压值大于预设电压值，此时，该供电单元为相邻供电端口输出等于第一电压值的电压；
S5、控制系统控制该供电单元对应的功能单元执行预设功能，所述预设功能包括最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项，同时输出直流功率至逆变器；
S6、逆变器将所接收的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率
其中，所述步骤S1中，若该供电单元本地取电端口和相邻取电端口的输入功率均大于第一预设功率值时，该供电单元优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值；若该供电单元本地取电端口的输入功率小于第一预设功率值时，该供电单元从相邻取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值，直至本地取电端口的输入功率大于预设功率值时，该供电单元从本地取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值。
在本实施例中，每一个所述组件输出单元均包括供电单元和功能单元；
其中，所述功能单元用于接收来自对应光伏组件输出端的直流功率，并将其转换为功能单元输出端的直流输出，并且对输入的直流输入执行最大功率点追踪、电流电压监控、输出关断等功能中的至少一项功能；
功能单元在执行所述至少一项功能时，需要一个稳定的电源电压，以保证功能单元的控制逻辑正常、且内部开关状态稳定；
所述稳定的电源电压从供电单元（n）的本地供电端口获得；
供电单元（n）的本地取电端口并联至对应光伏组件输出端获取电能，并在本地供电端口输出所述电源电压，所述电源电压值可称为第三电压值；
供电单元（n）还可从相邻取电端口取得输入功率；供电单元（n）还可在相邻供电端口输出等于本地供电端口的电压。
供电单元（n）的一种工作逻辑是：
供电单元（n）比较本地取电端口和相邻取电端口的输入功率，并从输入功率较大的取电端口获得输入功率；
若所述输入功率小于预设功率值，则供电单元（n）无法启动；
若所述输入功率大于预设功率值，则供电单元（n）启动，并于本地供电端口、和相邻供电端口输出第一电压值；
已启动的供电单元（n），若其本地供电端口电压小于预设电压值时（即预设电压值小于第一电压值），则断开其相邻供电端口的输出； 直到本地供电端口电压大于预设电压值，所述供电单元（n）为其相邻供电单元提供等于本地供电端口的电压；
已启动的供电单元（n），若其本地取电端口和相邻取电端口的输入功率均低于第以预设功率值，则所述供电单元（n）掉电，且无法在各供电端口输出电压。
供电单元（n）的另一种可选的工作逻辑是：
若本地取电端口的输入功率高于预设功率值，供电单元（n）优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口、相邻供电端口输出第一电压值；
若本地取电端口的输入功率低于预设功率值，则供电单元（n）从相邻取电端口取电，且本地供电端口和相邻供电端口输出电压均等于相邻取电端口的电压；直到本地取电端口的输入功率高于预设功率值时，供电单元（n）从本地取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值；
若本地取电端口和相邻取电端口的输入功率均低于预设功率值，则供电单元（n）无法启动；
若供电单元（n）已启动，且本地供电端口电压低于预设电压值，则断开其相邻供电端口的输出；直到所述本地供电端口电压超过预设电压值时，所述供电单元（n）恢复对其相邻供电单元输出等于本地供电端口电压。
如图5所示，本发明还提供了一种分布式光伏系统控制方法，所述方法基于上述另一种所述的分布式光伏系统进行工作，包括以下步骤：
S1’、在同一组光伏组串内，控制系统将供电单元的本地取电端口、上取电端口和下取电端口的输入功率进行比较，并从输入功率最大的取电端口获取该供电单元的输入功率；
S2’、将该供电单元的输入功率与预设功率值进行比较，若该供电单元的输入功率小于预设功率值，则该供电单元掉电，若该供电单元的输入功率大于预设功率值，则进入步骤S3’；
S3’、启动该供电单元，并在本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值；
S4’、比较第一电压值和预设电压值的大小，若第一电压值小于预设电压值，则断开该供电单元上取电端口和下取电端口的输出，直至第一电压值大于预设电压值，此时，该供电单元为上取电端口和下取电端口输出等于第一电压值的电压；
S5’、控制系统控制该供电单元对应的功能单元执行预设功能，所述预设功能包括最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项，同时输出直流功率至逆变器；
S6’、逆变器将所接收的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率
其中，所述步骤S1’中，若该供电单元本地取电端口、上取电端口和下取电端口的输入功率均大于第一预设功率值时，该供电单元优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值；若该供电单元本地取电端口的输入功率小于第一预设功率值时，该供电单元从该供电单元上取电端口或下取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值，直至本地取电端口的输入功率大于预设功率值时，该供电单元从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值。
所述组件输出单元（n）包括供电单元（n）和功能单元（n）；
其中功能单元（n）用于接收来自对应光伏组件（n）的直流功率，并将其转换为输出端的直流输出，且对输入的直流输入执行最大功率点追踪、电流电压监控、输出关断等功能中的至少一项功能；
功能单元（n）在执行所述至少一项功能时，需要一个稳定的电源电压，以保证功能单元（n）的控制逻辑正常、且内部开关状态稳定；
所述稳定的电源电压从供电单元（n）的本地供电端口获得；
供电单元（n）的本地取电端口并联至对应光伏组件（n）的输出端，用于获取电能，并在本地供电端口输出所述电源电压，所述电源电压值可称为第一电压值；
供电单元（n）还可从上取电端口，或下取电端口取得输入功率；供电单元（n）还可在上供电端口，或下供电端口输出等于本地供电端口的电压。
每一个光伏组件的输出端分别并联至对应组件输出单元的输入端口；
若干个组件输入单元的输出端口串联形成光伏组串，至少一串光伏组串并联至逆变器的输入端；
逆变器将所述光伏组串的直流功率转换为输出端的交流功率，所述交流功率可并网或为交流负载供电。
如图6所示，同一个光伏组串中相邻组件输出单元之间，前一块组件输出单元的下供电端口与后一块组件输出单元的上取电端口相连；且后一块组件输出单元的上供电端口与前一块组件输出单元的下取电端口相连；其中，所述“前一块”和所述“后一块”指的是同一光伏组串内，输出端口串联的相邻两块组件输出单元之间的相对位置。
同一光伏组串中，任意一块组件输出单元（n-2）的上取电端口（n-2），与其相邻组件输出单元（n-1）的下供电端口（n-1）相连；
组件输出单元（n-1）的下取电端口（n-1），与其相邻组件输出单元（n-2）的上供电端口（n-2）相连；
组件输出单元（n-2）的上供电端口（n-2），与其相邻组件输出单元（n-1）的下取电端口（n-1）相连；
组件输出单元（n-1）的下供电端口（n-1），与其相邻组件输出单元（n-2）的上取电端口（n-2）相连；
组件输出单元（n-1）的输出端口、组件输出单元（n-2）的输出端口、组件输出单元204（n）的输出端口逐级串联。
如图5所示，供电单元（n）的一种工作逻辑是：
供电单元（n）比较本地取电端口、上取电端口和下取电端口的输入功率，并从功率最大的取电端口获得输入功率；
若所述输入功率小于预设功率值，则供电单元（n）无法启动；
若所述输入功率大于预设功率值，则供电单元（n）启动，并于本地供电端口、上供电端口和下供电端口输出第一电压值；
已启动的供电单元（n），若其本地供电端口电压小于预设电压值时（即预设电压值小于第一电压值），则断开其上供电端口和下供电端口的输出；直到本地供电端口电压大于预设电压值，所述供电单元（n）为上供电端口和下供电端口输出等于本地供电端口的电压；
已启动的供电单元（n），若其各取电端口的输入功率均低于预设功率值，则所述供电单元（n）掉电，且无法在各供电端口输出电压。
供电单元（n）的另一种可选的工作逻辑是：
若本地取电端口的输入功率高于预设功率值，则供电单元（n）优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上供电端口和下供电端输出第一电压值；
若本地取电端口的输入功率低于预设功率值，则供电单元（n）从上取电端口或下取电端口中输出功率较大的取电端口取电，且本地供电端口、上供电端口和下供电端口输出电压均等于取电端口的电压；直到本地取电端口的输入功率高于预设功率值时，供电单元（n）从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上供电端口和下供电端口输出第一电压值；
若各取电端口的功率均小于预设功率值，则供电单元（n）无法启动；
已启动的供电单元（n），若其本地供电端口电压小于预设电压值（即预设电压值小于第一电压值），则断开上供电端口和下供电端口的输出；直到所述本地供电端口电压大于预设电压值后，所述供电单元（n）为上供电端口和下供电端口输出等于本地供电端口的电压；
已启动的供电单元（n），若各取电端口得输入功率均小于预设功率值，则所述供电单元（n）掉电，且无法在各供电端口输出电压。
上述两种供电单元（n）的工作逻辑均可实现同一光伏组串中，一块光照较强的光伏组件（n）所对应的供电单元（n）可以为其相邻组件输出单元（n-1）中的功能单元（n-1）提供稳定电源，避免了因某块光伏组件光照较弱、导致其对应的组件输出单元无法正常启动的情况。值得指出的是，所述“相邻组件”并不限于“相邻的一块组件”，在光照强、无遮挡情况下，一块光伏组件可为其同一光伏组串区间内的多个组件输出单元中的功能单元供电。
以上对本发明所提供的一种分布式光伏系统及其控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种分布式光伏系统，其特征在于，包括控制系统、逆变器和若干个光伏组件，以及与若干个光伏组件一一对应的组件输出单元，其中：
每一个光伏组件均与对应的组件输出单元连接，用于接收太阳辐射并向对应组件输出单元输出直流功率；
若干个组件输出单元串联连接并形成多组并联连接的光伏串组，每一组光伏串组的输出端均与逆变器的输入端连接；
其中，每一个组件输出单元均包括相互连接的供电单元和功能单元，所述供电单元用于获取电能为功能单元提供稳定电源电压，且每一个供电单元均设有取电端口和供电端口，同一组光伏串组之间的相邻两个供电单元之间均通过取电端口和供电端口串联连接；
所述功能单元用于将对应供电单元输出的直流功率进行转换，并对供电单元输出的直流功率执行最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项功能；
所述逆变器用于将光伏组串输出的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率；
所述控制系统分别与逆变器、光伏组件和组件输出单元连接；
每一个所述供电单元均设有两组取电端口和供电端口时，所述取电端口包括本地取电端口和相邻取电端口，供电端口包括本地供电端口和相邻供电端口，同一组光伏串组中，每一个供电单元的本地取电端口均与对应光伏组件的输出端连接，每一个供电单元的本地供电端口均与对应功能单元的输入端连接，第n-1个供电单元的相邻取电端口与第n个供电单元的相邻供电端口连接，第n个供电单元的相邻取电端口与第n+1个供电单元的相邻供电端口连接，第n+1个供电单元的相邻取电端口与第n+2个供电单元的相邻供电端口连接，以此类推，以使同一组光伏串组中的所有供电单元串联连接，其中，n≥2，当n=2时，第n-1个供电单元的取电端口开路；
或，每一个所述供电单元均设有三组取电端口和供电端口时，取电端口包括本地取电端口、上取电端口和下取电端口，供电端口包括本地供电端口、上供电端口和下供电端口，同一组光伏串组中，每一个供电单元的本地取电端口均与对应光伏组件的输出端连接，每一个供电单元的本地供电端口均与对应功能单元的输入端连接，第n-1个供电单元的上取电端口与第n个供电单元的下供电端口连接，第n-1个供电单元的下取电端口与第n-2个供电单元的上供电端口连接，第n-1个供电单元的上供电端口与第n个供电单元的下取电端口连接，第n-1个供电单元的下供电端口与第n-2个供电单元的上取电端口连接，第n个供电单元的上取电端口与第n+1个供电单元的下供电端口连接，第n个供电单元的上供电端口与第n+1个供电单元的下取电端口连接，以此类推，以使同一组光伏串组中的所有供电单元串联连接，其中，n≥2，n=2时，第n-1个供电单元的下取电端口和下供电端口开路。
2.一种分布式光伏系统控制方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1所述的分布式光伏系统进行工作，每一个所述供电单元均设有两组取电端口和供电端口时，包括以下步骤：
S1、在同一组光伏组串内，控制系统将供电单元的本地取电端口和相邻取电端口的输入功率进行比较，并从输入功率较大的取电端口获取该供电单元的输入功率；
S2、将该供电单元的输入功率与预设功率值进行比较，若该供电单元的输入功率小于预设功率值，则该供电单元掉电，若该供电单元的输入功率大于预设功率值，则进入步骤S3；
S3、启动该供电单元，并在本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值；
S4、比较第一电压值和预设电压值的大小，若第一电压值小于预设电压值，则断开相邻供电端口的输出，直至第一电压值大于预设电压值，此时，该供电单元为相邻供电端口输出等于第一电压值的电压；
S5、控制系统控制该供电单元对应的功能单元执行预设功能，所述预设功能包括最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项，同时输出直流功率至逆变器；
S6、逆变器将所接收的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率。
3.如权利要求2所述的分布式光伏系统控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，若该供电单元本地取电端口和相邻取电端口的输入功率均大于第一预设功率值时，该供电单元优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值；若该供电单元本地取电端口的输入功率小于第一预设功率值时，该供电单元从相邻取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值，直至本地取电端口的输入功率大于预设功率值时，该供电单元从本地取电端口取电，并于本地供电端口和相邻供电端口输出第一电压值。
4.一种分布式光伏系统控制方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1所述的分布式光伏系统进行工作，每一个所述供电单元均设有三组取电端口和供电端口时，包括以下步骤：
S1’、在同一组光伏组串内，控制系统将供电单元的本地取电端口、上取电端口和下取电端口的输入功率进行比较，并从输入功率较大的取电端口获取该供电单元的输入功率；
S2’、将该供电单元的输入功率与预设功率值进行比较，若该供电单元的输入功率小于预设功率值，则该供电单元掉电，若该供电单元的输入功率大于预设功率值，则进入步骤S3’；
S3’、启动该供电单元，并在本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值；
S4’、比较第一电压值和预设电压值的大小，若第一电压值小于预设电压值，则断开该供电单元上取电端口和下取电端口的输出，直至第一电压值大于预设电压值，此时，该供电单元为上取电端口和下取电端口输出等于第一电压值的电压；
S5’、控制系统控制该供电单元对应的功能单元执行预设功能，所述预设功能包括最大功率点追踪、电流电压监控和输出关断中的至少一项，同时输出直流功率至逆变器；
S6’、逆变器将所接收的直流功率转换为用于并网或为交流负载供电的交流功率。
5.如权利要求4所述的分布式光伏系统控制方法，其特征在于，所述步骤S1’中，若该供电单元本地取电端口、上取电端口和下取电端口的输入功率均大于第一预设功率值时，该供电单元优先从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值；若该供电单元本地取电端口的输入功率小于第一预设功率值时，该供电单元从该供电单元上取电端口或下取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值，直至本地取电端口的输入功率大于预设功率值时，该供电单元从本地取电端口取电，并于本地供电端口、上取电端口和下取电端口输出第一电压值。
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