CN117081159A - 一种钙钛矿光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钙钛矿光伏发电系统，涉及发电领域，为了将钙钛矿组件的高开路电压、低短路电流的电学特征应用到发电系统中，本发明将若干个钙钛矿组件串联成多个钙钛矿支路，再通过汇流装置将若干条钙钛矿支路的电能汇集在一起，再将汇集后的电能传输至逆变器，完成逆变器直流侧的电能传输，本方案针对钙钛矿组件的电学特征实施了完善的并网接线方案，使钙钛矿组件及逆变器设备的发电性能得以被充分利用。

Description

一种钙钛矿光伏发电系统

技术领域

本发明涉及发电领域，特别涉及一种钙钛矿光伏发电系统。

背景技术

目前钙钛矿光伏组件尚未有规模化发电工程实践，具有高开路电压、低短路电流的电学特征，在并网发电运行过程中，其工作电压高于常规晶体硅光伏组件，而工作电流低于常规晶体硅光伏组件，更利于并网，但因为钙钛矿光伏组件的电学特征导致了采用钙钛矿光伏组件的发电系统组串支路接入方式与常规晶体硅光伏系统差异明显，在现有钙钛矿光伏发电系统中没有一种对钙钛矿光伏组件接入后的并网接线方案，导致钙钛矿组件及逆变器设备发电性能不能得到充分利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种钙钛矿光伏发电系统，将若干个钙钛矿组件串联成多个钙钛矿支路，再通过汇流装置将若干条钙钛矿支路的电能汇集在一起，再将汇集后的电能传输至逆变器，完成逆变器直流侧的电能传输，本方案针对钙钛矿组件的电学特征实施了完善的并网接线方案，使钙钛矿组件及逆变器设备的发电性能得以被充分利用。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种钙钛矿光伏发电系统，包括：

若干条钙钛矿支路，各所述钙钛矿支路均包括若干个串联连接的钙钛矿组件；

汇流装置，所述汇流装置的输入端均与各所述钙钛矿支路连接，输出端与逆变器连接，用于对各所述钙钛矿支路的电能进行汇集，并将汇集后的电能传输至所述逆变器。

可选的，所述汇流装置，包括：

正极母排，所述正极母排的输入端分别与各所述钙钛矿支路的正极输出线连接，输出端与所述逆变器的正极输入端连接；

负极母排，所述负极母排的输入端分别与各所述钙钛矿支路的负极输出线连接，输出端与所述逆变器的负极输入端连接。

可选的，所述汇流装置，还包括：

可调负载的支路数据监测装置，所述支路数据监测装置的正极输入端分别与各所述钙钛矿支路的正极输出线连接，负极输入端分别与各所述钙钛矿支路的负极输出线连接，正极输出端与所述正极母排的输入端连接，负极输出端与所述负极母排的输入端连接，数据输出端与处理器的输入端连接，控制端与所述处理器的输出端连接，用于基于所述处理器传输的控制信号改变自身的阻值，并采集自身各不同阻值下的各所述钙钛矿支路的电压值及电流值，并将所述电压值及所述电流值传输至所述处理器；

所述处理器，用于基于各所述钙钛矿支路的电流值确定所述支路数据监测装置在不同阻值下所有所述钙钛矿支路的电流平均值；基于各所述钙钛矿支路的电压值确定所述支路数据监测装置在不同阻值下，所有所述钙钛矿支路的电压平均值；基于各不同阻值下的各电流值、各电压值、电流平均值以及电压平均值判断各所述钙钛矿支路是否出现故障。

可选的，所述基于各不同阻值下的各电流值、各电压值、电流平均值以及电压平均值判断各所述钙钛矿支路是否出现故障，包括：

判断各不同阻值中任一阻值下的各所述电流值与所述电流平均值的偏差是否均小于第一预设电流偏差且各不同阻值中任一阻值下的各所述电压值与所述电压平均值的偏差是否均小于第一电压预设偏差；

若各不同阻值中任一阻值下的各所述电流值与所述电流平均值的偏差均小于第一预设电流偏差且各不同阻值中任一阻值下的各所述电压值与所述电压平均值的偏差均小于第一电压预设偏差，则判定各所述钙钛矿支路均未出现故障；

若各不同阻值中任一阻值下的各所述电流值中存在若干个与所述电流平均值的偏差不小于所述第一预设电流偏差的故障电流值或各不同阻值中任一阻值下的各所述钙钛矿支路的电压值中存在若干个与所述电压平均值的偏差不小于所述第一电压预设偏差的故障电压值，则判定各所述故障电流值对应的各钙钛矿支路或各所述故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障。

可选的，在所述判定各所述故障电流值对应的各钙钛矿支路或各所述故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障之前，还包括：

判断各所述故障电流值与所述电流平均值的偏差是否均小于第二预设电流偏差或各所述故障电压值与所述电压平均值的偏差是否均小于第二预设电压偏差，所述第二预设电流偏差大于所述第一预设电流偏差，所述第二预设电压偏差大于所述第一预设电压偏差；

若各所述故障电流值中存在若干个与所述电流平均值的偏差不小于所述第二预设电流偏差的故障电流值或各所述故障电压值中存在若干个与所述电压平均值的偏差不小于所述第二预设电压偏差的故障电压值，进入所述判定各所述故障电流值对应的各钙钛矿支路或各所述故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障的步骤。

可选的，在所述若各所述故障电流值中存在若干个与所述电流平均值的偏差不小于所述第二预设电流偏差的故障电流值或各所述故障电压值中存在若干个与所述电压平均值的偏差不小于所述第二预设电压偏差的故障电压值之后，还包括：

确定与所述电流平均值的偏差不小于所述第二预设电流偏差的各故障电流值对应的各钙钛矿支路或与所述电压平均值的偏差不小于所述第二预设电压偏差的各所述故障电压值对应的各钙钛矿支路的编号；

将所述编号输出至上位机。

可选的，在所述将所述编号输出至上位机之前，还包括：

确定所述编号的个数；

将所述个数除以各所述钙钛矿支路的个数得到偏差率；

相应的，所述将所述编号输出至上位机，包括：

将所述偏差率及所述编号传输至所述上位机。

可选的，所述汇流装置，还包括：

若干个正极熔断器，各所述正极熔断器的输入端分别与各所述钙钛矿支路的正极输出线一一对应连接，输出端均与所述支路数据监测装置的正极输入端连接；

和/或，

若干个负极熔断器，各所述负极熔断器的输入端分别与各所述钙钛矿支路的负极输出线一一对应连接，输出端均与所述支路数据监测装置的负极输入端连接。

可选的，所述汇流装置，还包括：

防雷保护器，所述防雷保护器的正极输入端与所述正极母排的输出端连接，负极输入端与所述负极母排的输出端连接，正极输出端与所述逆变器的正极输入端连接，负极输出端与所述逆变器的负极输入端连接。

可选的，所述汇流装置，还包括：

空气开关，所述空气开关的正极输入端与所述正极母排的输出端连接，负极输入端与所述负极母排的输出端连接，正极输出端与所述逆变器的正极输入端连接，负极输出端与所述逆变器的负极输入端连接。

本发明的目的是提供一种钙钛矿光伏发电系统，为了将钙钛矿组件的高开路电压、低短路电流的电学特征应用到发电系统中，本发明将若干个钙钛矿组件串联成多个钙钛矿支路，再通过汇流装置将若干条钙钛矿支路的电能汇集在一起，再将汇集后的电能传输至逆变器，完成逆变器直流侧的电能传输，本方案针对钙钛矿组件的电学特征实施了完善的并网接线方案，使钙钛矿组件及逆变器设备的发电性能得以被充分利用。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种钙钛矿光伏发电系统的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种钙钛矿光伏发电系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种汇流装置的结构示意图；

图4为本发明提供的一种处理器的过程流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种钙钛矿光伏发电系统，将若干个钙钛矿组件串联成多个钙钛矿支路，再通过汇流装置将若干条钙钛矿支路的电能汇集在一起，再将汇集后的电能传输至逆变器，完成逆变器直流侧的电能传输，本方案针对钙钛矿组件的电学特征实施了完善的并网接线方案，使钙钛矿组件及逆变器设备的发电性能得以被充分利用。

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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种钙钛矿光伏发电系统的结构示意图。该系统包括：

若干条钙钛矿支路1，各钙钛矿支路均包括若干个串联连接的钙钛矿组件；

汇流装置2，汇流装置2的输入端均与各钙钛矿支路连接，输出端与逆变器连接，用于对各钙钛矿支路的电能进行汇集，并将汇集后的电能传输至逆变器。

本发明中，针对钙钛矿组件的电学特征以及逆变器直流侧的电压需求，将若干个钙钛矿组件串联起来形成一条钙钛矿支路，但为了满足逆变器直流侧的容量需求又将若干条钙钛矿支路1的电能通过汇流装置2的汇集后传输至逆变器中，完成逆变器直流侧的电能传输，使钙钛矿组件及逆变器设备的发电性能得以被充分利用。

需要说明的是，根据1平方米以上大面积钙钛矿光伏组件具有较高开路电压（约200~300V）、较低短路电流（约1~2A）的电学特征，考虑在光伏组件支路接线、组网过程中，需满足光伏逆变器的输入电压、输入电流及交直流容配比的要求，设计了多级汇流的组网方式。具体方法为：将5~7块组件串联组成二级支路（钙钛矿支路），再将6~12串二级支路通过汇流装置2并联后形成一级支路，每条一级支路可直接接入组串式光伏逆变器。

还需要说明的是，设计计算过程如下。设发电系统选型1500V组串式逆变器，其最高允许输入电压为1500V，输入电压MPPT工作范围为500V~1500V。如采用单晶硅电池组件，设组件开路电压49.8V、最佳工作点电压41.95V；如采用钙钛矿组件，设组件开路电压约200V、最佳工作点电压约168.50V。电池组件串联数量计算，计算公式：

，式中：/>——串联数量；——逆变器输入直流侧最大电压；/>——逆变器输入直流侧最小电压；/>——组件开路电压；/>——组件最佳工作电压；/>——组件串联数。经计算得出：逆变器单支路串联单晶硅太阳电池数量/>为：11.91≤/>≤30.12。逆变器单支路串联钙钛矿太阳电池数量/>为：2.96≤/>≤7.5。经计算对比可见，如采用传统逆变器单支路下组件全部串联方式，钙钛矿组件最多可串联7块，将导致逆变器直流侧容量过低，无法充分发挥逆变器发电能力。考虑电路中并联支路电压相同，电流叠加的原理，设计了多级汇流方式以满足高开路电压的钙钛矿组件接入容量增加的需要，分为串联的二级支路与并联后的一级支路。

其中，每条二级支路由5~7块钙钛矿组件串联组成，其支路最高电压不超过逆变器直流侧1500V输入的限额。然后通过汇流箱装置，将6个二级支路并联形成一个一级支路，再接入逆变器直流侧的输入端口。按设计的接线组网方式，则每个二级支路的输出电压低于1500V，输出电流低于2A。每个一级支路的输出电压低于1500V，输出电流低于12A，满足市场通用的1500V组串式逆变器输入要求，能够实现组串支路容量尽可能提高，当钙钛矿组件为7个，钙钛矿支路为6条时，其中，钙钛矿支路分为：钙钛矿支路1、钙钛矿支路2、钙钛矿支路3、钙钛矿支路4、钙钛矿支路5、钙钛矿支路6，而钙钛矿支路1对应着七个钙钛矿组件，分别为：组件1-1、组件1-2、组件1-3、组件1-4、组件1-5、组件1-6、组件1-7，而钙钛矿支路6对应着七个钙钛矿组件，分别为：组件6-1、组件6-2、组件6-3、组件6-4、组件6-5、组件6-6、组件6-7，且六条钙钛矿支路输出的电流均通过汇流装置2的汇集传输至逆变器，钙钛矿光伏发电系统的结构如图2所示。

本实施例的目的是提供一种钙钛矿光伏发电系统，为了将钙钛矿组件的高开路电压、低短路电流的电学特征应用到发电系统中，本发明将若干个钙钛矿组件串联成多个钙钛矿支路，再通过汇流装置2将若干条钙钛矿支路1的电能汇集在一起，再将汇集后的电能传输至逆变器，完成逆变器直流侧的电能传输，本方案针对钙钛矿组件的电学特征实施了完善的并网接线方案，使钙钛矿组件及逆变器设备的发电性能得以被充分利用。

作为一种可选的实施例，汇流装置2，包括：

正极母排21，正极母排21的输入端分别与各钙钛矿支路的正极输出线连接，输出端与逆变器的正极输入端连接；

负极母排22，负极母排22的输入端分别与各钙钛矿支路的负极输出线连接，输出端与逆变器的负极输入端连接。

本发明中，通过正极母排21将各个钙钛矿支路的正极输出线连接到一起，通过负极母排22将各个钙钛矿支路的负极输出线连接到一起，将各个钙钛矿支路并联起来，提高了逆变器直流侧的功率，满足了逆变器直流侧的容量需求。

需要说明的是，在实际应用中，正极母排21一般为正极安装支架，负极母排22一般为负极安装支架。

作为一种可选的实施例，汇流装置2，还包括：

可调负载的支路数据监测装置23，支路数据监测装置的正极输入端分别与各钙钛矿支路的正极输出线连接，负极输入端分别与各钙钛矿支路的负极输出线连接，正极输出端与正极母排21的输入端连接，负极输出端与负极母排22的输入端连接，数据输出端与处理器的输入端连接，控制端与处理器的输出端连接，用于基于处理器传输的控制信号改变自身的阻值，并采集自身各不同阻值下的各钙钛矿支路的电压值及电流值，并将电压值及电流值传输至处理器；

处理器，用于基于各钙钛矿支路的电流值确定支路数据监测装置在不同阻值下，所有钙钛矿支路的电流平均值；基于各钙钛矿支路的电压值确定支路数据监测装置在不同阻值下所有钙钛矿支路的电压平均值；基于各不同阻值下的各电流值、各电压值、电流平均值以及电压平均值判断各钙钛矿支路是否出现故障。

本发明中，汇流装置2中还设置有可调负载的支路数据监测装置23，可调负载的支路数据监测装置23的作用是基于处理器传输的控制信号改变自身的阻值，并采集自身各不同阻值下的各钙钛矿支路的电压值及电流值，并将电压值及电流值传输至处理器，而处理器在接收到各钙钛矿支路的电流值后会确定支路数据监测装置在不同阻值下，所有钙钛矿支路的电流平均值，且基于各钙钛矿支路的电压值确定支路数据监测装置在不同阻值下所有钙钛矿支路的电压平均值，最后基于各不同阻值下的各电流值、各电压值、电流平均值以及电压平均值判断各钙钛矿支路是否出现故障，通过调整自身的负载改变各钙钛矿支路的电流值和电压值，再通过处理器的计算和判断，可以准确的判断出各钙钛矿支路是否发生故障，便于用户知道以及后续对故障的维护，提高了方案的安全性和可靠性。

需要说明的是，在实际应用中，处理器既可以集成在汇流装置2内部，也可以设置于远端，通过监控系统的处理器收集可调负载的支路数据监测装置23传来的电压值及电流值，并控制可调负载的支路数据监测装置23阻值。

作为一种可选的实施例，基于各不同阻值下的各电流值、各电压值、电流平均值以及电压平均值判断各钙钛矿支路是否出现故障，包括：

判断各不同阻值中任一阻值下的各电流值与电流平均值的偏差是否均小于第一预设电流偏差且各不同阻值中任一阻值下的各电压值与电压平均值的偏差是否均小于第一电压预设偏差；

若各不同阻值中任一阻值下的各电流值与电流平均值的偏差均小于第一预设电流偏差且各不同阻值中任一阻值下的各电压值与电压平均值的偏差均小于第一电压预设偏差，则判定各钙钛矿支路均未出现故障；

若各不同阻值中任一阻值下的各电流值中存在若干个与电流平均值的偏差不小于第一预设电流偏差的故障电流值或各不同阻值中任一阻值下的各钙钛矿支路的电压值中存在若干个与电压平均值的偏差不小于第一电压预设偏差的故障电压值，则判定各故障电流值对应的各钙钛矿支路或各故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障。

本发明中，基于各不同阻值下的各电流值、各电压值、电流平均值以及电压平均值判断各钙钛矿支路是否出现故障的具体过程为：判断各不同阻值中任一阻值下的各电流值与电流平均值的偏差是否均小于第一预设电流偏差且各不同阻值中任一阻值下的各电压值与电压平均值的偏差是否均小于第一电压预设偏差，如果上述两个条件都被满足，即可以判定各钙钛矿支路均未出现故障；如果上述两个条件有一个条件不满足，即可判定不满足条件的故障电流值或故障电压值对应的钙钛矿支路出现故障。

作为一种可选的实施例，在判定各故障电流值对应的各钙钛矿支路或各故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障之前，还包括：

判断各故障电流值与电流平均值的偏差是否均小于第二预设电流偏差或各故障电压值与电压平均值的偏差是否均小于第二预设电压偏差，第二预设电流偏差大于第一预设电流偏差，第二预设电压偏差大于第一预设电压偏差；

若各故障电流值中存在若干个与电流平均值的偏差不小于第二预设电流偏差的故障电流值或各故障电压值中存在若干个与电压平均值的偏差不小于第二预设电压偏差的故障电压值，进入判定各故障电流值对应的各钙钛矿支路或各故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障的步骤。

本发明中，在判定各故障电流值对应的各钙钛矿支路或各故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障之前还包括：判断各故障电流值与电流平均值的偏差是否均小于第二预设电流偏差或各故障电压值与电压平均值的偏差是否均小于第二预设电压偏差，其中第二预设电流偏差大于第一预设电流偏差，第二预设电压偏差大于第一预设电压偏差，如果各故障电流值中存在若干个与电流平均值的偏差不小于第二预设电流偏差的故障电流值或各故障电压值中存在若干个与电压平均值的偏差不小于第二预设电压偏差的故障电压值，则可以判定这部分故障电流值或故障电压值对应的钙钛矿支路为故障支路，并进入判定各故障电流值对应的各钙钛矿支路或各故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障的步骤，准确的筛选出与电流平均值的偏差不小于第二预设电流偏差的故障电流值对应的钙钛矿支路以及与电压平均值的偏差不小于第二预设电压偏差的故障电压值对应的钙钛矿支路。

需要说明的是，在实际应用中，第一预设电流偏差及第一预设电压偏差一般为5%，第二预设电流偏差及第二预设电压偏差一般为20%，当偏差不小于5%时，证明此时对应的钙钛矿支路有故障，但是故障的程度不高，当偏差不小于20%时，证明此时对应的钙钛矿支路的故障程度很高，要想让整个发电系统正常运行，必须对故障的钙钛矿支路进行维修。

作为一种可选的实施例，在若各故障电流值中存在若干个与电流平均值的偏差不小于第二预设电流偏差的故障电流值或各故障电压值中存在若干个与电压平均值的偏差不小于第二预设电压偏差的故障电压值之后，还包括：

确定与电流平均值的偏差不小于第二预设电流偏差的各故障电流值对应的各钙钛矿支路或与电压平均值的偏差不小于第二预设电压偏差的各故障电压值对应的各钙钛矿支路的编号；

将编号输出至上位机。

本发明中，在若各故障电流值中存在若干个与电流平均值的偏差不小于第二预设电流偏差的故障电流值或各故障电压值中存在若干个与电压平均值的偏差不小于第二预设电压偏差的故障电压值之后还包括：确定这部分故障电流值或故障电压值对应的钙钛矿支路的编号，并将确定好的编号发送至上位机中，便于用户及监控人员根据编号确定发生故障的钙钛矿支路，提高了维修的效率。

作为一种可选的实施例，在将编号输出至上位机之前，还包括：

确定编号的个数；

将个数除以各钙钛矿支路的个数得到偏差率；

相应的，将编号输出至上位机，包括：

将偏差率及编号传输至上位机。

本发明中，在将编号输出至上位机之前还包括：确定编号的个数，将个数除以各钙钛矿支路的个数得到偏差率，并将偏差率及编号传输至上位机，增加了偏差率的确定，便于对整体发电系统的故障情况进行判断。

作为一种可选的实施例，汇流装置2，还包括：

若干个正极熔断器24，各正极熔断器的输入端分别与各钙钛矿支路的正极输出线一一对应连接，输出端均与支路数据监测装置的正极输入端连接；

和/或，

若干个负极熔断器25，各负极熔断器的输入端分别与各钙钛矿支路的负极输出线一一对应连接，输出端均与支路数据监测装置的负极输入端连接。

本发明中，还包括若干个正极熔断器24和/或若干个负极熔断器25，两种熔断器的作用均是保护电路的安全，当电路出现过压或过流情况时，熔断器会断开，提高了方案的安全性。

需要说明的是，在实际应用中，正极熔断器及负极熔断器的个数与钙钛矿支路的个数相同，且分别设置于正极安装支架及负极安装支架上。

作为一种可选的实施例，汇流装置2，还包括：

防雷保护器26，防雷保护器26的正极输入端与正极母排21的输出端连接，负极输入端与负极母排22的输出端连接，正极输出端与逆变器的正极输入端连接，负极输出端与逆变器的负极输入端连接。

本发明中，汇流装置2还包括防雷保护器26，用来限制在汇流装置2中由雷电引起的瞬态过电压（即雷电电涌）和大部分的操作过电压，保护汇流装置2的安全。

作为一种可选的实施例，汇流装置2，还包括：

空气开关27，空气开关27的正极输入端与正极母排21的输出端连接，负极输入端与负极母排22的输出端连接，正极输出端与逆变器的正极输入端连接，负极输出端与逆变器的负极输入端连接。

本发明中，汇流装置2还包括空气开关27，既可以在汇流装置2处于过压或过流状态时主动断开，也可以根据用户的需求被动断开，提高方案的稳定性。

需要说明的是，根据钙钛矿光伏组串二级支路、一级支路的组网接线设计，汇流装置2应至少具有6个直流输入端口，以及至少1个直流汇流输出端口。汇流箱装置内设空气开关27、各直流支路熔断保护器、防雷保护器26、正负极汇流母排、接地点、绝缘安装支架等。特殊地，为解决多级汇流后钙钛矿组件支路的电学输出特性分析难题，设计了一套可调负载的支路数据监测装置23，用于开展运行数据监测测试，汇流装置2的结构如图3所示，图3内虚线处为正、负极母排在箱体下层的位置示意。

主要结构组成包括：

1）箱体及绝缘安装支架。采用长方形钢板喷塑或工程塑料箱体，箱体底板上设置绝缘安装支架，用于安装电气元器件等。箱体采用双层，上层为元器件安装层、下层为线路连接层；采用侧开铰链设计，箱门与箱体之间设绝缘软橡胶密封层；

2）正负极汇流母排。采用铜制正负极汇流母排，实现电流汇集。两条母排分置于箱体左右两侧，线缆连接通过箱体下层隔层，由正极母排21串接至负极母排22；

3）空气开关27。采用DC1500V空气开关，安装于箱体中部空间，负责汇流箱关断及保护；

4）正极熔断器及负极熔断器。正极熔断器设置在正极母排21侧，负极熔断器设置在负极母排22侧，提供线路过流安全保护；

5）防雷保护器26。采用DC1500V防雷/浪涌保护器，安装于箱体中部空间，空气开关27下侧，负责箱体防雷安全保护；

6）可调负载的支路数据监测装置23。可以设置一个可调负载（约500-2000Ω）的与各钙钛矿支路串联的电压扫描装置，也可以设置六个可调负载的与各个钙钛矿支路串联的电压扫描装置，则可认为设备内电阻负载I-V特性曲线与钙钛矿支路I-V特性曲线交点即串联后回路的工作点，可实现对部分异常工作问题的在线测试。该装置在正常发电期间所设负载为0，不影响支路正常发电，且能够正常监测记录实时电流、电压数据值，并通过数据采集器与后端逆变器设备进行通讯，输出基本监测数据。在需进行支路电性能分析测试时，通过启动调节负载功能，使各支路可调负载的电阻值按一定设计间隔自动同步抬升，使各串联回路工作工作点逐步移动。通过逐点对比各支路的工作电压、电流值在负载抬升过程中的变化差异，以分析存在异常降低的个别支路，输出对应支路编号的问题数据，以便于运维人员了解支路运行状态。该装置一方面可以实现实施电流电压数据的监测记录，另一方面通过横向对比算法内置，在需开展在线测试时能够及时响应，对各支路电性能变化趋势进行定点跟踪分析，输出相关数据结果。工作流程可以概述为：先对信号源进行诊断启动检查，如果信号源未启动，则进行常规参数采集，并继续进行诊断启动检查，直至检测到信号源启动，再进行步进调节负载值，并按步进间隔采集运行I—V数据点，再对各支路步进数据点进行均值计算，再进行单一支路某数据点与各支路同步进点均值对比，如果偏差在5%以内，则判定为正常，如果偏差高于20%，则记录偏差异常支路序号及偏差率，并判断步进循环是否到达调节终点，如果是，则输出各步进点对比数据及偏差异常支路数据，并判定本次运行结束，令负载恢复为0，如果否，则需要返回步进调节负载值的步骤，工作流程示意详见图4。

7）其他。包括接地铜排、接地点、通讯接线点等其他必要的装置或配件。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

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，在其他实施例中实现。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 (10)

1.一种钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，包括：

若干条钙钛矿支路，各所述钙钛矿支路均包括若干个串联连接的钙钛矿组件；

汇流装置，所述汇流装置的输入端均与各所述钙钛矿支路连接，输出端与逆变器连接，用于对各所述钙钛矿支路的电能进行汇集，并将汇集后的电能传输至所述逆变器。

2.如权利要求1所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，所述汇流装置，包括：

正极母排，所述正极母排的输入端分别与各所述钙钛矿支路的正极输出线连接，输出端与所述逆变器的正极输入端连接；

负极母排，所述负极母排的输入端分别与各所述钙钛矿支路的负极输出线连接，输出端与所述逆变器的负极输入端连接。

3.如权利要求2所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，所述汇流装置，还包括：

可调负载的支路数据监测装置，所述支路数据监测装置的正极输入端分别与各所述钙钛矿支路的正极输出线连接，负极输入端分别与各所述钙钛矿支路的负极输出线连接，正极输出端与所述正极母排的输入端连接，负极输出端与所述负极母排的输入端连接，数据输出端与处理器的输入端连接，控制端与所述处理器的输出端连接，用于基于所述处理器传输的控制信号改变自身的阻值，并采集自身各不同阻值下的各所述钙钛矿支路的电压值及电流值，并将所述电压值及所述电流值传输至所述处理器；

所述处理器，用于基于各所述钙钛矿支路的电流值确定所述支路数据监测装置在不同阻值下所有所述钙钛矿支路的电流平均值；基于各所述钙钛矿支路的电压值确定所述支路数据监测装置在不同阻值下，所有所述钙钛矿支路的电压平均值；基于各不同阻值下的各电流值、各电压值、电流平均值以及电压平均值判断各所述钙钛矿支路是否出现故障。

4.如权利要求3所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，所述基于各不同阻值下的各电流值、各电压值、电流平均值以及电压平均值判断各所述钙钛矿支路是否出现故障，包括：

判断各不同阻值中任一阻值下的各所述电流值与所述电流平均值的偏差是否均小于第一预设电流偏差且各不同阻值中任一阻值下的各所述电压值与所述电压平均值的偏差是否均小于第一电压预设偏差；

若各不同阻值中任一阻值下的各所述电流值与所述电流平均值的偏差均小于第一预设电流偏差且各不同阻值中任一阻值下的各所述电压值与所述电压平均值的偏差均小于第一电压预设偏差，则判定各所述钙钛矿支路均未出现故障；

若各不同阻值中任一阻值下的各所述电流值中存在若干个与所述电流平均值的偏差不小于所述第一预设电流偏差的故障电流值或各不同阻值中任一阻值下的各所述钙钛矿支路的电压值中存在若干个与所述电压平均值的偏差不小于所述第一电压预设偏差的故障电压值，则判定各所述故障电流值对应的各钙钛矿支路或各所述故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障。

5.如权利要求4所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，在所述判定各所述故障电流值对应的各钙钛矿支路或各所述故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障之前，还包括：

判断各所述故障电流值与所述电流平均值的偏差是否均小于第二预设电流偏差或各所述故障电压值与所述电压平均值的偏差是否均小于第二预设电压偏差，所述第二预设电流偏差大于所述第一预设电流偏差，所述第二预设电压偏差大于所述第一预设电压偏差；

若各所述故障电流值中存在若干个与所述电流平均值的偏差不小于所述第二预设电流偏差的故障电流值或各所述故障电压值中存在若干个与所述电压平均值的偏差不小于所述第二预设电压偏差的故障电压值，进入所述判定各所述故障电流值对应的各钙钛矿支路或各所述故障电压值对应的各钙钛矿支路出现故障的步骤。

6.如权利要求5所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，在所述若各所述故障电流值中存在若干个与所述电流平均值的偏差不小于所述第二预设电流偏差的故障电流值或各所述故障电压值中存在若干个与所述电压平均值的偏差不小于所述第二预设电压偏差的故障电压值之后，还包括：

确定与所述电流平均值的偏差不小于所述第二预设电流偏差的各故障电流值对应的各钙钛矿支路或与所述电压平均值的偏差不小于所述第二预设电压偏差的各所述故障电压值对应的各钙钛矿支路的编号；

将所述编号输出至上位机。

7.如权利要求6所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，在所述将所述编号输出至上位机之前，还包括：

确定所述编号的个数；

将所述个数除以各所述钙钛矿支路的个数得到偏差率；

相应的，所述将所述编号输出至上位机，包括：

将所述偏差率及所述编号传输至所述上位机。

8.如权利要求3所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，所述汇流装置，还包括：

若干个正极熔断器，各所述正极熔断器的输入端分别与各所述钙钛矿支路的正极输出线一一对应连接，输出端均与所述支路数据监测装置的正极输入端连接；

和/或，

若干个负极熔断器，各所述负极熔断器的输入端分别与各所述钙钛矿支路的负极输出线一一对应连接，输出端均与所述支路数据监测装置的负极输入端连接。

9.如权利要求2所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，所述汇流装置，还包括：

防雷保护器，所述防雷保护器的正极输入端与所述正极母排的输出端连接，负极输入端与所述负极母排的输出端连接，正极输出端与所述逆变器的正极输入端连接，负极输出端与所述逆变器的负极输入端连接。

10.如权利要求2至9任一项所述的钙钛矿光伏发电系统，其特征在于，所述汇流装置，还包括：

空气开关，所述空气开关的正极输入端与所述正极母排的输出端连接，负极输入端与所述负极母排的输出端连接，正极输出端与所述逆变器的正极输入端连接，负极输出端与所述逆变器的负极输入端连接。