CN116683868A - 光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光伏系统,不仅能够兼容多个不同尺寸的光伏模块,有效提升多个光伏模块的使用率,而且能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。光伏系统可以包括光伏支路和变换模块,光伏支路与变换模块的输入端连接,变换模块的输出端与电网连接。光伏支路可以包括多个串联的光伏模块,且多个光伏模块中至少两个光伏模块输出的第一电压的电压值不同。
Description
技术领域
本申请涉及能源技术领域,并且更具体地,涉及一种光伏系统。
背景技术
随着太阳能发电技术的飞速发展,光伏系统(如安装在建筑物上的光伏系统(building mounted photovoltaic,BMPV,简称为BMPV系统))得到了广泛的应用。BMPV系统通常可以包括多个光伏模块。光伏模块(可以包括一个或多个光伏组件)可以安装在建筑物的窗户或者屋顶等位置。但是,由于建筑物的窗户尺寸不一致,或者屋顶形状不规则,导致光伏模块的尺寸不一致,往往需要将同一规格的光伏模块进行串并联或裁剪,以得到与与窗户或屋顶尺寸相匹配的光伏模块。
又由于不同光伏模块的尺寸不一致,光伏模块不能大面积使用,导致光伏模块的使用率较低。且由于部分光伏模块发生遮挡,或者由于裁剪导致光伏模块损伤,所以不同光伏模块的输出电压、输出电流等电性参数不一致,导致BMPV系统的输出功率大幅度减少,进而影响BMPV系统的发电量。
因此,亟需一种能够兼容多个光伏模块的不同输出电压的光伏系统。
发明内容
本申请提供了一种光伏系统,不仅能够兼容多个不同尺寸的光伏模块,有效提升多个光伏模块的使用率,而且能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
本申请提供了一种光伏系统,可以包括光伏支路和变换模块。其中,光伏支路可以与变换模块的输入端连接,变换模块的输出端可以与电网连接。
可选地,光伏支路可以包括多个串联的光伏模块。也就是说,多个光伏模块串联,可以构成光伏支路。
根据上述连接关系,可以得到:
每个光伏模块可以用于:根据太阳能输出第一电压,也就是将太阳能转换为电能(即第一电压)。
需要说明的是,第一电压可以用于指示每个光伏模块的输出电压。
可选地,多个光伏模块中至少两个光伏模块输出的第一电压的电压值不同,以使得光伏系统可以兼容不同输出电压的光伏模块。
当然,多个光伏模块中每个光伏模块输出的第一电压的电压值也可以相同,本申请不做限定。
光伏支路可以用于:根据第一电压获取第二电压,并将第二电压传输至变换模块。其中,第二电压可以用于指示光伏支路的输出电压,第二电压的电压值可以为每个光伏模块的输出电压的电压值之和。
变换模块可以用于:将第二电压变换为第三电压并传输给电网。第三电压可以用于指示变换模块的输出电压。
需要说明的是,光伏支路可以为一条,也可以为多条(如两条或者三条等),本申请不做限定。
本申请提供的光伏系统中,多个光伏模块中至少两个光伏模块输出的第一电压的电压值不同,也就是说,光伏系统能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
在一种可能的实现方式中,每个光伏模块可以包括串联的光伏单元和优化单元。多个光伏模块中的多个优化单元串联后,连接变换模块。
于是,光伏单元可以用于:根据太阳能输出第四电压,也就是将太阳能转换为电能(即第四电压)。其中,第四电压可以用于指示光伏单元的输出电压。
优化单元可以用于:将第四电压调整为第一电压,第四电压的电压值大于或等于第一电压的电压值。
需要说明的是,第四电压的电压值大于第一电压的电压值的场景中,优化单元起到降压作用,即将降低光伏单元的输出电压。第四电压的电压值等于第一电压的电压值的场景中,优化单元起到传输作用,优化单元的输出电压的电压值与光伏单元的输出电压的电压值相等。
在一种可能的实现方式中,多个光伏模块中的每个光伏单元可以包括一个光伏组件。
可选地,光伏组件与优化单元可以一拖一连接。光伏组件的输出端可以与优化单元的输入端连接(即光伏组件和优化单元背靠背连接)。同时,不同光伏模块中的优化单元可以串联连接。
可选地,多个光伏模块中至少两个光伏组件的尺寸可以不同。由于光伏组件的尺寸决定光伏组件的输出电压和输出电流。也就是说,光伏组件的尺寸不同,不同光伏组件的输出电压和/或输出电流不同。
那么,在不同光伏组件的输出电流一致(即不同优化单元的输入电流一致)的场景中,不同光伏组件的尺寸可以不同。也就是说,在一个光伏系统中,不同尺寸的光伏组件可以同时使用。
类似地,在不同光伏组件的输出电流不一致(可以由不同光伏组件的尺寸不同导致)或者多个光伏组件中的部分光伏组件的输出电流降低(可以由部分光伏组件被遮挡导致)的场景中,优化单元可以降低光伏单元的输出电压,并提升优化单元的输出电流,以确保优化单元的输出功率不变,或者确保优化单元的输出功率不会大幅度减少。
在另一种可能的实现方式中,多个光伏模块中的每个光伏单元可以包括多个光伏组件。那么,优化单元和多个光伏组件为一拖多连接。
示例性的,每个光伏单元可以包括多个光伏组件中,至少两个光伏组件的尺寸可以不同。
可选地,多个光伏组件中至少两个光伏组件的尺寸可以不同。不同尺寸的多个光伏组件可以以并联方式、串联方式或者串并联结合方式连接。也就是说,不同尺寸的多个光伏组件可以以并联方式、串联方式和串并联结合方式中的任意一种方式连接。
在一示例中,多个光伏组件可以以并联方式连接。那么,多个光伏组件中每个光伏组件的输出电压的电压值可以相同,且多个光伏组件中至少两个光伏组件的输出电流的电流值可以不同。
可选地,每个光伏单元还包括多个第一汇流套件,多个第一汇流套件可以与多个光伏组件一一对应地连接。
进一步地,每个光伏组件包括多个光伏电池。多个光伏电池并联后,与第一汇流套件连接。
根据上述连接关系,可以进一步得到:
每个光伏电池用于:根据太阳能输出第五电压。第五电压可以用于指示光伏电池的输出电压。
第一汇流套件用于:对每个光伏电池的输出电流进行汇流(即一级汇流),并防止不同光伏电池的输出电流之间的倒灌。
更进一步地,每个光伏模块还可以包括第二汇流套件。
可选地,第二汇流套件的第一端可以与对应的光伏单元中的每个第一汇流套件连接,第二汇流套件的第二端与优化单元连接。
于是,第二汇流套件可以用于:对每个第一汇流套件的输出电流进行汇流(即二级汇流),并防止不同第一汇流套件的输出电流之间的倒灌。
示例性地,由于二极管具有单向导电性,且每个光伏组件包括多个光伏电池,多个光伏电池可以分为例如两部分与汇流套件连接,第一汇流套件可以包括至少两个二极管。类似地,第二汇流套件可以为二极管。
当然,第一汇流套件和第二汇流套件还可以采用其他器件,本申请不做限定。
在另一示例中,多个光伏组件可以以串联方式连接。那么,多个光伏组件中每个光伏组件的输出电流的电流值可以相同,且多个光伏组件中至少两个光伏组件的输出电压的电压值可以不同。
需要说明的是,多个光伏组件以串并联结合方式连接的场景中,只要串联的光伏组件的输出电流的电流值相同,且并联的光伏组件的输出电压相同即可。
本申请提供的光伏系统不仅适用于优化单元与光伏组件之间一拖一连接,也适用于优化单元与光伏组件之间一拖多连接。
另外,优化单元与光伏组件之间一拖多不仅可以减少优化单元的个数,而且节省了光伏组件与优化单元之间的线缆长度,在确保光伏系统发电量的基础上,能够减少光伏系统的投资成本。
进一步地,多个光伏组件中光伏组件的数量可以由与多个光伏组件中每个光伏组件连接的优化单元所能承受的最大电压和最大电流获取。
可以想到的是,优化单元所能承受的最大电压和最大电流越大,与同一个优化单元连接的光伏组件的数量也就可以越多。
示例性的,每个光伏组件可以为晶体硅光伏组件或者薄膜光伏组件。当然,光伏组件也可以为其他类型,本申请不做限定。
在一种可能的实现方式中,变换模块可以用于:根据第二电压,并通过最大功率跟踪模式获取第三电压。其中,第二电压的电压值大于或等于第二电压的电压值。
也就是说,变换模块(可以为逆变器等)具有最大功率跟踪功能。变换模块可以变换模块的输出功压(即第三电压)最大跟踪到光伏支路的输出电压(即第二电压)。
可以想到的是,变换模块的输出功率与输出电压成正比,那么,变换模块可以通过最大功率跟踪模式将变换模块的输出功率最大跟踪到光伏支路的输出功率,进而提高光伏系统的发电量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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进行简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图;
图2为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图;
图3为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图;
图4为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图;
图5为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图;
图6为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图;
图7为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图;
图8为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图;
图9为本申请实施例中光伏系统的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
随着太阳能发电技术的飞速发展,光伏系统(如BMPV系统等)得到了广泛的应用。BMPV系统可以包括在现有的建筑物(包括各种民用建筑、公共建筑、工业建筑等一切可以承载光伏系统的建筑物)上安装的光伏系统(building attached photovoltaic,BAPV,简称为BAPV系统)以及与建筑物同时设计、同时施工和安装并与建筑物形成完美结合的光伏发电系统(building integrated photovoltaic,BIPV,简称为BIPV系统)。
其中,BAPV系统也称为安装型光伏发电系统。BAPV系统的主要功能是发电,与建筑物功能不发生冲突,不破坏或削弱现有建筑物的功能。
BIPV系统(如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等)也称为构建型光伏系统或建材型光伏系统。BIPV系统作为建筑物外部结构的一部分,既具有发电功能,又具有建筑构件和建筑材料的功能,甚至还可以提升建筑物的美感,与建筑物形成完美的一体化结构。
BAPV系统和BIPV系统分别可以包括多个光伏模块(photovoltaic module,PVM)。光伏模块(可以包括一个或多个光伏组件)可以安装在建筑物的窗户或者屋顶等位置。但是,由于建筑物的窗户尺寸不一致,或者屋顶形状不规则,导致光伏组件的尺寸不一致,往往需要将同一规格的光伏组件进行串并联或裁剪,以得到与窗户或屋顶尺寸相匹配的光伏组件。
又由于不同光伏组件的尺寸不一致,光伏组件不能大面积使用,导致光伏组件的使用率较低。且由于不同光伏组件的尺寸不一致,部分光伏组件发生遮挡,或者由于裁剪导致光伏组件损伤,所以不同光伏组件的输出电压、输出电流等电性参数不一致,导致光伏系统的输出功率大幅度减少,进而影响光伏系统的发电量。
为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种光伏系统,如图1所示。光伏系统A可以包括光伏支路B1和变换模块2。其中,光伏支路B1可以与变换模块2的输入端连接,变换模块2的输出端可以与电网连接,实现光伏系统A的并网。
可选地,参考图1,光伏支路B1可以包括光伏模块PVM1、光伏模块PVM2、…、光伏模块PVMS共S个光伏模块。S个光伏模块依次串联。
根据上述连接关系,可以进一步得到:
每个光伏模块可以用于:根据太阳能输出第一电压(可以为直流电压)。也就是说,光伏模块可以将太阳能转换为电能(即第一电压)。第一电压可以用于指示每个光伏模块的输出电压。
可选地,S个光伏模块中至少两个光伏模块输出的第一电压的电压值不同。
例如,光伏模块PVM1输出的第一电压(即图1中的U11)的电压值可以为300V,光伏模块PVM2输出的第一电压(可以用U12表示,图1中未示出)的电压值可以为100V。也就是说,光伏模块PVM1和光伏模块PVM2两个光伏模块输出的第一电压的电压值不同。
光伏支路B1可以用于:根据S个光伏模块各自输出的第一电压获取第二电压(即图1中的U2),并将第二电压U2传输至变换模块2。其中,第二电压U2可以用于指示光伏支路B1的输出电压。
可选地,由于S个光伏模块串联,所以S个光伏模块各自输出的第一电压叠加,即可得到第二电压U2。也就是说,第二电压U2的电压值可以为光伏模块PVM1输出的第一电压U11的电压值、光伏模块PVM2输出的第一电压U12的电压值、…、光伏模块PVMS输出的第一电压U1S(图1中未示出)的电压值之和。
可以理解的,光伏支路B1可以将S个光伏模块各自输出的第一电压进行叠加,得到第二电压U2,并将第二电压U2传输至变换模块2。
变换模块2可以用于:将第二电压U2变换为第三电压(即图1中的U3)并传输给电网G(grid)。其中,第三电压U3可以用于指示变换模块2的输出电压。
需要说明的是,图1所示的光伏系统A中,与变换模块2的输入端连接的光伏支路可以为一条(即图1中的光伏支路B1),也可以为多条(如两条、三条等),本申请实施例不做限定。
本申请实施例提供的光伏系统中,多个光伏模块中至少两个光伏模块输出的第一电压的电压值不同,也就是说,光伏系统能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
在一种可能的实现方式中,如图2所示,光伏系统A包括光伏支路B1、光伏支路B2和变换模块2。光伏支路B1和光伏支路B2并联,且分别与变换模块2的输入端连接,变换模块2的输出端与电网G连接。
每个光伏模块(即图2中光伏支路B1中的光伏模块PVM11至光伏模块PVM1H共H个光伏模块以及光伏支路B2中的光伏模块PVM21至光伏模块PVM2K共K个光伏模块,也就是H+K个光伏模块中的每个光伏模块,H与K可以相等,也可以不等)可以包括串联的光伏单元(photovoltaic unit,PVU)和优化单元(optimizing unit,OU)。H个光伏模块中的H个优化单元串联后,连接变换模块2,K个光伏模块中的K个优化单元串联后,连接变换模块2。
例如,在光伏支路B1中,光伏模块PVM11可以包括串联的光伏单元PVU11和优化单元OU11。光伏模块PVM12可以包括串联的光伏单元PVU12和优化单元OU12。光伏模块PVM1H可以包括串联的光伏单元PVU1H和优化单元OU1H。优化单元OU11、优化单元OU12、…、优化单元OU1H串联后,连接变换模块2。
也就是说,光伏单元PVU11的输出端可以连接优化单元OU11的输入端(可以认为光伏单元PVU11与优化单元OU11背靠背连接),光伏单元PVU12的输出端可以连接优化单元OU12的输入端(可以认为光伏单元PVU12与优化单元OU12背靠背连接),光伏单元PVU1H的输出端可以连接优化单元OU1H的输入端(可以认为光伏单元PVU1H与优化单元OU1H背靠背连接)。优化单元OU11的第一输出端(可以为正极输出端)连接变换模块2的第一输入端(可以为正极输入端),优化单元OU11的第二输出端(可以为负极输出端)连接优化单元OU12的第一输出端(可以为正极输出端),优化单元OU12的第二输出端(可以为负极输出端)连接优化单元OU13(图2中未示出)的第一输出端(可以为正极输出端)。以此类推,优化单元OU1H的第二输出端(可以为负极输出端)连接变换模块2的第二输入端(可以为负极输入端)。
又例如,在光伏支路B2中,光伏模块PVM21可以包括串联的光伏单元PVU21和优化单元OU21。光伏模块PVM22可以包括串联的光伏单元PVU22和优化单元OU22。光伏模块PVM2K可以包括串联的光伏单元PVU2K和优化单元OU2K。优化单元OU21、优化单元OU22、…、优化单元OU2K串联后,连接变换模块2。
也就是说,光伏单元PVU21的输出端可以连接优化单元OU21的输入端(可以认为光伏单元PVU21与优化单元OU21背靠背连接),光伏单元PVU22的输出端可以连接优化单元OU22的输入端(可以认为光伏单元PVU22与优化单元OU22背靠背连接),光伏单元PVU2K的输出端可以连接优化单元OU2K的输入端(可以认为光伏单元PVU2K与优化单元OU2K背靠背连接)。优化单元OU21的第一输出端(可以为正极输出端)连接变换模块2的第一输入端(可以为正极输入端),优化单元OU21的第二输出端(可以为负极输出端)连接优化单元OU22的第一输出端(可以为正极输出端),优化单元OU22的第二输出端(可以为负极输出端)连接优化单元OU23(图2中未示出)的第一输出端(可以为正极输出端)。以此类推,优化单元OU2K的第二输出端(可以为负极输出端)连接变换模块2的第二输入端(可以为负极输入端)。
根据上述连接关系,可以进一步得到:
每个光伏单元用于:根据太阳能输出第四电压(可以泛指图2中的第四电压U411、第四电压U412、…、第四电压U41H以及第四电压U421、第四电压U422、…、第四电压U42K)。其中,第四电压可以用于指示光伏单元的输出电压(例如,第四电压U41H可以用于光伏单元PVU1H的输出电压,第四电压U42K可以用于光伏单元PVU2K的输出电压)。
例如,光伏单元PVU11可以根据太阳能输出第四电压(即图2中的U411,可以为直流电压)。也就是说,光伏单元PVU11可以将太阳能转换为电能(即第四电压U411)。光伏单元PVU12可以根据太阳能输出第四电压(即图2中的U412,可以为直流电压)。也就是说,光伏单元PVU12可以将太阳能转换为电能(即第四电压U412)。光伏单元PVU1H可以根据太阳能输出第四电压(即图2中的U41H,可以为直流电压)。也就是说,光伏单元PVU1H可以将太阳能转换为电能(即第四电压U41H)。
又例如,光伏单元PVU21可以根据太阳能输出第四电压(即图2中的U421,可以为直流电压)。也就是说,光伏单元PVU21可以将太阳能转换为电能(即第四电压U421)。光伏单元PVU22可以根据太阳能输出第四电压(即图2中的U422,可以为直流电压)。也就是说,光伏单元PVU22可以将太阳能转换为电能(即第四电压U422)。光伏单元PVU2K可以根据太阳能输出第四电压(即图2中的U42K,可以为直流电压)。也就是说,光伏单元PVU2K可以将太阳能转换为电能(即第四电压U42K)。
每个优化单元可以用于:将第四电压调整为第一电压,第四电压的电压值大于或等于第一电压的电压值。
例如,优化单元OU11可以将第四电压U411调整为第一电压U11。第四电压U411的电压值可以大于或等于第一电压U11的电压值。在第四电压U411的电压值大于第一电压U11的电压值的场景中,优化单元OU11起到了降压作用。优化单元OU12可以将第四电压U412调整为第一电压U12。第四电压U412的电压值可以大于或等于第一电压U12的电压值。在第四电压U412的电压值大于第一电压U12的电压值的场景中,优化单元OU12起到了降压作用。优化单元OU1H可以将第四电压U41H调整为第一电压U1H。第四电压U41H的电压值可以大于或等于第一电压U1H的电压值。在第四电压U41H的电压值大于第一电压U1H的电压值的场景中,优化单元OU1H起到了降压作用。
又例如,优化单元OU21可以将第四电压U421调整为第一电压U21。第四电压U421的电压值可以大于或等于第一电压U21的电压值。在第四电压U421的电压值大于第一电压U21的电压值的场景中,优化单元OU21起到了降压作用。优化单元OU22可以将第四电压U422调整为第一电压U22。第四电压U422的电压值可以大于或等于第一电压U22的电压值。在第四电压U422的电压值大于第一电压U22的电压值的场景中,优化单元OU22起到了降压作用。优化单元OU2K可以将第四电压U42K调整为第一电压U2K。第四电压U42K的电压值可以大于或等于第一电压U2K的电压值。在第四电压U42K的电压值大于第一电压U2K的电压值的场景中,优化单元OU2K起到了降压作用。
可选地,优化单元可以为优化器等,本申请实施例不做限定。
本申请实施例图2提供的光伏系统中,可以通过优化单元对光伏单元的输出电压等电性参数进行调整,使得不同尺寸(可以理解为不同输出功率或者不同输出电压)的光伏单元(也可以说是光伏单元中的光伏组件)的输出功率最大化,减小光伏单元之间不必要的功率损失,同时,可以避免出现单个光伏单元的输出电流和输出电压降低时导致的整个光伏系统的输出功率(即变换模块的输出功率)大幅度减少的问题。
也就是说,本申请实施例提供的光伏系统可以兼容不同尺寸的光伏单元,可以有效提升多个光伏单元的使用率。而且能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率恒定或不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
可选地,光伏支路B1可以根据第一电压U11至第一电压U1H可以得到第二电压UB1(即图2中光伏支路B1的输出电压),并将第二电压UB1传输至变换模块2。类似地,光伏支路B2根据第一电压U21至第一电压U2K可以得到第二电压UB2(即图2中光伏支路B2的输出电压),并将第二电压UB2传输至变换模块2。
可以理解的,由于光伏支路B1和光伏支路B2并联,所以光伏支路B1的输出电压UB1(可以为直流电压)的电压值与光伏支路B2的输出电压UB2(可以为直流电压)的电压值相等。于是,变换模块2的输入电压(可以为直流电压)的电压值即为光伏支路B1的输出电压UB1的电压值或光伏支路B2的输出电压UB2的电压值。
进一步地,变换模块2可以根据变换模块2的输入电压,并通过最大功率跟踪模式得到输出第三电压U3(可以为交流电压)至电网G。
例如,变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输入电压进行逆变,得到变换模块2的输出电压U3至电压。
可选地,变换模块2的输入电压的电压值可以大于或等于变换模块2的输出电压U3的电压值。也就是说,变换模块2可以使输出电压U3的电压值最大能跟踪到输入电压的电压值。
可以想到的是,光伏支路B1的输出功率可以通过光伏支路B1的输出电流和光伏支路B1的输出电压UB1获取,光伏支路B2的输出功率可以通过光伏支路B2的输出电流和光伏支路B2的输出电压UB2获取。
于是,变换模块2的输入功率即为光伏支路B1的输出功率与光伏支路B2的输出功率之和。变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输出功率跟踪到光伏支路B1的输出功率与光伏支路B2的输出功率之和。考虑到功率损耗,变换模块2的输出功率往往小于光伏支路B1的输出功率与光伏支路B2的输出功率之和。
在一种可能的实现方式中,如图3所示,光伏系统A可以包括两条光伏支路(即图3中的光伏支路B1和光伏支路B2)和变换模块2。光伏支路B1和光伏支路B2并联,且光伏支路B1和光伏支路B2分别连接变换模块2的输入端,变换模块2的输出端连接电网G。
其中,光伏支路B1可以包括光伏模块PVM11、光伏模块PVM12、…、光伏模块PVM17共7个光伏模块。光伏支路B2可以包括光伏模块PVM21、光伏模块PVM22、…、光伏模块PVM27共7个光伏模块。
当然,光伏支路B1中光伏模块的个数与光伏支路B2中光伏模块的个数可以不等,只要光伏支路B1的输出电压的电压值与光伏支路B2的输出电压的电压值相等即可。本申请实施例以光伏支路B1中光伏模块的个数与光伏支路B2中光伏模块的个数相等(即光伏支路B1和光伏支路B2都包括7个光伏模块)为例进行介绍。
光伏支路B1和光伏支路B2中14个光伏模块中每个光伏模块分别包括光伏单元PVU和优化单元OU。每个光伏单元PVU可以包括一个光伏组件(photovoltaic,PV)。
例如,参考图3,光伏模块PVM11可以包括串联的光伏组件PV11(即光伏单元)和优化单元OU11。也就是说,光伏组件PV11的输出端连接优化单元OU11的输入端。光伏模块PVM12可以包括串联的光伏组件PV12(即光伏单元)和优化单元OU12。也就是说,光伏组件PV12的输出端连接优化单元OU12的输入端。光伏模块PVM17可以包括串联的光伏组件PV17(即光伏单元)和优化单元OU17。也就是说,光伏组件PV17的输出端连接优化单元OU17的输入端。
优化单元OU11的正极输出端可以连接变换模块2的正极输入端,优化单元OU11的为负极输出端连接优化单元OU12的正极输出端,优化单元OU12的负极输出端连接优化单元OU13(图3中未示出)的正极输出端。以此类推,优化单元OU17的负极输出端连接变换模块2的负极输入端。
又例如,参考图3,光伏模块PVM21可以包括串联的光伏组件PV21(即光伏单元)和优化单元OU21。也就是说,光伏组件PV21的输出端连接优化单元OU21的输入端。光伏模块PVM22可以包括串联的光伏组件PV22(即光伏单元)和优化单元OU22。也就是说,光伏组件PV22的输出端连接优化单元OU22的输入端。光伏模块PVM27可以包括串联的光伏组件PV27(即光伏单元)和优化单元OU27。也就是说,光伏组件PV27的输出端连接优化单元OU27的输入端。
优化单元OU21的正极输出端可以连接变换模块2的正极输入端,优化单元OU21的为负极输出端连接优化单元OU22的正极输出端,优化单元OU22的负极输出端连接优化单元OU23(图3中未示出)的正极输出端。以此类推,优化单元OU27的负极输出端连接变换模块2的负极输入端。
可选地,光伏支路B1的7个光伏模块中至少两个光伏组件的尺寸不同。类似地,光伏支路B2的7个光伏模块中至少两个光伏组件的尺寸不同。
例如,光伏组件PV11至光伏组件PV16(图3中未示出)的尺寸相同,光伏组件PV17的尺寸小于光伏组件PV11至光伏组件PV16)的尺寸。也就是说,光伏组件PV17的尺寸与光伏组件PV11至光伏组件PV16的尺寸不同。
又例如,光伏组件PV21至光伏组件PV26(图3中未示出)的尺寸相同,光伏组件PV27的尺寸小于光伏组件PV11至光伏组件PV26的尺寸。也就是说,光伏组件PV27的尺寸与光伏组件PV11至光伏组件PV26的尺寸不同。
可以理解的,由于BIPV系统中通常采用不同尺寸的光伏组件,所以本申请实施例图3提供的技术方案可以适用于BIPV系统。
当然,所有光伏模块中的所有光伏组件的尺寸也可以相同,所以本申请实施例图3提供的技术方案也可以适用于BAPV系统。
因此,可以看出,本申请实施例图3提供的光伏系统不仅可以适用于BAPV系统,尤其适用于BIPV系统。
可以想到的是,由于光伏组件的尺寸不同(或者因光伏组件被遮挡等原因),不同光伏组件的输出电压和输出电流都会有所不同。
例如,光伏组件PV11至光伏组件PV16各自的输出电压均为300V,光伏组件PV11至光伏组件PV16各自的输出电流均为1A。光伏组件PV17的输出电压为100V,光伏组件PV17的输出电流为2A。也就是说,光伏组件PV17的输出电压与光伏组件PV11至光伏组件PV16的输出电压不同,且光伏组件PV17的输出电流与光伏组件PV11至光伏组件PV16的输出电流不同。
又例如,光伏组件PV21至光伏组件PV26各自的输出电压均为300V,光伏组件PV21至光伏组件PV26各自的输出电流均为1A。光伏组件PV27的输出电压为100V,光伏组件PV27的输出电流为2A。也就是说,光伏组件PV27的输出电压与光伏组件PV21至光伏组件PV26的输出电压不同,且光伏组件PV27的输出电流与光伏组件PV21至光伏组件PV26的输出电流不同。
在一示例中,针对图3中的光伏支路B1,光伏支路B1中的光伏组件PV11至光伏组件17均未被遮挡的场景中,光伏组件PV11至光伏组件PV16各自的输出电压为300V,各自的输出电流为1A。于是,光伏组件PV11至光伏组件PV16各自的输出功率为300W。光伏组件PV17的输出电压为100V,输出电流为2A,于是,可以得到光伏组件PV17的输出功率为200W。
可选地,可以通过优化单元OU11至优化单元OU16将光伏组件PV11至光伏组件PV16的输出电流分别调整为2A(也就是优化单元OU11至优化单元OU16各自的输出电流(即光伏模块PVM11至光伏模块PVM16各自的输出电流)为2A,与优化单元OU17的输出电流保持一致),并将光伏组件PV11至光伏组件PV16的输出电压调整为150V(也就是优化单元OU11至优化单元OU16的输出电压(即光伏模块PVM11至光伏模块PVM16各自的输出电压)为150V),即图3中的第一电压U11至第一电压U16(图3中未示出)分别为150V)。
于是,光伏模块PVM17的输出功率仍为200W,光伏模块PVM11至光伏模块PVM16各自的输出功率仍为300W,也就是确保了光伏模块PVM11至光伏模块PVM16的输出功率恒定。于是,光伏支路B1的输出电压UB1为1000V(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B1的输出功率为2000W(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在上述不同尺寸的光伏单元的输出电流不同的场景中,可以通过优化单元提升光伏单元的输出电流,并通过优化单元降低光伏单元的输出电压,以使光伏模块的输出功率恒定。
在另一示例中,在光伏组件PV17因遮挡导致光伏组件PV17的输出电流由2A降为0.5A的场景中,通过优化单元OU17将光伏组件PV17的输出电压调整为50V(也就是优化单元OU17的输出电压(即光伏模块PVM17的输出电压U17)为50V),并将光伏组件PV17的输出电流调整为1A(也就是优化单元OU17的输出电流(即光伏模块PVM17的输出电流)为1A,与优化单元OU11至优化单元OU16的输出电流保持一致)。
于是,光伏模块PVM11至光伏模块PVM16各自的输出功率仍为300W,光伏模块PVM17的输出功率为50W,也就是确保光伏模块PVM17的输出功率不会大幅度减少。于是,光伏支路B1的输出电压UB1为1850V(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B1的输出功率为1850W(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在其中部分光伏单元因被遮挡等原因导致光伏单元的输出电流减小的场景中,仍可以通过优化单元调整光伏单元的输出电流和输出电压。同时,由于7个光伏模块中的7个优化单元串联,所以光伏模块PVM17的输出功率不会大幅度减少可以确保整个光伏支路B1的输出功率不会大幅度减小,进而提高了光伏系统的发电量。
类似地,针对图3中的光伏支路B2,在光伏组件PV21至光伏组件27均未被遮挡的场景中,光伏组件PV21至光伏组件PV26各自的输出电压为300V,各自的输出电流为1A。于是,光伏组件PV21至光伏组件PV26各自的输出功率为300W。光伏组件PV27的输出电压为100V,输出电流为2A,于是,可以得到光伏组件PV27的输出功率为200W。
可选地,可以通过优化单元OU21至优化单元OU26将光伏组件PV21至光伏组件PV26的输出电流分别调整为2A(也就是优化单元OU21至优化单元OU26各自的输出电流(即光伏模块PVM21至光伏模块PVM26各自的输出电流)为2A,与优化单元OU27的输出电流保持一致),并将光伏组件PV21至光伏组件PV26的输出电压分别调整为150V(也就是优化单元OU21至优化单元OU26各自的输出电压(即光伏模块PVM21至光伏模块PVM26各自的输出电压)为150V,即图3中的第一电压U21至第一电压U26(图3中未示出)分别为150V)。
于是,光伏组件PV27的输出功率仍为200W,光伏模块PVM21至光伏模块PVM26各自的输出功率仍为300W,也就是确保了光伏模块PVM21至光伏模块PVM26的输出功率恒定。于是,光伏支路B2的输出电压UB2为1000V(即光伏支路B2中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B2的输出功率为2000W(即光伏支路B2中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在上述不同尺寸的光伏单元的输出电流不同的场景中,可以通过优化单元提升光伏单元的输出电流,并通过优化单元降低光伏单元的输出电压,以使光伏模块的输出功率恒定。
可选地,在光伏组件PV27因遮挡导致光伏组件PV27的输出电流由2A降为0.5A的场景中,通过优化单元OU27将光伏组件PV27的输出电压调整为50V(也就是优化单元OU27的输出电压(即光伏模块PVM27的输出电压)为50V),并将光伏组件PV27的输出电流调整为1A(也就是优化单元OU27的输出电流(即光伏模块PVM27的输出电流)为1A,与优化单元OU11至优化单元OU16的输出电流保持一致)。
于是,光伏模块PVM21至光伏模块PVM26各自的输出功率仍为300W,光伏模块PVM27的输出功率为50W,也就是确保光伏模块PVM27的输出功率不会大幅度减少。于是,光伏支路B2的输出电压UB2为1850V(即光伏支路B2中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B2的输出功率为1850W(即光伏支路B2中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在其中部分光伏单元因被遮挡等原因导致光伏单元的输出电流减小的场景中,仍可以通过优化单元调整光伏单元的输出电流和输出电压。同时,由于7个光伏模块中的7个优化单元串联,所以光伏模块PVM27的输出功率不会大幅度减少可以确保整个光伏支路B2的输出功率不会大幅度减小,进而提高了光伏系统的发电量。
可以理解的,由于光伏支路B1和光伏支路B2并联,所以光伏支路B1的输出电压UB1(可以为直流电压)的电压值与光伏支路B2的输出电压UB2(可以为直流电压)的电压值相等(例如,光伏支路B1的输出电压UB1和光伏支路B2的输出电压UB2都为上述的1850V)。于是,变换模块2的输入电压(可以为直流电压)的电压值即为光伏支路B1的输出电压UB1的电压值或光伏支路B2的输出电压UB2的电压值。例如,变换模块2的输入电压也可以为1850V。
进一步地,变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输入电压进行逆变,得到变换模块2的输出电压U3至电网G。
可选地,变换模块2的输入电压的电压值可以大于或等于变换模块2的输出电压U3的电压值。也就是说,变换模块2可以使变换模块2的输出电压U3的电压值最大能跟踪到变换模块2的输入电压的电压值。
例如,变换模块2的输入电压为1850V,那么,变换模块2的输出电压U3最大可以为1850V。
可以想到的是,光伏支路B1的输出功率(如1850W)可以通过光伏支路B1的输出电流(如1A)和光伏支路B1的输出电压UB1(如1850V)获取,光伏支路B2的输出功率(如1850W)可以通过光伏支路B2的输出电流(如1A)和光伏支路B2的输出电压UB2(如1850V)获取。
于是,变换模块2的输入功率即为光伏支路B1的输出功率与光伏支路B2的输出功率之和。例如,变换模块2的输入功率可以为3700W。
进一步地,变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输出功率跟踪到光伏支路B1的输出功率与光伏支路B2的输出功率之和。也就是说,变换模块2的输出功率最大可以为3700W。考虑到功率损耗,变换模块2的输出功率(如3500W等)往往小于光伏支路B1的输出功率与光伏支路B2的输出功率之和。
本申请实施例的图3提供的光伏系统中,可以通过优化单元将光伏单元的输出电流提升,并通过优化单元降低光伏单元的输出电压,使得光伏系统可以兼容不同尺寸的光伏单元,可以有效提升多个光伏单元的使用率。而且能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率恒定或不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
在另一种可能的实现方式中,如图4所示,光伏系统A可以包括光伏支路B1(以光伏系统A包括一条光伏支路为例进行介绍)和变换模块2。
其中,光伏支路B1可以包括光伏模块PVM11、光伏模块PVM12、…、光伏模块PVM1S共S个光伏模块。
S个光伏模块中的每个光伏模块分别包括光伏单元PVU和优化单元OU。例如,光伏模块PVM11可以包括光伏单元PVU11和优化单元OU11。光伏模块PVM12可以包括光伏单元PVU12和优化单元OU12。光伏模块PVM1S可以包括光伏单元PVU1S和优化单元OU1S。
进一步地,每个光伏单元PVU可以包括多个光伏组件(photovoltaic,PV)。当然,不同光伏单元PVU中可以包括个数不等的光伏组件PV,本申请实施例以每个光伏单元PVU中均包括N个光伏组件为例进行说明。
例如,光伏单元PVU11可以包括光伏组件PV111、光伏组件PV112、…、光伏组件PV11N。光伏单元PVU12可以包括光伏组件PV211、光伏组件PV212、…、光伏组件PV21N。光伏单元PVU1S可以包括光伏组件PVS11、光伏组件PVS12、…、光伏组件PVS1N。
可选地,N个光伏组件中至少两个光伏组件的尺寸不同。
例如,光伏组件PV111至光伏组件PV11(N-1)(图4中未示出)的尺寸相同,光伏组件PV11N的尺寸小于光伏组件PV111至光伏组件PV11(N-1))的尺寸。也就是说,光伏组件PV11N的尺寸与光伏组件PV111至光伏组件PV11(N-1)的尺寸不同。
可以理解的,由于BIPV系统中通常采用不同尺寸的光伏组件,所以本申请实施例图4提供的技术方案可以适用于BIPV系统。
当然,所有光伏模块中的所有光伏组件的尺寸也可以相同,所以本申请实施例图4提供的技术方案也可以适用于BAPV系统。
因此,可以看出,本申请实施例图4提供的光伏系统不仅可以适用于BAPV系统,尤其适用于BIPV系统。
可以想到的是,由于光伏组件的尺寸不同(或者因光伏组件被遮挡等原因),不同光伏组件的输出电压的电压值和输出电流的电流值都会有所不同。
例如,光伏组件PV111至光伏组件PV11(N-1)的尺寸相同,那么,在光伏组件PV111至光伏组件PV11(N-1)未被遮挡的场景中,光伏组件PV111至光伏组件PV11(N-1)各自的输出电压的的电压值可以相等,各自的输出电流的电流值也可以相等。
可选地,图4中每个光伏单元中的N个光伏组件可以以并联方式连接,可以以串联方式连接,还可以以串并联结合的方式连接,本申请实施例不做限定。
继续参考图4,每个光伏单元中的N个光伏组件可以以并联的方式连接。需要说明的是,并联的光伏组件的数量(即N的取值)由可以由与N个光伏组件连接的优化单元所能承受的最大电压和最大电流获取。
例如,光伏组件PV111、光伏组件PV112、…、光伏组件PV11N并联。也就是说,光伏组件PV111、光伏组件PV112、…、光伏组件PV11N各自的输出端分别连接优化单元OU11的输入端。
光伏组件PV211、光伏组件PV212、…、光伏组件PV21N并联。也就是说,光伏组件PV211、光伏组件PV212、…、光伏组件PV21N各自的输出端分别连接优化单元OU12的输入端。
光伏组件PVS11、光伏组件PVS12、…、光伏组件PVS1N并联。也就是说,光伏组件PVS11、光伏组件PVS12、…、光伏组件PVS1N各自的输出端分别连接优化单元OU1S的输入端。
进一步地,优化单元OU11的第一输出端(可以为正极输出端)连接变换模块2的第一输入端(可以为正极输入端),优化单元OU11的第二输出端(可以为负极输出端)连接优化单元OU12的第一输出端(可以为正极输出端),优化单元OU12的第二输出端(可以为负极输出端)连接优化单元OU13(图4中未示出)的第一输出端(可以为正极输出端)。以此类推,优化单元OU1S的第二输出端(可以为负极输出端)连接变换模块2的第二输入端(可以为负极输入端)。
可以看出,图4中的优化单元OU11至优化单元OU1S均为一拖多的优化单元(即S个优化单元均可以包括多个输入端和一个输出端(包括正极输出端和负极输出端))。
那么,本申请实施例可以通过一拖多的优化单元不仅减少了光伏系统中的优化单元的个数,而且节省了光伏组件与优化单元之间的线缆长度,在确保光伏系统发电量的基础上,减少了光伏系统的投资成本。
可以想到的是,由于每个光伏单元中的N个光伏组件以并联的方式连接,那么每个光伏单元中的N个光伏组件各自的输出电压的电压值可以相等,N个光伏组件中至少两个光伏组件的输出电流的电流值可以不等。
例如,光伏单元PVU11中,光伏组件PV111至光伏组件PV11(N-1)各自的输出电流的电流值均相等,光伏组件PV11N的输出电流的电流值与光伏组件PV111至光伏组件PV11(N-1)各自的输出电流的电流值不等。
可选地,图4中的每个光伏组件可以根据太阳能输出直流电压给对应的优化单元。也就是说,每个光伏组件可以将太阳能转换为电能(即直流电压)。
可以理解的是,由于N个光伏组件以并联的方式连接,那么,每个光伏组件输出给优化单元的直流电压(即包括N个光伏组件的光伏单元的输出电压,也就是第四电压)的电压值相等。
优化单元可以用于:将第四电压调整为第一电压(即优化单元的输出电压,可以泛指图4中的第一电压U11、第一电压U12、…、第一电压U1S)。第四电压的电压值可以大于或等于第一电压的电压值。
在第四电压的电压值大于第一电压的电压值的场景中,优化单元OU起到了降压作用。在第四电压的电压值等于第一电压的电压值的场景中,优化单元OU起到了传输作用。
本申请实施例图4提供的光伏系统可以通过优化单元对光伏单元的输出电压等电性参数进行调整,可以兼容不同尺寸的光伏单元,可以有效提升多个光伏单元的使用率。而且能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率恒定或不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
可选地,光伏支路B1可以根据第一电压U11至第一电压U1S可以得到第二电压UB1(即图4中光伏支路B1的输出电压),并将第二电压UB1传输至变换模块2。
可以理解的,由于光伏支路B1与变换单元2的输入端连接,那么,变换模块2的输入电压(可以为直流电压)的电压值可以等于光伏支路B1的输出电压UB1(可以为直流电压)的电压值。
进一步地,变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输入电压进行逆变,得到变换模块2的输出电压U3至电压。
可选地,变换模块2的输入电压的电压值可以大于或等于变换模块2的输出电压U3的电压值。也就是说,变换模块2可以使输出电压U3的电压值最大能跟踪到输入电压的电压值。
可以想到的是,光伏支路B1的输出功率可以通过光伏支路B1的输出电流和光伏支路B1的输出电压UB1获取。
于是,变换模块2的输入功率即为光伏支路B1的输出功率。变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输出功率跟踪到光伏支路B1的输出功率。考虑到功率损耗,变换模块2的输出功率往往小于光伏支路B1的输出功率。
在一示例中,如图5所示,光伏支路B1可以包括光伏模块PVM11、光伏模块PVM12、…、光伏模块PVM16共6个光伏模块。
可选地,每个光伏模块PVM分别包括光伏单元PVU和优化单元OU。
例如,光伏模块PVM11包括光伏单元PVU11和优化单元OU11。光伏模块PVM12包括光伏单元PVU12和优化单元OU12。光伏模块PVM16包括光伏单元PVU16和优化单元OU16。
进一步地,每个光伏单元PVU可以包括4个并联的光伏组件(photovoltaic,PV)。当然,不同光伏单元PVU中可以包括个数不等的光伏组件PV,并联的光伏组件的数量(即N的取值)由可以由与光伏组件连接的优化单元所能承受的最大电压和最大电流获取。本申请实施例以每个光伏单元PVU中均包括4个光伏组件为例进行说明。
例如,光伏单元PVU11可以包括光伏组件PV111、光伏组件PV112、光伏组件PV113、光伏组件PV114。光伏单元PVU12可以包括光伏组件PV211、光伏组件PV212、光伏组件PV213、光伏组件PV214。光伏单元PVU16可以包括光伏组件PV611、光伏组件PV612、光伏组件PV613、光伏组件PV614。
可以想到的是,由于光伏组件的尺寸不同,不同光伏组件的输出电压的电压值和输出电流的电流值都会有所不同。
可选地,光伏单元PVU11至光伏单元PVU15(图5中未示出)中,每个光伏单元的前3个光伏组件的尺寸相同,最后一个组件的尺寸大于前三个光伏组件的尺寸(即最后一个组件的尺寸与前三个光伏组件的尺寸不同)。
由于前5个光伏单元中,每个光伏单元的4个光伏组件并联,那么,在前5个光伏单元中,每个光伏单元中的4个光伏组件均未被遮挡的场景中,每个光伏单元的4个光伏组件各自的输出电压的电压值可以相等,但是由于最后一个光伏组件的尺寸大于前3个光伏组件的尺寸,所以前3个光伏组件各自的输出电流的电流值可以相等,最有一个光伏组件的输出电流的电流值可以大于前3个光伏组件各自的输出电流的电流值。
例如,在光伏单元PVU11至光伏单元PVU15的20个光伏组件均未被遮挡的场景中,每个光伏单元的前三个光伏组件各自的输出电压可以为300V,前三个光伏组件各自的输出电流可以为1A,最后一个光伏组件的输出电流可以为2A。那么,前三个光伏组件各自的输出功率为300W,最后一个光伏组件的输出功率为600W。于是,光伏单元PVU11至光伏单元PVU15各自的输出功率分别为1500W。
光伏单元PVU16中,光伏组件PV611、光伏组件PV612和光伏组件PV613的尺寸相同,光伏组件PV616的尺寸小于光伏组件PV611、光伏组件PV612和光伏组件PV613的尺寸(即光伏组件PV616的尺寸与光伏组件PV611、光伏组件PV612和光伏组件PV613的尺寸不同)。
那么,在光伏单元PVU16的4个光伏组件均未被遮挡的场景中,光伏单元PVU16中前3个光伏组件各自的输出电压的电压值可以相等,各自的输出电流的电流值也可以相等。
由于光伏单元PVU16中的4个光伏组件并联,那么,在光伏单元PVU16中的4个光伏组件均未被遮挡的场景中,4个光伏组件各自的输出电压的电压值可以相等,但是由于前3个光伏组件的尺寸相等,且光伏组件PV616的尺寸的小于前3个光伏组件的尺寸,所以前3个光伏组件各自的输出电流的电流值可以相等,光伏组件PV616的输出电流的电流值可以大于前3个光伏组件各自的输出电流的电流值。
例如,在光伏单元PVU16中的4个光伏组件均未被遮挡的场景中,4个光伏组件的输出电压可以分别为100V,光伏组件PV611、光伏组件PV612和光伏组件PV613各自的输出电流可以分别为2A,光伏组件PV614的输出电流可以为1A。那么,光伏组件PV611、光伏组件PV612和光伏组件PV613各自的输出功率为200W,光伏组件PV614的输出功率为100W。于是,光伏单元PVU16的输出功率为700W。
当然,所有光伏单元中的所有光伏组件的尺寸也可以相同。也就是说,光伏单元PVU11至光伏单元PVU16中的所有24个光伏组件的尺寸也可以相同。但是由于每个光伏单元中的4个光伏组件并联,那么需要每个光伏单元中的4个光伏组件的输出电压相同,4个光伏组件的输出电流也可以相同。
可选地,优化单元OU11至优化单元OU15(图5中未示出)各自的输入电压为300V,各自的输入电流为5A,于是,优化单元OU11至优化单元OU15各自的输入功率为1500W。
类似地,优化单元OU16的输入电压为100V,优化单元OU16的输入电流为7A。于是,优化单元OU16的输入功率为700W。
在一种可能的实现方式中,优化单元OU11可以将光伏单元PVU11的输出电流(5A)调整为7A(也就是优化单元OU11的输出电流(即光伏模块PVM11的输出电流)为7A,与优化单元OU16的输出电流保持一致)。为了保持光伏单元PVU11的输出功率不变,优化单元OU11还可以将光伏单元PVU11中4个光伏组件的输出电压调整为214V(也就是优化单元OU11的输出电压(即光伏模块PVM11的输出电压)为214V),即图5中的第一电压U11为214V)。
与优化单元OU11类似,优化单元OU12至优化单元OU15分别将对应的光伏单元的输出电流也调整为7A(也就是优化单元OU12至优化单元OU15各自的输出电流(即光伏模块PVM12至光伏模块PVM15各自的输出电流)为7A,与优化单元OU16的输出电流保持一致)。为了保持光伏单元PVU11的输出功率不变,优化单元OU12至优化单元OU15分别将对应的光伏单元的输出电压也调整为214V(也就是优化单元OU12至优化单元OU15各自的输出电压(即光伏模块PVM12至光伏模块PVM15各自的输出电压)为214V),如图5中的第一电压U12等为214V)。
于是,光伏模块PVM16的输出功率仍为700W,光伏模块PVM11至光伏模块PVM15各自的输出功率仍为1500W,也就是确保了光伏模块PVM11至光伏模块PVM16的输出功率恒定。于是,光伏支路B1的输出电压UB1为1170V(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B1的输出功率为8200W(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在上述不同尺寸的光伏单元的输出电流不同的场景中,可以通过优化单元提升光伏单元的输出电流,并通过优化单元降低光伏单元的输出电压,以使光伏模块的输出功率恒定。
在另一种可能的实现方式中,在光伏单元PVU16中的部分光伏组件(如光伏组件PV611等)因遮挡导致光伏单元PVU16的输出电流由7A降为4A的场景中,优化单元OU16将光伏单元PVU16的输出电流也调整为5A(也就是优化单元OU12至优化单元OU15各自的输出电流(即光伏模块PVM12至光伏模块PVM15各自的输出电流)为5A,与优化单元OU11至优化单元OU15各自的输出电流保持一致)。为了保持光伏单元PVU16的输出功率不变,通过优化单元OU16将光伏单元PVU16的输出电压调整为80V(也就是优化单元OU16的输出电压(即光伏模块PVM16的输出电压U16)为80V),即图5中的第一电压U16为80V)。
于是,光伏模块PVM11至光伏模块PVM15各自的输出功率仍为1500W,光伏模块PVM16的输出功率为400W,也就是确保光伏模块PVM16的输出功率不会大幅度减少。于是,光伏支路B1的输出电压UB1为1580V(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B1的输出功率为7900W(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在其中部分光伏单元因被遮挡等原因导致光伏单元的输出电流减小的场景中,仍可以通过优化单元调整光伏单元的输出电流和输出电压。同时,由于6个光伏模块中的6个优化单元串联,所以光伏模块PVM16的输出功率不会大幅度减少可以确保整个光伏支路B1的输出功率不会大幅度减小,进而提高了光伏系统的发电量。
可以理解的,由于光伏支路B1与变换单元2的输入端连接,那么,变换模块2的输入电压(可以为直流电压)的电压值可以等于光伏支路B1的输出电压UB1(可以为直流电压)的电压值。例如,变换模块2的输入电压可以为1580V。
进一步地,变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输入电压进行逆变,得到变换模块2的输出电压U3至电网G。
可选地,变换模块2的输入电压的电压值可以大于或等于变换模块2的输出电压U3的电压值。也就是说,变换模块2可以使输出电压U3的电压值最大能跟踪到输入电压的电压值。例如,变换模块2的输出电压U3最大可以为1580V。
可以想到的是,光伏支路B1的输出功率(如7900W)可以通过光伏支路B1的输出电流(5A)和光伏支路B1的输出电压UB1(如1580V)获取。
于是,变换模块2的输入功率即为光伏支路B1的输出功率。变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输出功率跟踪到光伏支路B1的输出功率。考虑到功率损耗,变换模块2的输出功率往往小于光伏支路B1的输出功率。
本申请实施例的图5提供的光伏系统中,每个光伏单元中的多个光伏组件并联,可以通过优化单元将光伏单元的输出电流提升,并通过优化单元降低光伏单元的输出电压,使得光伏系统可以兼容不同尺寸的光伏单元,可以兼容不同尺寸的光伏单元,可以有效提升多个光伏单元的使用率。而且能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率恒定或不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
在另一示例中,如图6所示,光伏单元PVU11除了可以包括4个光伏组件(即光伏组件PV111至光伏组件PV114)以外,还可以包括4个汇流套件(即图6中的汇流套件(bus kit,BK)11、汇流套件BK12、汇流套件BK13和汇流套件BK14)。
其中,4个汇流套件与4个光伏组件可以一一对应地连接。也就是说,汇流套件11与光伏组件PV111对应连接,汇流套件12与光伏组件PV112对应连接,汇流套件13与光伏组件PV114对应连接,汇流套件14与光伏组件PV114对应连接。
可选地,4个光伏组件中的每个光伏组件(如光伏组件PV111)可以包括多个光伏电池,多个光伏电池并联后,与相应的汇流套件(如汇流套件BK11)连接。
根据上述连接关系,可以进一步得到:
每个光伏电池可以用于:根据太阳能输出该光伏电池的输出电压(即第五电压)。
汇流套件(如汇流套件BK11)可以用于:对每个光伏电池的输出电流进行汇流,并防止对应的光伏组件(如光伏组件PV111)中不同光伏电池的输出电流之间的倒灌。
示例性的,光伏组件PV111可以包括5个(即多个)光伏电池(图6中未示出),5个光伏电池的输出电压分别为100V,输出电流分别为1A。
通常来讲,光伏电池的最大短路电流不大于光伏电池额定电流的二倍。所以,可以光伏组件PV111的其中3个光伏电池并联,构成光伏组件PV111的第一部分。其余两个光伏电池并联,构成光伏组件PV111的第二部分。
那么,第一部分的输出电压为100V,输出电流为3A,输出功率为300W。第二部分的输出电压为100V,输出电流为2A,输出功率为200W。于是,光伏组件PV111的输出电压为100V,输出电流为5A,输出功率为500W。
在第一部分因遮挡导致输出电压降低场景中,汇流套件BK11能够防止第二部分输出电流的倒灌至第一部分,避免了对第一部分的损坏。也就是说,汇流套件BK11能够防止光伏组件PV111中不同光伏电池的输出电流之间的倒灌。
与汇流套件BK11类似,汇流套件BK12能够防止光伏组件PV112中不同光伏电池的输出电流之间的倒灌,汇流套件BK13能够防止光伏组件PV113中不同光伏电池的输出电流之间的倒灌,汇流套件BK14能够防止光伏组件PV114中不同光伏电池的输出电流之间的倒灌,本申请实施例在此不做详细介绍。
可选地,由于二极管具有单向导电性,且因为光伏单元PVU(如光伏单元PVU11)中的光伏组件(如光伏组件PV111等)包括多个光伏电池,多个光伏电池可以分成几部分(如上述的第一部分和第二部分共两部分),所以光伏单元PVU中的汇流套件(即第一汇流套件)可以包括至少两个二极管。
当然,光伏单元PVU中的汇流套件还可以采用其他器件,本申请实施例不做限定。
进一步地,每个光伏模块(如光伏模块PVM11)除了包括光伏单元(如光伏单元PVU11)和优化单元OU(如优化单元OU11)以外,还可以包括汇流套件(即第二汇流套件,如汇流套件BK21)。
可选地,汇流套件BK21的第一端可以与光伏单元PVU111中的汇流套件BK11至汇流套件BK14(即光伏单元PVU111中的每个汇流套件)连接,汇流套件BK21的第二端可以与优化单元OU11连接。
那么,汇流套件BK21可以用于:对汇流套件BK11至汇流套件BK14(即光伏单元PVU11中的每个汇流套件)各自的输出电流进行汇流,并防止光伏单元PVU11中不同汇流套件的输出电流之间的倒灌。
例如,在光伏组件PV111因遮挡导致输出电压降低场景中,光伏组件PV111的输出电压就会降低,进而,汇流套件BK11的输出电压也会随着降低。那么,汇流套件BK21能够防止汇流套件BK12等输出电流的倒灌至汇流套件BK11,避免了对光伏组件PV111的损坏。也就是说,汇流套件BK21能够防止光伏单元PVU11中不同光伏组件PV的输出电流之间的倒灌。
与汇流套件BK21类似,汇流套件BK22能够防止光伏单元PVU12中不同光伏组件PV的输出电流之间的倒灌,汇流套件BK26能够防止光伏单元PVU16中不同光伏组件PV的输出电流之间的倒灌,本申请实施例不做详细介绍。
可选地,与光伏单元PVU中的汇流套件类似,光伏模块PVM中的汇流套件(即第二汇流套件)可以为二极管。当然,光伏模块PVM中的汇流套件还可以为其他器件,本申请实施例不做限定。
需要说明的是,图6中优化单元OU(如优化单元OU11)等的相关介绍可以参考前文,本申请实施例不做赘述。
在又一示例中,如图7所示,光伏支路B1可以包括光伏模块PVM11、光伏模块PVM12、…、光伏模块PVM16共6个光伏模块。
可选地,每个光伏模块PVM分别包括光伏单元PVU和优化单元OU。
例如,光伏模块PVM11包括光伏单元PVU11和优化单元OU11。光伏模块PVM12包括光伏单元PVU12和优化单元OU12。光伏模块PVM16包括光伏单元PVU16和优化单元OU16。
进一步地,每个光伏单元PVU可以包括2个串联的光伏组件(photovoltaic,PV)。当然,不同光伏单元PVU中可以包括个数不等的光伏组件PV。本申请实施例以每个光伏单元PVU中均包括2个串联的光伏组件为例进行说明。
例如,光伏单元PVU11可以包括串联的光伏组件PV111和光伏组件PV112。光伏单元PVU12可以包括串联的光伏组件PV211和光伏组件PV212。光伏单元PVU16可以包括串联的光伏组件PV611和光伏组件PV612。
可选地,光伏单元PVU11至光伏单元PVU16中,每个光伏单元的第一个光伏组件的尺寸相同(即光伏组件PV111至光伏组件PV611的尺寸相同)。每个光伏单元的第二个组件的尺寸小于第一光伏组件的尺寸(如光伏组件PV112的尺寸小于光伏组件PV111的尺寸),也就是说,每个光伏单元中的第二个组件的尺寸与每个光伏单元中的第一个光伏组件的尺寸不同。
由于6个光伏单元中,每个光伏单元的2个光伏组件串联,那么,在每个光伏单元中的2个光伏组件均未被遮挡的场景中,每个光伏单元的2个光伏组件各自的输出电流的电流值可以相等,但是由于第二个光伏组件的尺寸小于第一个光伏组件的尺寸,所以第二个光伏组件的输出电压的电压值可以小于第一个光伏组件的输出电压的电压值。
例如,在光伏单元PVU11至光伏单元PVU16的12个光伏组件均未被遮挡的场景中,12个光伏组件的输出电流可以分别为1A。每个光伏单元中第一个光伏组件的输出电压可以为300V,每个光伏单元的第二个光伏组件的输出电压可以为100V。那么,每个光伏单元中第一个光伏组件的输出功率为300W,第二个光伏组件的输出功率为100W。于是,光伏单元PVU11至光伏单元PVU16各自的输出功率分别为400W。
当然,6个光伏单元中的12个光伏组件的尺寸也可以相同。但是由于每个光伏单元中的2个光伏组件串联,那么需要每个光伏单元中的2个光伏组件的输出电流相同,4个光伏组件的输出电压也可以相同。
可选地,优化单元OU11至优化单元OU16各自的输入电压为400V,各自的输入电流为1A,于是,优化单元OU11至优化单元OU16各自的输入功率为400W。于是,光伏支路B1的输出电压UB1可以为2400V(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B1的输出功率可以为2400W(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出功率之和)。
在一种可能的实现方式中,在光伏单元PVU16中的光伏组件PV611因遮挡导致光伏组件PV611的输出电流为0.5A,输出电压为200V的场景中,虽然光伏组件PV612的输出电压还是100V,光伏组件PV612输出电流还是1A,但是由于光伏组件PV611和光伏组件PV612串联,所以光伏单元PVU16的输出电流则为0.5A,光伏单元PVU16的输出电压为300V(即光伏组件PV611的输出电压200V与光伏组件PV612的输出电压100V之和),光伏单元PVU16的输出功率为150W。
于是,优化单元OU16将光伏单元PVU16的输出电流也调整为1A(也就是优化单元OU16的输出电流(即光伏模块PVM16的输出电流)为1A,与优化单元OU11至优化单元OU15各自的输出电流保持一致)。为了保持光伏单元PVU16的输出功率不变,通过优化单元OU16可以将光伏单元PVU16的输出电压调整为150V(也就是优化单元OU16的输出电压(即光伏模块PVM16的输出电压U16)为150V),即图7中的第一电压U16为150V)。
可选地,光伏组件PV612的输出电压保持100V不变,优化单元OU16可以将光伏组件PV611的输出电压从200V调整为50V,使得优化单元OU16的输出电压为150V。
于是,光伏模块PVM11至光伏模块PVM15各自的输出功率仍为400W,光伏模块PVM16的输出功率为150W,也就是确保光伏模块PVM16的输出功率不会大幅度减少。于是,光伏支路B1的输出电压UB1为2150V,光伏支路B1的输出功率为2150W(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在其中部分光伏单元因被遮挡等原因导致光伏单元的输出电流减小的场景中,仍可以通过优化单元调整光伏单元的输出电流和输出电压。同时,由于6个光伏模块中的6个优化单元串联,所以光伏模块PVM16的输出功率不会大幅度减少可以确保整个光伏支路B1的输出功率不会大幅度减小,进而提高了光伏系统的发电量。
需要说明的是,在光伏单元PVU16中的光伏组件PV611因遮挡导致光伏组件PV611的输出电流为0的场景中,光伏单元PVU16的输出电流(即优化单元OU6的输入电流)为0,优化单元OU16只起到传输优化单元OU11至优化单元OU5的输出功率至变换模块2的作用。
进一步地,可以理解的,由于光伏支路B1与变换单元2的输入端连接,那么,变换模块2的输入电压(可以为直流电压)的电压值可以等于光伏支路B1的输出电压UB1(可以为直流电压)的电压值。例如,变换模块2的输入电压可以为2150V。
进一步地,变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输入电压进行逆变,得到变换模块2的输出电压U3至电网G。
可选地,变换模块2的输入电压的电压值可以大于或等于变换模块2的输出电压U3的电压值。也就是说,变换模块2可以使输出电压U3的电压值最大能跟踪到输入电压的电压值。例如,变换模块2的输出电压U3最大可以为2150V。
可以想到的是,光伏支路B1的输出功率(如2150W)可以通过光伏支路B1的输出电流(1A)和光伏支路B1的输出电压UB1(如2150V)获取。
于是,变换模块2的输入功率即为光伏支路B1的输出功率。变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输出功率跟踪到光伏支路B1的输出功率。考虑到功率损耗,变换模块2的输出功率往往小于光伏支路B1的输出功率。
本申请实施例的图7提供的光伏系统中,每个光伏单元中的多个光伏组件串联,通过优化单元将光伏单元的输出电流提升,并通过优化单元降低光伏单元的输出电压,可以使光伏系统兼容不同尺寸的光伏单元,可以有效提升多个光伏单元的使用率。而且能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率恒定或不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
在另一种可能的实现方式中,与图5至图7类似,图8所示的光伏系统A也包括光伏支路B1和变换模块2。光伏支路B1可以包括串联的光伏模块PVM11、光伏模块PVM12、…、光伏模块PVM16共6个光伏模块。
参考图8,光伏模块PVM11至光伏模块PVM15(图8中未示出)分别可以包括4个光伏组件和优化单元OU。
例如,光伏模块PVM11可以包括光伏组件PV111、光伏组件PV112、光伏组件PV113、光伏组件PV114和优化单元OU1。其中,光伏组件PV111和光伏组件PV112串联,构成光伏组件支路1。光伏组件PV113和光伏组件PV114串联,构成光伏组件支路2。光伏组件支路1与光伏组件支路2并联。也就是说,光伏组件支路1与光伏组件支路2分别连接优化单元OU11的输入端。
于是,光伏组件PV111的输出电流与光伏组件PV112的输出电流可以分别为1A(即光伏组件PV111的输出电流与光伏组件PV112的输出电流相等),光伏组件PV113的输出电流与光伏组件PV114的输出电流分别为1A(即光伏组件PV113的输出电流与光伏组件PV114的输出电流相等)。于是,光伏组件支路1与光伏组件支路2的输出电流分别为1A。
可选地,光伏组件PV111和光伏组件PV113的尺寸相同,光伏组件PV112和光伏组件PV114的尺寸相同。于是,在光伏组件PV111和光伏组件PV112分别未被遮挡的场景中,光伏组件PV111的输出电压与光伏组件PV113的输出电压可以分别为300V,光伏组件PV112的输出电压与光伏组件PV114的输出电压可以分别为100V。
于是,光伏组件支路1和光伏组件支路2的输出电压分别为400V,光伏组件支路1和光伏组件支路2的输出功率分别为400W。
进一步地,优化单元OU11的输入电压为400V,优化单元OU11的输入电流为2A,优化单元OU11的输入功率为800W(即光伏组件支路1的输出功率与光伏组件支路2的输出功率之和,也可由优化单元OU11的输入电压和输入电流得到)。
需要说明的是,光伏模块PVM12至光伏模块PVM15的介绍可以参考前文光伏模块PVM11的介绍,本申请实施例不做赘述。
可选地,光伏模块PVM16可以包括2个光伏组件(即图8中的光伏组件PV611和光伏组件PV612)和优化单元OU16。光伏组件PV611和光伏组件PV612并联,也就是说,光伏组件PV611和光伏组件PV612分别连接优化单元OU11的输入端。于是,光伏组件PV611的输出电压与光伏组件PV612的输出电压相同。
以光伏组件PV611的尺寸小于光伏组件PV612的尺寸为例,光伏组件PV611的输出电压与光伏组件PV612的输出电压可以分别为200V,光伏组件PV611的输出电流为1A,光伏组件PV612的输出电流为1.5A。光伏组件PV611的输出功率可以为200W,光伏组件PV612的输出功率可以为300W。
于是,优化单元OU16的输入电压可以为200V,优化单元OU16的输入电流可以为2.5A(即光伏组件PV611的输出电流和光伏组件PV612的输出电流之和),优化单元OU16的输入功率可以为500W(即光伏组件PV611的输出功率与光伏组件PV612的输出功率之和,也可由优化单元OU16的输入电压和输入电流得到)。
在一种可能的实现方式中,优化单元OU11可以将光伏单元PVU11的输出电流(2A)调整为2.5A(也就是优化单元OU11的输出电流(即光伏模块PVM11的输出电流)为2.5A,与优化单元OU16的输出电流保持一致)。为了保持光伏单元PVU11的输出功率不变,优化单元OU11还可以将光伏单元PVU11的输出电压调整为320V(也就是优化单元OU11的输出电压(即光伏模块PVM11的输出电压)为320V),即图8中的第一电压U11为320V)。
与优化单元OU11类似,优化单元OU12至优化单元OU15分别将对应的光伏单元的输出电流也调整为2.5A(也就是优化单元OU12至优化单元OU15各自的输出电流(即光伏模块PVM12至光伏模块PVM15各自的输出电流)为2.5A,与优化单元OU16的输出电流保持一致)。为了保持光伏单元PVU11的输出功率不变,优化单元OU12至优化单元OU15分别将对应的光伏单元的输出电压也调整为320V(也就是优化单元OU12至优化单元OU15各自的输出电压(即光伏模块PVM12至光伏模块PVM15各自的输出电压)为320V),如图8中的第一电压U12等为320V)。
于是,光伏模块PVM16的输出功率仍为500W,光伏模块PVM11至光伏模块PVM15各自的输出功率仍为800W,也就是确保了光伏模块PVM11至光伏模块PVM16的输出功率恒定。于是,光伏支路B1的输出电压UB1为1800V(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B1的输出功率为4500W(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在上述不同尺寸的光伏单元的输出电流不同的场景中,可以通过优化单元提升光伏单元的输出电流,并通过优化单元降低光伏单元的输出电压,以使光伏模块的输出功率恒定。
在另一种可能的实现方式中,在光伏单元PVU16中的部分光伏组件(如光伏组件PV612)因遮挡导致光伏单元PVU16的输出电流由1.5A降为0.5A的场景中,优化单元OU16将光伏单元PVU16的输出电流也调整为2A(也就是优化单元OU12至优化单元OU15各自的输出电流(即光伏模块PVM12至光伏模块PVM15各自的输出电流)为2A,与优化单元OU11至优化单元OU15各自的输出电流保持一致)。为了保持光伏单元PVU16的输出功率不变,通过优化单元OU16将光伏单元PVU16的输出电压调整为150V(也就是优化单元OU16的输出电压(即光伏模块PVM16的输出电压U16)为150V),即图8中的第一电压U16为150V)。
于是,光伏模块PVM11至光伏模块PVM15各自的输出功率仍为800W,光伏模块PVM16的输出功率为300W,也就是确保光伏模块PVM16的输出功率不会大幅度减少。于是,光伏支路B1的输出电压UB1为2150V(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出电压之和),光伏支路B1的输出功率为4300W(即光伏支路B1中所有光伏模块的输出功率之和)。
可以看出,在其中部分光伏单元因被遮挡等原因导致光伏单元的输出电流减小的场景中,仍可以通过优化单元调整光伏单元的输出电流和输出电压。同时,由于6个光伏模块中的6个优化单元串联,所以光伏模块PVM16的输出功率未大幅度减少可以确保整个光伏支路B1的输出功率不会大幅度减小,进而提高了光伏系统的发电量。
可以理解的,由于光伏支路B1与变换单元2的输入端连接,那么,变换模块2的输入电压(可以为直流电压)的电压值可以等于光伏支路B1的输出电压UB1(可以为直流电压)的电压值。例如,变换模块2的输入电压可以为2150V。
进一步地,变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输入电压进行逆变,得到变换模块2的输出电压U3至电网G。
可选地,变换模块2的输入电压的电压值可以大于或等于变换模块2的输出电压U3的电压值。也就是说,变换模块2可以使输出电压U3的电压值最大能跟踪到输入电压的电压值。例如,变换模块2的输出电压U3最大可以为2150V。
可以想到的是,光伏支路B1的输出功率(如4300W)可以通过光伏支路B1的输出电流(2A)和光伏支路B1的输出电压UB1(如2150V)获取。
于是,变换模块2的输入功率即为光伏支路B1的输出功率。变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将变换模块2的输出功率跟踪到光伏支路B1的输出功率。考虑到功率损耗,变换模块2的输出功率往往小于光伏支路B1的输出功率。
本申请实施例的图8提供的光伏系统中,光伏单元中的光伏组件通过串并联结合方式连接可以使不同尺寸的光伏单元的输出电流相同,不同尺寸的光伏单元可以并行使用。
另外,每个光伏单元中的多个光伏组件可以以串并联结合方式连接,通过优化单元将光伏单元的输出电流提升,并通过优化单元降低光伏单元的输出电压,使得光伏系统可以兼容不同尺寸的光伏单元,可以有效提升多个光伏单元的使用率。而且能够兼容多个光伏模块的不同输出电压、不同输出电流等电性参数,确保光伏系统的输出功率恒定或不会大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
可选地,上述图3至图8中的光伏组件PV可以为晶体硅光伏组件或者薄膜光伏组件。本申请实施例对光伏组件PV的类型不做限定。
在一种可能的实现方式中,与图1至图8类似,光伏系统A也可以包括光伏支路B1和变换模块2,如图9所示。光伏支路B1可以包括串联的光伏模块PVM11和光伏模块PVM12。光伏支路B1与变换模块2的输入端连接,变换模块2的输出端与电网G连接。
可选地,光伏模块PVM11包括光伏组件PV11(以光伏单元PVU11中包括一个光伏组件PV为例,所以光伏组件PV11也就相当于光伏单元PVU)和优化单元OU11。光伏组件PV11((以光伏单元PVU12中包括一个光伏组件PV为例,所以光伏组件PV12也就相当于光伏单元PVU))和优化单元OU12。
示例性的,光伏组件PV11的尺寸小于光伏组件PV12的尺寸。
进一步地,光伏组件PV11包括接线盒(junction box,JB)1(可以理解为光伏组件PV11的输出端),优化单元OU11与接线盒JB1连接。光伏组件PV12包括接线盒JB2(可以理解为光伏组件PV12的输出端),优化单元OU12与接线盒JB2连接。
更进一步地,优化单元OU11的正极输出端连接变换模块2的正极输入端,优化单元OU11的负极输出端连接优化单元OU12的正极输出端,优化单元OU12的负极输出端连接变换模块2的负极输入端。
在一示例中,在光伏组件PV11和光伏组件PV12两者都未被遮挡的场景中,光伏组件PV12的输出电流大于光伏组件PV11的输出电流,光伏组件PV12的输出电压大于光伏组件PV11的输出电压。
进一步地,优化单元OU11可以提升光伏组件PV11的输出电流,使优化单元OU11的输出电流与优化单元OU12的输出电流保持一致。同时,为了保持优化单元OU11的输出功率恒定,优化单元OU11可以降低光伏组件PV11的输出电压。进而使光伏支路B1的输出功率保持恒定。
在另一示例中,在光伏组件PV12被遮挡的场景中,光伏组件PV12的输出电流会降低。
那么,若光伏组件PV12的输出电流低于光伏组件PV11的输出电流,那么优化单元OU12可以提升光伏组件PV12的输出电流,并降低光伏组件PV12的输出电压,确保了优化单元OU12的输出功率(即光伏模块PVM11的输出功率)不会大幅度减少,进而避免光伏支路B1的输出功率的大幅度减少,提高了光伏系统的发电量。
进一步地,变换模块2可以通过最大功率跟踪模式将光伏支路B1的输出电压(图9中的UB1,即变换模块2的输入电压,可以为光伏模块PVM11的输出电压(即优化单元OU11的输出电压)与光伏模块PVM12的输出电压(即优化单元OU12的输出电压)之和)进行逆变,得到输出第三电压U3(可以为交流电压)至电网G。
综上所述,本申请实施例中的多个光伏组件可以为不同尺寸,且不同尺寸的光伏组件可以通过不同的方式连接(串联方式等)。由于光伏组件的尺寸决定了光伏组件的输出功率和输出电压,多个光伏组件的连接方式也可以决定光伏组件的输出电压。因此,本申请实施例提供的光伏系统可以通过优化单元兼容不同输出功率和不同输出电压的光伏组件,提高了光伏系统的发电量。
需要说明的是,本申请实施例仅提供了光伏系统的几种可能的结构。当然,光伏系统的结构不限于上述介绍的结构,光伏系统还可以采用其他结构,本申请实施例不做限定。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种光伏系统,其特征在于,包括光伏支路和变换模块,所述光伏支路与所述变换模块的输入端连接,所述变换模块的输出端与电网连接;所述光伏支路包括多个串联的光伏模块;
所述多个光伏模块中的每个光伏模块用于:根据太阳能输出第一电压;所述第一电压用于指示所述每个光伏模块的输出电压,所述多个光伏模块中至少两个光伏模块输出的第一电压的电压值不同;
所述光伏支路用于:根据所述第一电压获取第二电压,并将所述第二电压传输至所述变换模块,所述第二电压用于指示所述光伏支路的输出电压;
所述变换模块用于:将所述第二电压变换为第三电压并传输给电网,所述第三电压用于指示所述变换模块的输出电压。
2.根据权利要求1所述的光伏系统,其特征在于,所述每个光伏模块包括串联的光伏单元和优化单元;
所述多个光伏模块中的多个优化单元串联后,连接所述变换模块;
所述光伏单元用于:根据太阳能输出第四电压,所述第四电压用于指示所述光伏单元的输出电压;
所述优化单元用于:将所述第四电压调整为第一电压,所述第四电压的电压值大于或等于所述第一电压的电压值。
3.根据权利要求2所述的光伏系统,其特征在于,所述多个光伏模块中的每个光伏单元包括一个光伏组件。
4.根据权利要求3所述的光伏系统,其特征在于,所述多个光伏模块中至少两个光伏组件的尺寸不同。
5.根据权利要求2所述的光伏系统,其特征在于,所述多个光伏模块中的每个光伏单元包括多个光伏组件,所述多个光伏组件中至少两个光伏组件的尺寸不同;
所述多个光伏组件以并联方式、串联方式或者串并联结合方式连接。
6.根据权利要求5所述的光伏系统,其特征在于,所述多个光伏组件以并联方式连接;
所述多个光伏组件中每个光伏组件的输出电压的电压值相同,且所述多个光伏组件中至少两个光伏组件的输出电流的电流值不同。
7.根据权利要求6所述的光伏系统,其特征在于,所述每个光伏单元还包括多个第一汇流套件,所述多个第一汇流套件与所述多个光伏组件一一对应地连接。
8.根据权利要求7所述的光伏系统,其特征在于,所述每个光伏组件包括多个光伏电池;所述多个光伏电池并联后,与所述第一汇流套件连接;
所述多个光伏电池中的每个光伏电池用于:根据所述太阳能输出第五电压,所述第五电压用于指示所述光伏电池的输出电压;
所述第一汇流套件用于:对所述每个光伏电池的输出电流进行汇流,并防止不同光伏电池的输出电流之间的倒灌。
9.根据权利要求7或8所述的光伏系统,其特征在于,所述每个光伏模块还包括第二汇流套件;
所述第二汇流套件的第一端与对应的光伏单元中的每个第一汇流套件连接,所述第二汇流套件的第二端与所述优化单元连接;
所述第二汇流套件用于:对所述每个第一汇流套件的输出电流进行汇流,并防止不同第一汇流套件的输出电流之间的倒灌。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的光伏系统,其特征在于,所述第一汇流套件包括至少两个二极管。
11.根据权利要求9所述的光伏系统,其特征在于,所述第二汇流套件为二极管。
12.根据权利要求5所述的光伏系统,其特征在于,所述多个光伏组件以串联方式连接;
所述多个光伏组件中每个光伏组件的输出电流的电流值相同,且所述多个光伏组件中至少两个光伏组件的输出电压的电压值不同。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的光伏系统,其特征在于,所述多个光伏组件中光伏组件的数量由与所述多个光伏组件中每个光伏组件连接的优化单元所能承受的最大电压和最大电流获取。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的光伏系统,其特征在于,所述多个光伏组件中的每个光伏组件为晶体硅光伏组件或者薄膜光伏组件。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的光伏系统,其特征在于,所述变换模块用于:
根据所述第二电压,并通过最大功率跟踪模式获取所述第三电压,所述第二电压的电压值大于或等于所述第二电压的电压值。
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