CN115498959A - 光伏组串的参数曲线扫描方法、变换器及光伏发电系统 - Google Patents

光伏组串的参数曲线扫描方法、变换器及光伏发电系统 Download PDF

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CN115498959A CN202211063780.5A CN202211063780A CN115498959A CN 115498959 A CN115498959 A CN 115498959A CN 202211063780 A CN202211063780 A CN 202211063780A CN 115498959 A CN115498959 A CN 115498959A
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Abstract

本申请涉及光伏发电系统中的变换器及光伏组串的参数曲线扫描方法。参数曲线包括电流电压曲线或者功率电压曲线。扫描方法包括：控制光伏组串的输出电压从第一电压范围的第一端点电压按照第一预设规律变化至第一电压范围的第二端点电压，以实现第一参数曲线的扫描；控制光伏组串的输出电压从第二电压范围的第三端点电压按照第二预设规律变化至第二电压范围的第四端点电压，以实现第二参数曲线的扫描；第一电压范围和第二电压范围存在交集。本申请根据第一参数曲线和第二参数曲线即可以判断所扫描的曲线是否存在光照变化的影响，方便快捷且无需额外的硬件测试设备。

Description

光伏组串的参数曲线扫描方法、变换器及光伏发电系统
本申请是分案申请，原申请的申请号是202080005064.4，原申请日是2020年3月31日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及光伏组串的参数曲线扫描方法、变换器及光伏发电系统。
背景技术
光伏发电系统是利用光伏组件(Solar Cell Module)直接将太阳能转换成电能的发电系统，包括光伏组串、蓄电池、控制器和光伏逆变器。光伏组串包括多个以串联或/和并联的方式组合在一起的光伏组件。其中光伏组件是指能够单独提供直流电输出，最小不可分割的光伏电池组合装置。
目前，为了对光伏组串进行检测以判断其是否存在缺陷或损坏，光伏系统可以在线对光伏组串进行IV曲线扫描；同时，通过IV曲线扫描也能帮助光伏系统了解光伏组串当前的发电能力、工作状况等信息。然而，光伏组串的IV输出特性受光照变化影响较大，如果光伏系统在对光伏组串进行IV曲线扫描的过程中有光照的变化，会使得检测得到的光伏组串的IV曲线将不能准确反映光伏组串的IV输出特性。
发明内容
本申请实施例公开了一种光伏组串的参数曲线扫描方法、变换器及光伏发电系统，能够根据已获得的参数曲线确定是否受到光照变化的影响，从而可以确定当前获得的参数曲线是否有效，提高了参数曲线扫描的可靠性。
第一方面，本申请实施例公开一种光伏组串的参数曲线扫描方法，控制所述光伏组串的输出电压从第一电压范围的第一端点电压按照第一预设规律变化至所述第一电压范围的第二端点电压，并在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流或功率参数，以实现第一参数曲线的扫描；
控制所述光伏组串的输出电压从第二电压范围的第三端点电压按照第二预设规律变化至所述第二电压范围的第四端点电压，并在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流或功率参数，以实现第二参数曲线的扫描；所述第一电压范围和所述第二电压范围存在交集。
其中，所述第一电压范围是指在进行第一参数曲线扫描的过程中由光伏组串的最大输出电压和最小输出电压所形成的电压扫描范围。所述第二电压范围是指在进行第二参数曲线扫描的过程中由光伏组串的最大输出电压和最小输出电压所形成的电压扫描范围。例如，光伏组串的最大输出电压可以是开路电压，最小输出电压值可以是0V。
第一方面的技术方案，由于对光伏组串分别进行第一电压范围和第二电压范围的参数曲线扫描，且第一电压范围和第二电压范围存在交集，进而使得获取的第一参数曲线和第二参数曲线存在电压相同的部分，而该相同的电压所对应的电流由于是在不同时间获得的，因此通过对该相同电压部分所对应的电流进行比对即可确定当前所获得的参数曲线是否存在光照变化影响，进而可以判断当前所获得的参数曲线是否有效，提高了参数曲线扫描的可靠性。此外，该方法无需外加测试设备，有效减少了需要提供的硬件设备，降低了成本。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一端点电压大于所述第二端点电压且所述第三端点电压小于所述第四端点电压；或者，所述第一端点电压小于所述第二端点电压且所述第三端点电压大于所述第四端点电压。如此，第一参数曲线扫描的终点和第二参数曲线扫描的起点比较靠近，进而可以提高参数曲线扫描的速度。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了提高比对的精度，所述第一端点电压等于所述第四端点电压，和/或，所述第二端点电压等于所述第三端点电压。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了进一步提高比对的效率，使得两次的采样点数据完全相同，所述第一电压范围关于时间的波形与所述第二电压范围关于时间的波形对称。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了提高比对效率，所述第一预设规律为固定压差的电压下降规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压上升规律；或者，所述第一预设规律为固定压差的电压上升规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压下降规律。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述扫描方法还包括：根据所述第一参数曲线和所述第二参数曲线判断当前所扫描的参数曲线是否受到光照变化的影响。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一参数曲线和所述第二参数曲线判断当前所扫描的参数曲线是否受到光照变化的影响，包括：将所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行比对，以判断所述第一参数曲线所对应的光照强度和所述二参数曲线所对应的光照强度是否发生改变。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，若所述第一参数曲线和第二参数曲线在相同的电压点所述对应的参数值的差值的绝对值小于预设阈值，确定当前所扫描的参数曲线未受到光照变化的影响。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了进一步提高所获得曲线的精度，所述扫描方法还包括：当确定当前所扫描的曲线未受到光照变化影响时，对所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行处理，以得到最终的参数曲线。
根据第一方面，在一种可能的实现方式中，当确定当前所扫描的曲线受到光照变化影响时，发出异常信号。以上报上位机当前扫描失败，如此，上位机可以根据反馈确定是否从新发送参数曲线扫描指令。
第二方面，本申请实施例公开一种变换器，包括调节单元和获取单元。调节单元用于控制所述光伏组串的输出电压从第一电压范围的第一端点电压按照第一预设规律变化至所述第一电压范围的第二端点电压；获取单元用于在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流参数和/或功率参数，以实现第一参数曲线的扫描。所述调节单元还用于控制所述光伏组串的输出电压从第二电压范围的第三端点电压按照第二预设规律变化至所述第二电压范围的第四端点电压；所述获取单元还用于在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流参数和/或功率参数，以实现第二参数曲线的扫描；所述第一电压范围和所述第二电压范围存在交集。
可以理解，在光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流参数和/或功率参数的同时也获取电压参数，从而可以形成电流电压(IV)曲线或者功率电压(PV)曲线。
其中，所述第一电压范围是指在进行第一参数曲线扫描的过程中由光伏组串的最大输出电压和最小输出电压所形成的第一电压扫描范围。所述第二电压范围是指在进行第二参数曲线扫描的过程中由光伏组串的最大输出电压和最小输出电压所形成的第二电压扫描范围。例如，光伏组串的最大输出电压可以是开路电压，最小输出电压值可以是0V。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一端点电压大于所述第二端点电压且所述第三端点电压小于所述第四端点电压；或者，所述第一端点电压小于所述第二端点电压且所述第三端点电压大于所述第四端点电压。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一端点电压等于所述第四端点电压，和/或，所述第二端点电压等于所述第三端点电压。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一电压范围关于时间的波形与所述第二电压范围关于时间的波形对称。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述第一预设规律为固定压差的电压下降规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压上升规律；或者，所述第一预设规律为固定压差的电压上升规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压下降规律。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述变换器还包括判断单元；所述判断单元用于根据所述第一参数曲线和所述第二参数曲线判断当前所扫描的参数曲线是否受到光照变化的影响。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述判断单元用于将所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行比对，以判断所述第一参数曲线所对应的光照强度和所述二参数曲线所对应的光照强度是否发生改变。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述判断单元用于在所述第一参数曲线和第二参数曲线在相同的电压点所述对应的参数值的差值的绝对值小于预设阈值时，确定当前所扫描的参数曲线未受到光照变化的影响。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述变换器还包括处理单元，所述处理单元用于在确定当前所扫描的曲线未受到光照变化影响时，对所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行处理，以得到最终的参数曲线。
根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于在确定当前所扫描的曲线受到光照变化影响时，发出异常信号。
第三方面，本申请实施例公开一种变换器，包括DC/DC电路和采样电路，采样电路和DC/DC电路电连接。DC/DC电路用于控制所述光伏组串的输出电压从第一电压范围的第一端点电压按照第一预设规律变化至所述第一电压范围的第二端点电压；采样电路用于在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流参数和/或功率参数，以实现第一参数曲线的扫描。所述DC/DC电路还用于控制所述光伏组串的输出电压从第二电压范围的第三端点电压按照第二预设规律变化至所述第二电压范围的第四端点电压；所述采样电路还用于在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流参数和/或功率参数，以实现第二参数曲线的扫描；所述第一电压范围和所述第二电压范围存在交集。
其中，所述第一电压范围是指在进行第一参数曲线扫描的过程中由光伏组串的最大输出电压和最小输出电压所形成的第一电压扫描范围。所述第二电压范围是指在进行第二参数曲线扫描的过程中由光伏组串的最大输出电压和最小输出电压所形成的第二电压扫描范围。例如，光伏组串的最大输出电压可以是开路电压，最小输出电压值可以是0V。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述第一端点电压大于所述第二端点电压且所述第三端点电压小于所述第四端点电压；或者，所述第一端点电压小于所述第二端点电压且所述第三端点电压大于所述第四端点电压。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述第一端点电压等于所述第四端点电压，和/或，所述第二端点电压等于所述第三端点电压。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述第一电压范围关于时间的波形与所述第二电压范围关于时间的波形对称。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述第一预设规律为固定压差的电压下降规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压上升规律；或者，所述第一预设规律为固定压差的电压上升规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压下降规律。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述变换器还包括控制器，所述控制器分别和所述DC/DC电路和所述采样电路电连接。所述控制器用于根据所述第一参数曲线和所述第二参数曲线判断当前所扫描的参数曲线是否受到光照变化的影响。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述控制器用于将所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行比对，以判断所述第一参数曲线所对应的光照强度和所述二参数曲线所对应的光照强度是否发生改变。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述控制器用于在所述第一参数曲线和第二参数曲线在相同的电压点所述对应的参数值的差值的绝对值小于预设阈值时，确定当前所扫描的参数曲线未受到光照变化的影响。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述控制器还用于在确定当前所扫描的曲线受到光照变化影响时，对所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行处理，以得到最终的参数曲线。
根据第三方面，在一种可能的实现方式中，所述控制器还用于在确定当前所扫描的曲线受到光照变化影响时，发出异常信号。
第四方面，本申请实施例公开一种光伏发电系统，包括电网和至少一个光伏组串，所述光伏发电系统还包括第二方面以及第二方面中任一可能的实现方式描述的变换器；或者，所述光伏发电系统还包括第三方面以及第三方面中任一可能的实现方式描述的变换器。所述变换器的输入端连接所述至少一个光伏组串，且所述变换器的输出端连接所述电网。
第五方面，本申请实施例公开一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序包含至少一段代码，该至少一段代码可由计算机执行，以控制所述计算机执行第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。
附图说明
图1为本申一请实施例中的光伏发电系统的结构示意图。
图2为本申请一实施例中的光伏组串的IV曲线和PV曲线图。
图3为本申请一实施例中的变换器的原理框图。
图4为本申请一实施例中的光伏组串的IV曲线扫描方法的流程图。
图5为本申请另一实施例中的光伏组串的IV曲线扫描方法的流程图。
图6为本申请一实施例中的光伏组串的IV扫描波形图。
图7为本申请另一实施例中的光伏组串的IV扫描波形图。
图8为本申请一实施例中的变换器的功能模块图。
具体实施方式
本申请提供一种光伏发电系统、应用于光伏发电系统中的变换器以及光伏组串的参数曲线扫描方法。该参数曲线包括电流电压(Current Voltage，IV)曲线或者功率电压(Power Voltage，PV)曲线。变换器可以对与其连接的至少一个光伏组串进行参数曲线扫描，以检测光伏组串是否存在缺陷或损坏，并通过扫描到的参数曲线了解当前光伏发电系统的发电能力。下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
请参阅图1，图1为本申请一实施例提供的光伏发电系统1000的结构示意图。如图1所示，所述光伏发电系统1000包括变换器100、至少一个光伏组串300及电网500。光伏组串300包括多个以串联或/和并联的方式组合在一起的光伏组件301。光伏组件301也称为太阳能电池板，是光伏发电系统中的核心部分，将太阳能转化为电能，提供直流电输出，并传输至蓄电池中存储起来，或推动负载工作。单体太阳电池不能直接作为电源使用的，需要将若干单体电池串联或/和并联连接和严密封装成组件，是最小不可分割的光伏电池组合装置。其中本申请中的“A和/或B”包括了A和B，A或B。
当然，在一些实施例中，光伏组串300也可以只包括一个光伏组件301。
变换器100与至少一个光伏组串300相连，用于对与其相连的光伏组串300的输出功率进行变换。本申请实施例中，变换器100为光伏逆变器，还可以用于将至少一个光伏组串300输出的直流电转换成交流电后输出至电网500。其他实施例中，所述变换器100还可以是优化器，在此不做限定，只要能对与其相连的光伏组串300的输出功率进行变换即可。
电网500也称为电力网，包括电力系统中各种电压的变电所及输配电线路，即变电、输电、配电三个单元，用于输送与分配电能，改变电压。
可以理解，光伏发电系统1000可以包括多个变换器100，且变换器100的交流侧可以接升压变压器(图未示)再接电网500。具体的，光伏发电系统1000所包括的变换器100的数量，以及变换器100的交流侧是否接升压器，可以依据具体应用环境而定，此处不做具体限定。
需要说明的是，在一种实施例中，当光伏发电系统1000包括多台变换器100时，多台变换器100之间可以采用通信总线进行通信。通信总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，例如，485总线。
此外，在一具体的实施方式中，光伏发电系统1000还可包括一个上位机(图未示)，用于与变换器100进行通信。其中，上位机可以是独立的通信主机，也可以是移动终端设备。上位机可以通过无线通信(如WiFi、Lora、Zigbee等)或者PLC通信与变换器100进行通信。
请参阅图2，图2为本申请一实施例中的光伏组串的典型IV曲线和PV曲线图。如图2所示，曲线L1为组串的IV曲线，曲线L2为组串的PV曲线。其中Voc为光伏组串的开路电压，定义为组串输出空载时对应的组串电压。Vmpp为组串的最大功率点电压，定义为组串输出功率最大时对应的组串电压。
从图2中可以看出，由于光伏组串300具有电压随电流增大而下降的特性，因此存在能获取最大功率的最佳工作点。此外，光伏组串300的输出还是随太阳辐射强度和光伏组串300的自身温度而变化的，由于太阳辐射强度是变化着的，显然最佳工作点也是在变化的。相对于这些变化，始终让光伏组串300的工作点处于最大功率点，光伏发电系统1000始终从光伏组串300获取最大功率输出，这种控制就是最大功率跟踪控制。光伏发电系统1000用的变换器100的最大特点就是包括了最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)功能。
请参阅图3，图3为本申请一实施例中的变换器的原理框图。也即，图1中的变换器100可以通过图3中的结构来实现。如图3所示，变换器100包括DC/DC电路10、DC/AC电路20、采样电路30、控制器40和存储器50。其中，DC/DC电路10、DC/AC电路20、采样电路30、控制器40和存储器50的功能可以用集成电路来实现，将直流转直流DC/DC电路10、直流转交流DC/AC电路20、采样电路30、控制器40和存储器50集成在PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)上。印制电路板又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。
本申请实施例中，变换器100包括至少一个DC/DC电路10。每个DC/DC电路10对应连接一个光伏组串300，作为变换器100的输入端，用于调节光伏组串300的输出电压。在其他实施例中，变换器100可以只包括一个DC/DC电路10，该一个DC/DC电路10与至少一个光伏组串300连接，也即，该一个DC/DC电路10具有多个输入端。此外，在一些实施例中，DC/DC电路10也可以省略，此时需要将光伏组串300与DC/AC电路20的输入端连接。
在一具体的实施例中，DC/DC电路10可以工作于功率变换模式，用于对输入端的光伏组串300的直流电能进行功率变换，再输出变换后的直流电能到输出端；或者，可以工作于直通模式，将输入端和输出端直接连通。在具体的实际应用中，DC/DC电路10可以根据具体应用环境进行电路设置，例如设置buck电路、boost电路或者buck-boost电路等。
DC/AC电路20的输入端与DC/DC电路10电连接，且输出端与电网500电连接，用于将直流电能转换为交流电能输入给电网500。可以理解，在其他实施例中，该DC/AC电路20可以省略，也即，该变换器100只包括DC/DC电路即可。
采样电路30与DC/DC电路10电连接，用于检测每个光伏组串300的输出电压和输出电压所对应的电流。在具体的实际应用中，采样电路30可以包括传感器，例如电流传感器。
控制器40分别与DC/DC电路10、DC/AC电路20、采样电路30和存储器50电连接。控制器40是指能够将各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件，是系统的神经中枢和指挥中心，通常由指令寄存器IR(Instruction Register)、程序计数器PC(Program Counter)和操作控制器OC(Operation Controller)三个部件组成，对协调整个系统有序工作极为重要。这里的控制器40可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
其他实施例中，控制器40可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器40可以是一个通用中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，也可以是特定应用集成电(application-specific Integrated Circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路，例如：一个或多个微处理器(Digital SignalProcessor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。在具体实现中，作为一种实施例，处理器40可以包括一个或多个CPU。
存储器50可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM))或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器50可以是独立存在。存储器50也可以和控制器40集成在一起。可以用于存储光伏组串300的电流、电压及功率等数据。
本申请实施例中，存储器50还用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由控制器40来控制执行。也即，所述控制器40用于执行所述控制器50中存储的应用程序代码。
可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对变换器100的具体限定。在本申请另一些实施例中，变换器100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
本申请实施例中的变换器100还可以用于对与其相连的光伏组串300进行IV曲线扫描，以检测与其相连的光伏组串300是否存在缺陷或损坏。另外，IV曲线还能指示光伏组串300当前的发电能力、工作状况等信息。然而，光伏组串的IV输出特性受光照变化影响较大，如果光伏系统在对光伏组串进行IV曲线扫描的过程中有光照的变化，会使得检测得到的光伏组串的IV曲线将不能准确反映光伏组串的IV输出特性。
为了能够判断当前所扫描的IV曲线是否有效，是否受到光照变化的影响，本申请实施例还公开一种光伏组串的参数曲线扫描方法，该方法应用于前述的变换器100中。所述参数曲线包括电流电压IV曲线或者功率电压PV曲线中的一种。本申请各实施例中以IV曲线为例进行说明。
请参阅图4，图4为本申请一实施例中的光伏组串的IV曲线扫描方法的流程图。如图4所示，该光伏组串的IV曲线扫描方法包括如下步骤。
步骤S11，控制光伏组串的输出电压从第一电压范围的第一端点电压按照第一预设规律变化至第一电压范围的第二端点电压，并在光伏组串的输出电压变化的过程中对光伏组串的输出电流进行采样，以获得第一IV曲线。
其中，第一电压范围是指在进行第一IV曲线扫描的过程中由光伏组串的最大输出电压和最小输出电压所形成的电压扫描范围。例如，光伏组串的最大输出电压可以是开路电压，最小输出电压值可以是0V。
在一实施方式中，第一预设规律为固定压差的电压下降规律或者压差变化的电压下降规律中的至少一种。在具体的实际应用中，变换器100控制该光伏组串300的输出电压从开路电压变化至预设最小值的预设规律可以是以固定的电压差(例如25V)来逐渐降低，或者以压差变化的电压下降规律来逐渐降低。该压差变化的电压下降规律具体是指在靠近光伏组串开路电压或者预设最小值附近电压下降较快，而在中间部分电压下降较慢。在其他实施方式中，第一预设规律还可以是其他可以实现电压变化的规律，此处不做具体限定。
步骤S12，控制光伏组串的输出电压从第二电压范围的第三端点电压按照第二预设规律变化至第二电压范围的第四端点电压，在光伏组串的输出电压变化的过程中对光伏组串的输出电流进行采样，以获得第二IV曲线；第一电压范围和第二电压范围存在交集。
其中，第二电压范围是指在进行第二IV曲线扫描的过程中由光伏组串的最大输出电压和最小输出电压所形成的电压扫描范围。例如，光伏组串的最大输出电压可以是开路电压，最小输出电压可以是0V。第二预设规律与第一预设规律类似，在此不再赘述。
上述图4所示的方法步骤具体的可以由图3所示的变换器100实现。示例的，步骤S11和步骤S12都可以由DC/DC电路10和采样电路30来实现。例如，DC/DC电路10主动调整光伏组串300对应的输入功率，进而控制该光伏组串300的输出电压到相应的端点电压。
本申请实施例所公开的光伏组串的IV曲线扫描方法，由于对光伏组串分别进行第一电压范围和第二电压范围的IV曲线扫描，且第一电压范围和第二电压范围存在交集，进而使得获取的第一IV曲线和第二IV曲线存在电压相同的部分，而该相同的电压所对应的电流由于是在不同时间获得的，因此通过对该相同电压部分所对应的电流进行比对即可确定当前所获得的IV曲线是否存在光照影响，进而可以判断当前所获得的IV曲线是否有效，提高了扫描的可靠性。此外，该方法无需外加测试设备，有效减少了需要提供的硬件设备，降低了曲线扫描的成本。
请参阅图5，图5为本申请另一实施例中的光伏组串的IV曲线扫描方法的流程图。较之于图4，不同的是，本实施方式中的IV曲线扫描方法还包括如下步骤。
步骤S13，判断是否接收到IV曲线扫描指令。若是，则执行步骤S11；若否，则继续执行步骤S13。
由于变换器100初始为正常并网状态，因此只有在变换器100接收到上位机发送的IV曲线扫描指令时才确定需要执行IV曲线扫描任务。也即，本实施方式中，在执行步骤S11之前还需执行步骤S13。
步骤S14，根据第一IV曲线和第二IV曲线判断当前所扫描的IV曲线是否受到光照变化的影响。若否，则执行步骤S15；若是则执行步骤S16。
本申请实施例中，通过对第一IV曲线和第二IV曲线的对比可以确定当前扫描的IV曲线是否受到光照变化的影响。例如，控制器40将所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行比对，以判断所述第一IV曲线所对应的光照强度和所述二IV曲线所对应的光照强度是否发生改变。具体的，若第一IV曲线和第二IV曲线在相同的电压点对应的电流值的差值的绝对值小于预设阈值，则控制器40确定当前的IV曲线未受到光照影响，也即当前所获取的IV曲线是有效的。
需要说明的是，在理想环境下，若光照未强度发生变化，光伏组串300在相同输出电压下的电流应是相同的。但是在实际使用过程中，由于采样精度会导致相同电压下的两次采样电流可能会存在些许误差，或者，虽然在两次电流的采样过程中光照会有些许变化，但可视为不存在光照变化，因此只要在相同电压下的两次采样电流的差值的绝对值在允许范围内，即可确定当前所获取的IV曲线未受到光照变化的影响。而预设阈值可以根据实际应用情况而确定，在此不做限定。
步骤S15，对所述第一IV曲线和所述第二IV曲线进行处理，以得到最终的IV曲线。
当确定当前所获取的第一IV曲线和所述第二IV曲线未受到光照变化的影响时，说明所述第一IV曲线和所述第二IV曲线均是有效的，但是为了进一步提高所获得曲线的精度，可以对第一IV曲线和所述第二IV曲线进行综合处理，例如对相同电压点所对应的电流取均值电流，进而获得最终的IV曲线并发送给上位机。
步骤S16，发出异常信号。
当确定当前所获取的第一IV曲线和所述第二IV曲线受到光照变化的影响时，说明第一IV曲线和所述第二IV曲线失效，因此发送异常信号至上位机以表示当前扫描失败。如此，上位机可以根据反馈确定是否从新发送参数曲线扫描指令。
在一种实施方式中，所述第一端点电压大于所述第二端点电压，即所述第一端点电压为第一电压范围的上限电压，而第二端点电压为第一电压范围的下限电压。所述第三端点电压小于所述第四端点电压，即所述第三端点电压为第二电压范围的下限电压，而第四端点电压为第二电压范围的上限电压。也即，先控制光伏组串300的输出电压从第一电压范围的上限电压按照第一预设规律变化至所述第一电压范围的下限电压，以实现第一IV曲线的扫描；再控制所述光伏组串300的输出电压从第二电压范围的下限电压按照第二预设规律变化至所述第二电压范围的上限电压，以实现第二IV曲线的扫描。如此，第一IV曲线扫描的终点和第二IV曲线扫描的起点比较靠近，进而可以提高IV曲线扫描的速度。
具体地，为了体现光伏组串的完整的输出特性，第一电压范围的上限电压设置为小于等于组串开路电压Voc，并且大于组串最大功率点电压Vmpp；实际应用中，第一电压范围的上限电压可以为接近并略小于组串开路电压。第一电压范围的下限电压设置为大于等于零，并且小于组串最大功率点电压Vmpp，实际应用中，第一电压范围的下限电压可以为接近并略大于零。
同理，第二电压范围的上限电压设置为小于等于组串开路电压Voc，并且大于组串最大功率点电压Vmpp；实际应用中，第二电压范围的上限电压可以为接近并略小于组串开路电压。第二电压范围的下限电压设置为大于等于零，并且小于组串最大功率点电压Vmpp；实际应用中，第二电压范围的下限电压可以为接近并略大于零。
其中，第二电压范围的上限电压可以等于第一电压范围的上限电压，也可以不等于第一电压范围的上限电压；第二电压范围的下限电压可以等于第一电压范围的下限电压，也可以不等于第一电压范围的下限电压。
一种实施方式中，为了提高比对的精度，所述第一电压范围的上限电压和所述第二电压范围的上限电压相等，且所述第一电压范围的下限电压和所述第二电压范围的下限电压相等。也即，所述第一电压范围和第二电压范围完全重合。
另外，在具体的实施方式中，为了方便对第一IV曲线和第二IV曲线的比对，提高比对效率，所述第一预设规律和第二预设规律均为固定压差的电压变化规律。本申请实施例中，所述第一预设规律为固定压差的电压下降规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压上升规律。例如，可以在第一电压范围和第二电压范围分别取32个采样点。第一电压范围的上限电压为光伏组串300的开路电压Voc，第一电压范围的下限电压为0V。则第一电压范围的32个采样点分别为，U1＝Voc，U2＝(30/31)*Voc，U3＝(29/31)*Voc…U31＝(1/31)*Voc，U32＝0。同理，第二电压范围的32个采样点则分别为U1＝0，U2＝(1/31)*Voc，U3＝(2/31)*Voc…U31＝(30/31)*Voc，U32＝Voc。如此，第一电压范围的采样点和第二电压范围的采样点完全相同，减少了运算量，提高了比对的速度。
请参阅图6，图6为本申请一实施例中的光伏组串的IV扫描波形图。为了进一步提高比对的效率，使得两次的采样点数据完全相同，如图6所示，所述第一电压范围关于时间的波形F1与所述第二电压范围关于时间的波形F2对称。其中，a1为第一电压范围的上限电压，b1为第一电压范围的下限电压；c1为第二电压范围的下限电压，d1为第二电压范围的上限电压。
在另一种实施方式中，所述第一端点电压小于所述第二端点电压，即所述第一端点电压为第一电压范围的下限电压，而第二端点电压为第一电压范围的上限电压。所述第三端点电压大于所述第四端点电压，即所述第三端点电压为第二电压范围的上限电压，而第四端点电压为第二电压范围的下限电压。也即，先控制光伏组串300的输出电压从第一电压范围的下限电压按照第一预设规律变化至所述第一电压范围的上限电压，以实现第一IV曲线的扫描；再控制所述光伏组串300的输出电压从第二电压范围的上限电压按照第二预设规律变化至所述第二电压范围的下限电压，以实现第二IV曲线的扫描，其他细节则与前述实施例相同或类似，在此不再赘述。
本申请实施方式中的IV扫描波形如图7所示，所述第一电压范围关于时间的波形F3与所述第二电压范围关于时间的波形F4对称。其中，a2为第一电压范围的下限电压，b2为第一电压范围的上限电压；c2为第二电压范围的上限电压，d2为第二电压范围的下限电压。
请参阅图8，图8为本申请一实施例中的变换器的功能模块图。在本实施例中，变换器100是以功能单元的形式来呈现。这里的“单元”可以指特定应用集成电路，执行一个或多个软件或固件程序的控制器和存储器，集成逻辑电路，和/或其他可以提供上述功能的器件。在一个简单的实施例中，本领域的技术人员可以想到变换器100可以采用图8所示的形式。具体的，如图8所示，变换器100包括调节单元101、获取单元102、判断单元103及处理单元104。
所述调节单元101用于控制所述光伏组串的输出电压从第一电压范围的第一端点电压按照第一预设规律变化至所述第一电压范围的第二端点电压。获取单元102用于在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流，以实现第一IV曲线的扫描。
所述调节单元101还用于控制所述光伏组串的输出电压从第二电压范围的第三端点电压按照第二预设规律变化至所述第二电压范围的第四端点电压。所述获取单元102还用于在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流，以实现第二IV曲线的扫描。
所述判断单元103用于根据所述第一IV曲线和所述第二IV曲线判断当前所扫描的参数曲线是否受到光照变化的影响。具体地，所述判断单元103用于在所述第一IV曲线和第二IV曲线在相同的电压点所述对应的电流值的差值的绝对值小于预设阈值时，确定当前所扫描的IV曲线未受到光照变化的影响。
所述处理单元104用于在确定当前所扫描的曲线未受到光照变化影响时，对所述第一IV曲线和所述第二IV曲线进行处理，以得到最终的IV曲线。所述处理单元104还用于在确定当前所扫描的曲线受到光照变化影响时，发出异常信号。
在具体的实现中，示例地，调节单元101可以通DC/DC电路10来实现。获取单元102可以由采样电路30实现，判断单元103和处理单元104可以由控制器40实现。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述图8所示的变换器所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方法实施例所设计的程序。通过执行存储的程序，可以实现光伏组串的IV曲线扫描，并进一步确定是否受到光照变化的影响。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和各个单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
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。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。
本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本申请的各实施方式可以任意进行组合，以实现不同的技术效果。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk)等。
总之，以上所述仅为本发明技术方案的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡根据本发明的揭露，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种变换器，其特征在于，所述变换器包括DC/DC电路、采样电路和控制器，所述控制器分别与所述采样电路和所述DC/DC电路电连接：
所述DC/DC电路，用于控制与所述变换器连接的至少一个光伏组串的输出电压从第一电压范围的第一端点电压按照第一预设规律变化至所述第一电压范围的第二端点电压；以及
所述采样电路，用于在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流参数和/或功率参数，以实现第一参数曲线的扫描；
所述DC/DC电路还用于控制所述光伏组串的输出电压从第二电压范围的第三端点电压按照第二预设规律变化至所述第二电压范围的第四端点电压；
所述采样电路还用于在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流参数和/或功率参数，以实现第二参数曲线的扫描；所述第一电压范围和所述第二电压范围存在交集；
所述控制器用于在所述光伏组串的参数曲线扫描失败时，发送异常信号以表示当前所获取的所述第一参数曲线和所述第二参数曲线受到光照变化的影响而导致所述光伏组串的参数曲线扫描失败。
2.如权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述第一端点电压大于所述第二端点电压且所述第三端点电压小于所述第四端点电压；或者，所述第一端点电压小于所述第二端点电压且所述第三端点电压大于所述第四端点电压。
3.如权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述第一端点电压等于所述第四端点电压，和/或，所述第二端点电压等于所述第三端点电压。
4.如权利要求3所述的变换器，其特征在于，所述第一电压范围关于时间的波形与所述第二电压范围关于时间的波形对称。
5.如权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述第一预设规律为固定压差的电压下降规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压上升规律；或者，所述第一预设规律为固定压差的电压上升规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压下降规律。
6.如权利要求1-5任一项所述的变换器，其特征在于，所述控制器用于将所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行比对，在获得所述第一参数曲线所对应的光照强度和所述二参数曲线所对应的光照强度发生改变时，得到所述光伏组串的参数曲线扫描失败。
7.如权利要求6所述的变换器，其特征在于，所述控制器用于在所述第一参数曲线和第二参数曲线在相同的电压点对应的电流值的差值的绝对值小于预设阈值时，获得所述光伏组串的参数曲线。
8.一种光伏组串的参数曲线扫描方法，应用于光伏发电系统中，所述光伏发电系统包括变换器及与所述变换器相连的至少一个光伏组串；其特征在于，所述扫描方法包括：
控制所述光伏组串的输出电压从第一电压范围的第一端点电压按照第一预设规律变化至所述第一电压范围的第二端点电压，并在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流或功率参数，以实现第一参数曲线的扫描；
控制所述光伏组串的输出电压从第二电压范围的第三端点电压按照第二预设规律变化至所述第二电压范围的第四端点电压，并在所述光伏组串的输出电压变化的过程中获取所述光伏组串的电流或功率参数，以实现第二参数曲线的扫描；所述第一电压范围和所述第二电压范围存在交集；
当所述光伏组串的参数曲线扫描失败时，发送异常信号以表示当前所获取的所述第一参数曲线和所述第二参数曲线受到光照变化的影响而导致所述光伏组串的参数曲线扫描失败。
9.如权利要求8所述的扫描方法，其特征在于，所述第一端点电压大于所述第二端点电压且所述第三端点电压小于所述第四端点电压；或者，所述第一端点电压小于所述第二端点电压且所述第三端点电压大于所述第四端点电压；
所述第一端点电压等于所述第四端点电压，和/或，所述第二端点电压等于所述第三端点电压；
所述第一电压范围关于时间的波形与所述第二电压范围关于时间的波形对称。
10.如权利要求8所述的扫描方法，其特征在于，所述第一预设规律为固定压差的电压下降规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压上升规律；或者，所述第一预设规律为固定压差的电压上升规律，且所述第二预设规律为固定压差的电压下降规律。
11.如权利要求8-10任一项所述的扫描方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一参数曲线和所述第二参数曲线进行比对，在获得所述第一参数曲线所对应的光照强度和所述二参数曲线所对应的光照强度发生改变时，得到所述光伏组串的参数曲线扫描失败。
12.一种光伏发电系统，包括电网和至少一个光伏组串；其特征在于，所述光伏发电系统还包括如权利要求1-7任一项所述的变换器；所述变换器的输入端连接所述至少一个光伏组串，且所述变换器的输出端连接所述电网。
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