WO2022199585A1 - 一种光伏发电系统、功率控制装置及储能系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种光伏发电系统、功率控制装置及储能系统，用于稳定光伏发电系统直流侧的总功率，避免出现功率波动。光伏发电系统包括多个光伏电池、直流/直流变换模块、直流母线电容、储能组件和功率控制装置；直流/直流变换模块的输入侧与多个光伏电池耦合，输出侧与直流母线电容耦合，用于调整各光伏电池的运行状态，并将光伏电池提供的电能输出到直流母线电容；储能组件与直流母线电容耦合，用于储存电能或提供电能；功率控制装置分别与直流母线电容和储能组件耦合，用于检测直流母线电容的第一电压，在第一电压满足预设补偿条件时，控制储能组件向直流母线电容充电；直流母线电容用于耦合负载。

Description

一种光伏发电系统、功率控制装置及储能系统
相关申请的交叉引用
本申请要求在2021年03月25日提交中华人民共和国知识产权局、申请号为202110319259.2、申请名称为“一种光伏发电系统、功率控制装置及储能系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及到光伏发电技术领域，尤其涉及到一种光伏发电系统、功率控制装置及储能系统。
背景技术
为检测光伏发电系统中光伏电池的性能参数，如进行多峰扫描，IV曲线扫描等，通常需要调整光伏电池的输出电压(也是向直流/直流变换模块输入的电压)，会引起光伏发电系统的直流侧输入功率出现波动。例如对光伏电池IV曲线扫描时，一般由光伏电池的开路电压逐渐减小到短路电压，或者由短路电压增大到开路电压。因光伏电池的输出电压发生变化，被测光伏电池输出的电流也随之发生变化，造成被测光伏电池的输出功率不稳定，即出现功率波动。如图1所示，这样使得光伏发电系统中逆变器的直流侧的输入功率出现功率波动，造成逆变器交流侧的输出功率出现大幅波动，影响光伏发电系统连接的电网，如造成电网事故。
发明内容
本申请提供一种光伏发电系统、功率控制装置及储能系统，用于稳定光伏发电系统直流侧的总功率，避免出现功率波动。
第一方面，本申请提供一种光伏发电系统，包括多个光伏电池、直流/直流变换模块、直流母线电容、储能组件和功率控制装置；所述直流/直流变换模块的输入侧与所述多个光伏电池耦合，输出侧与所述直流母线电容耦合，用于调整各光伏电池的运行状态，并将所述光伏电池提供的电能输出到所述直流母线电容；所述储能组件与所述直流母线电容耦合，用于储存电能或提供电能；所述功率控制装置分别与所述直流母线电容和所述储能组件耦合，用于检测所述直流母线电容的第一电压，在所述第一电压满足预设补偿条件时，控制所述储能组件向所述直流母线电容充电；所述直流母线电容用于耦合负载。
本申请实施例中，功率控制装置分别与光伏发电系统中的直流母线电容和储能组件耦合，检测直流母线电容上的电压，检测的第一电压满足预设补偿条件时，功率控制装置可以控制储能组件向直流母线电容充电，对光伏发电系统直流侧的总功率进行补偿，以稳定光伏发电系统直流侧的总功率，避免出现功率波动。
一种可能的设计中，所述功率控制装置控制所述储能组件向所述直流母线电容充电时，具体用于：控制所述储能组件为所述直流母线电容提供第二电压，所述第二电压是基于所述第一电压和母线参考电压确定的；所述母线参考电压是基于所述多个光伏电池中的部分 光伏电池的开路电压和所述负载的线电压峰值确定的。
本申请实施例中，功率控制装置可以根据母线参考电压和检测到的直流母线电容的第一电压，确定储能组件向直流母线电容充电时提供的第二电压。母线参考电压可以是光伏发电系统耦合的负载的线电压峰值，或者是光伏发电系统中部分光伏电池的开路电压。
一种可能的设计中，所述功率控制装置还可以用于：若所述第一电压不满足所述预设补偿条件，控制所述储能组件从所述直流母线电容处获取第一电能并存储，所述第一电能是基于所述第一电压和所述母线参考电压确定的。
本申请实施例中，功率控制装置可以在检测到的直流母线电容的第一电压不满足预设补偿条件时，控制储能组件从直流母线电容处吸收功率，如获取第一电能，并存储吸收或者获取的能量。所吸收的功率或者所获取的第一电能可以是根据第一电压和母线参考电压确定的。例如，光伏发电系统直流侧的总功率变大时，控制储能组件存储一部分电能。
一种可能的设计中，若所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值大于或等于所述负载的线电压峰值时，所述母线参考电压可为所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值；或者若所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值小于所述负载的线电压峰值时，所述母线参考电压可为所述负载的线电压峰值。
本申请实施例中，部分光伏电池可以是处于非正常运行状态的一个或多个光伏电池。部分光伏电池对应的开路电压的最大值大于或等于负载的线电压峰值，则母线参考电压可以选为所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值。反之，若部分光伏电池对应的开路电压的最大值小于所述负载的电压峰值，则母线参考电压可以选为所述负载的线电压峰值。母线参考电压可以用于确定储能组件向直流母线电容提供的第二电压。
一种可能的设计中，所述功率控制装置还与所述直流/直流变换模块耦合，所述功率控制装置可以在检测所述直流母线电容的第一电压之前，响应于第一指令，控制所述直流/直流变换模块对第一光伏电池进行IV曲线扫描，所述第一光伏电池为所述部分光伏电池中的任意一个；或者响应于第二指令，控制所述直流/直流变换模块对所述第一光伏电池进行多峰扫描。
本申请实施例中，功率控制装置可以响应于接收的指令，控制直流/直流变换模块使部分光伏电池处于非正常运行状态，例如对第一光伏电池进行IV曲线扫描，或者多峰扫描等操作。在所述第一光伏电池由正常运行状态变为非正常运行状态时，所述第一光伏电池输出的功率发生波动，会造成光伏发电系统直流侧总功率发生波动。功率控制装置通过控制储能组件对直流母线电容充电，补偿所述部分光伏电池输出的功率所造成光伏发电系统直流侧总功率发生波动，实现稳定光伏发电系统直流侧总功率，而负载对此无感知。
一种可能的设计中，所述系统还可以包括直流/交流逆变模块；所述直流/交流逆变模块的输入侧与所述直流母线电容耦合，所述直流/交流逆变模块的输出侧用于与所述负载耦合；所述直流/交流逆变模块，用于将所述直流/直流变换模块输出到所述直流母线电容上的电能变换为交流电后提供给所述负载。
本申请实施例中，光伏发电系统中的直流/交流逆变模块可以与负载耦合，为负载提供交流电。在直流母线电容的电压满足预设补偿条件的情形下，功率控制装置控制储能组件对直流母线电容充电，补偿光伏发电系统直流侧的总功率，可稳定直流/交流逆变模块的输入侧的总功率，有助于稳定通过直流/交流逆变模块的输出侧提供给负载的总功率。
一种可能的设计中，所述功率控制装置，具体用于控制所述直流/交流逆变模块为所述负载输出第一功率的交流电；所述第一功率是基于第一电流和第三电压确定的；所述第一电流和所述第三电压为：所述功率控制装置控制所述直流/直流变换模块对所述多个光伏电池中的部分光伏电池进行IV曲线扫描、或者控制所述直流/直流变换模块对所述部分光伏电池进行多峰扫描之前，所述直流/交流逆变模块输出的电流和电压。
本申请实施例中，功率控制装置可以控制直流/交流逆变模块处于恒功率模式，即输出稳定的功率。例如，控制直流/交流逆变模块输出的功率与直流/直流逆变模块对部分光伏电池进行IV曲线扫描或者多峰扫描的之前直流/交流逆变模块输出的功率接近。
一种可能的设计中，所述负载可为电网侧，即光伏发电系统可以向电网提供功率或向电网供电。
一种可能的设计中，所述功率控制装置可以包括多个控制器。多个控制器可以协同实现前述实施例中功率控制装置的功能。所述多个控制器可以分别与光伏发电系统中不同模块或电路器件集成。
第二方面，本申请提供一种光伏发电系统，可以包括多个光伏电池、多个直流/直流变换电路、直流母线电容、储能组件、直流/交流逆变模块和功率控制装置。每个所述直流/直流变换电路的输入侧与一个光伏电池耦合，输出侧与所述直流母线电容耦合，用于调整连接的光伏电池的运行状态，并将所述连接的光伏电池提供的电能输出到所述直流母线电容。所述储能组件与所述直流母线电容耦合，用于储存电能或提供电能。所述直流/交流逆变模块的输入侧与所述直流母线电容耦合，所述直流/交流逆变模块的输出侧与负载耦合，用于将所述直流母线电容上的电能变换为交流电后提供给所述负载。所述功率控制装置分别与所述多个直流/直流变换电路、所述直流母线电容、所述储能组件和所述直流/交流逆变模块耦合，可以用于：接收到IV曲线扫描指令后，确定所述直流/交流逆变模块向所述负载提供的第一功率，所述指令用于指示对第一光伏电池进行IV曲线扫描，所述第一光伏电池为所述多个光伏电池中的至少一个光伏电池。然后，控制所述第一光伏电池中各光伏电池连接的第一直流/直流变换电路调整所述各光伏电池运行在开路状态，确定所述各光伏电池的开路电压。并基于所述各光伏电池的开路电压以及所述负载的线电压峰值，确定母线参考电压，所述母线参考电压为用于判断所述储能组件对所述直流母线电容充电或者从所述直流母线电容获取电能的电压阈值。
本申请实施例中，光伏发电系统中第一光伏电池进行IV曲线扫描之前，功率控制装置可以利用第一光伏电池中各光伏电池的开路电压和负载的线电压确定出母线参考电压。功率控制装置可以将确定出的母线参考电压，作为判断是否需要的控制储能组件向直流母线电容充电或者从直流母线电容出获取电能的电压阈值。功率控制装置可以利用确定出的母线参考电压作为电压阈值对储能组件进行控制，如控制储能组件对所述直流母线电容充电或者吸收所述直流母线电容处的电能，可以实现对第一光伏电池进行IV曲线扫描的情形下对光伏发电系统直流侧的总功率进行调整。
一种可能的设计中，所述功率控制装置可以响应于所述IV曲线扫描指令，控制所述第一直流/直流变换电路对所述第一光伏电池进行IV曲线扫描；并在所述第一直流/直流变换电路对所述第一光伏电池进行IV曲线扫描过程中，检测所述直流母线电容的第一电压。在所述第一电压小于所述母线参考电压时，控制所述储能组件向所述直流母线电容充电；或者，在所述第一电压大于所述母线参考电压时，控制所述储能组件从所述直流母线电容 处获取第一电能并存储，所述第一电能是基于所述第一电压和所述母线参考电压确定的。以及在所述第一直流/直流变换电路对所述第一光伏电池进行IV曲线扫描过程中，控制所述直流/交流逆变模块工作在恒功率输出状态，所述恒功率输出状态为将所述直流母线电容上的直流电转化为第二功率的交流电并提供给所述负载，所述第二功率与所述第一功率的差值小于预设功率阈值。
本申请实施例中，光伏发电系统中第一光伏电池进行IV曲线扫描过程中，为稳定直流母线电容处的功率，功率控制装置可以控制储能组件对直流母线电容充电，或者吸收直流母线电容以稳定直流母线电容处的功率，也即稳定光伏发电系统直流侧的总功率。功率控制装置也可以控制直流/交流逆变模块在第一光伏电池进行IV曲线扫描期间，工作在恒功率输出状态，向负载提供的第二功率与未对第一光伏电池进行IV曲线扫描的情形下的第一功率接近，降低光伏发电系统交流侧的总功率波动，避免对负载造成冲击，也可使负载感知不到光伏发电系统直流侧的总功率变化。
一种可能的设计中，所述功率控制装置控制所述储能组件向所述直流母线电容充电时，具体用于：控制所述储能组件为所述直流母线电容提供第二电压，所述第二电压是基于所述第一电压和母线参考电压确定的。
一种可能的设计中，所述功率控制装置还用于：控制所述多个直流/直流变换电路除所述第一直流/直流变换电路之外的直流/直流变换电路工作在最大功率点跟踪MPPT状态。
本申请实施例中，功率控制装置还可以控制系统中除了第一直流/直流变换电路之外的其它直流/直流变换电路运行在MPPT状态，可以使所述其它直流/直流变换电路所连接的各光伏电池输出最大功率，可提升光伏发电系统直流侧的总功率。
一种可能的设计中，所述母线参考电压为所述第一光伏电池中各光伏电池的开路电压以及所述负载的线电压峰值中的最大值。
一种可能的设计中，所述第一直流/直流变换电路对所述第一光伏电池进行IV曲线扫描时，具体用于：调整所述第一光伏电池中各光伏电池的输出电压，并记录所述各光伏电池在不同输出电压下的输出电流；将所述记录的各光伏电池在不同输出电压下的输出电流发送给第一设备，所述第一设备为发送所述IV曲线扫描指令的设备。
第三方面，本申请提供一种功率控制装置，可以应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括多个光伏电池、直流/直流变换模块、直流母线电容和储能组件；所述直流/直流变换模块的输入侧与所述多个光伏电池耦合，输出侧与直流母线电容耦合，所述储能组件与所述直流母线电容耦合，所述直流母线电容用于耦合负载；所述功率控制装置包括检测电路和控制电路，其中：所述检测电路，用于检测所述直流母线电容的第一电压；所述控制电路与所述检测电路耦合，用于在确定所述第一电压满足预设补偿条件时，控制所述储能组件向所述直流母线电容充电。
本申请实施例中，功率控制装置分别与光伏发电系统中的直流母线电容和储能组件耦合，检测直流母线电容上的电压，检测的第一电压满足预设补偿条件时，功率控制装置可以控制储能组件向直流母线电容充电，以对光伏发电系统直流侧的总功率进行补偿，以稳定光伏发电系统直流侧的总功率，避免出现功率波动。
一种可能的设计中，所述控制电路控制所述储能组件向所述直流母线电容充电时，具体用于：控制所述储能组件为所述直流母线电容提供第二电压，所述第二电压是基于所述第一电压和母线参考电压确定的；所述母线参考电压是基于所述多个光伏电池中的部分光 伏电池的开路电压和所述负载的线电压峰值确定的。
一种可能的设计中，所述控制电路还用于：若确定所述第一电压不满足所述预设补偿条件，控制所述储能组件从所述直流母线电容处获取第一电能并存储，所述第一电能是基于所述第一电压和所述母线参考电压确定的。
一种可能的设计中，若所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值大于或等于所述负载的线电压峰值时，则确定所述母线参考电压选为所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值；或者若所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值小于所述负载的线电压峰值时，则确定所述母线参考电压选为所述负载的线电压峰值。
一种可能的设计中，所述控制电路还用于：在所述检测电路检测所述直流母线电容的第一电压之前，响应于第一指令，控制所述直流/直流变换模块对第一光伏电池进行IV曲线扫描，所述第一光伏电池为所述部分光伏电池中的任意一个；或者响应于第二指令，控制所述直流/直流变换模块对所述第一光伏电池进行多峰扫描，即第一光伏电池处于非正常运行状态。
第四方面，本申请提供一种储能系统，可以包括储能组件和如第二方面及可能设计中的任一功率控制装置。储能系统可以应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括依次耦合的多个光伏电池、直流/直流变换模块和直流母线电容，所述直流母线电容用于与负载耦合。所述储能系统可以包括储能组件和功率控制装置；所述功率控制装置分别与所述直流母线电容和储能组件耦合，所述储能组件与所述直流母线电容耦合。
上述第三方面、第四方面可以达到的技术效果请参照上述第一方面中或第二方面中相应设计可以达到的技术效果描述，这里不再重复赘述。
附图说明
图1为一种光伏发电系统构架示意图；
图2为一种光伏发电系统的结构示意图；
图3为一种光伏发电系统的结构示意图；
图4为一种光伏发电系统的结构示意图；
图5为一种光伏发电系统功率控制方法的示意流程图；
图6为一种光伏发电系统功率控制方法的示意流程图；
图7为一种储能系统的结构示意图；
图8为一种光伏发电系统的结构示意图；
图9为一种光伏发电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合各个附图对本申请实施例进行详细阐述。
如图2所示，目前的光伏发电系统可以包括多个光伏电池(如光伏电池1，光伏电池2，...光伏电池N)。各光伏电池可以包括至少一个光伏组串。光伏电池与负载之间的组件可以包括至少一个直流/直流变换模块201和直流母线。各光伏电池与直流/直流变换模块201连接。直流/直流变换模块201可以调整各光伏电池的运行状态，如直流/直流变换模块 201可以用于调整各光伏电池的输出电压(即各光伏电池提供或者输出给直流/直流变换模块201的电压)。
直流母线可以与负载连接，如直流负载，即光伏发电系统可以将总输出功率提供给直流负载。直流/直流变换模块201与直流母线连接，直流/直流变换模块201将各光伏电池的输出功率经由直流母线提供给直流负载。可选地，直流负载可以是直流/交流逆变模块202，或者逆变器。
光伏发电系统可以为交流负载供电。如图2所示，光伏发电系统还可以包括直流/交流逆变模块202。直流/交流逆变模块202与所述直流母线耦合，所述直流母线通过直流/交流逆变模块202与负载耦合。直流/交流逆变模块202可以将之流母线上的直流电转换为交流电。直流/交流逆变模块202可以与负载连接，使得光伏发电系统可以将输出功率提供给负载。
直流/交流逆变模块202可以包括一个或多个直流/交流逆变电路。各直流/交流逆变电路的直流侧与直流母线电容耦合，即各直流/交流逆变电路可以并联在直流母线电容的两极。直流母线还可以包括多个开关，直流母线电容与各直流/交流逆变电路的连接线上可以设置至少一个开关。直流/直流变换模块201经由所述直流母线可以为至少一个直流/交流逆变电路提供直流电。可选的，直流母线和直流/交流逆变模块202可组成第一逆变器系统，将直流/直流变换模块201输出的直流电流转换为交流电流。直流/直流变换模块201、直流母线以及直流/交流逆变模块202可构成第二逆变器系统，将各光伏电池输出的直流电流转换为交流电流。
通常，对光伏发电系统中的光伏电池的性能参数进行检测，可以包括但不限于检测光伏电池的IV曲线，对光伏电池进行多峰扫描，或者检测光伏电池的输出最大功率的工作点等场景。因需要调整光伏电池的输出电压，使得该光伏电池无法正常工作，也即该光伏电池的输出电压为非正常工作状态(如输出功率为非最大功率的状态)，使得该光伏电池的输出功率不稳定。下面以对光伏电池进行IV曲线扫描为例进行说明。
IV曲线扫描技术用于对光伏发电系统或光伏电站中的光伏电池进行异常诊断。将扫描得到的被测光伏电池的IV曲线与正常(非异常)的光伏电池的IV曲线进行比较，可以确定被测光伏电池是否发生异常。而在被测光伏电池进行IV曲线扫描过程中，被测光伏电池因输入电压的变化，导致被测光伏电池的电流也随之发生变化，从而造成被测光伏电池的输出功率不稳定，即出现功率波动。使得光伏发电系统的直流侧(如图1所示)的输入功率出现功率波动，造成光伏发电系统的输出功率出现大幅波动。光伏发电系统的输出功率出现波动会影响光伏发电系统连接的电网，如造成电网事故，会使接受光伏发电系统调度的业主面临电力公司的罚款。
为避免对光伏发电系统中的光伏电池进行IV曲线扫描过程中，光伏发电系统提供给电网的功率发生波动。通常采用牺牲该被测光伏电池的最大输出功率Pmax的方式，使光伏发电系统直流侧的总输入功率稳定。此时光伏发电系统直流侧的总输入功率Ptotal_test小于任意一个光伏电池进行IV曲线扫描的光伏发电系统直流侧的总输入功率Ptotal(即光伏发电系统正常运行时的总输入功率)，即Ptotal_test≤Ptotal-Pmax。这样的设计可使光伏发电系统中的光伏电池进行IV曲线扫描时，光伏发电系统直流侧的总输入功率Ptotal_test稳定，从而使得光伏发电系统的输出功率(即交流侧提供给电网的功率)恒定。可见，这样的设计中逆变器的总输出功率恒定，但是逆变器的总输出功率会小于未对任意 一个光伏电池进行IV曲线扫描时光伏发电系统的总输出功率(即光伏发电系统正常运行时的总输出功率)。
有鉴于此，本申请实施例在前述图2所示的光伏发电系统的基础上，增加了功率控制装置501和储能组件502，具体如图3所示。功率控制装置501可以与直流母线耦合，用于检测直流母线的电压。例如，功率控制装置501与直流母线中的直流母线电容耦合，可以检测直流母线电容的电压。储能组件502与直流母线耦合，如与直流母线中直流母线电容连接。储能组件502可以储存电能或者提供电能。如图4所示，储能组件502的第一端可以与直流母线电容的第一极1连接，储能组件502的第二端可以与直流母线电容的第二极2连接。
储能组件502可以包括至少一个电源组件，电源组件可以包括一个或多个电池。可选地，电池可以为锂电池、铅酸电池等可充电、放电的电池。储能组件502可以向直流母线电容供电，即对直流母线电容充电，或称向直流母线电容提供(或输出)功率。储能组件502存储的电能可以来自直流母线电容，如从直流母线电容中吸收功率。储能组件502中的电能也可以来自其他装置。
功率控制装置501可以与储能组件502耦合。功率控制装置501可以检测直流母线电容上的第一电压是否满足预设补偿条件。功率控制装置501在第一电压满足预设补偿条件的情形下，可以控制储能组件502向直流母线电容充电，或者称控制储能组件502向直流母线电容输出(或提供)功率。
一种可能的实施方式中，预设补偿条件可以为检测到的直流母线电容上的电压小于目标总电压(或者称母线参考电压)。母线参考电压可以作为功率控制装置501判断是否控制储能组件502对直流母线电容充电的电压阈值。功率控制装置501可以在检测到的直流母线电容上的电压小于母线参考电压时，控制储能组件502对直流母线电容充电。可选地，母线参考电压可以为光伏发电系统正常运行状态的情形下(如多个光伏电池均工作在正常运行状态)，直流母线电容输出的总电压。
另一种可能的实施方式中，预设补偿条件也可以为基于检测到的直流母线电容上的电压确定的检测总功率小于目标总功率(或者称第一母线参考功率)。其中，检测总功率可以是基于检测到的直流母线电容上的电压和检测该电压时直流母线电容处的电流确定的。目标总功率可以为光伏发电系统中多个光伏电池均工作在正常运行状态的情形下，直流母线电容输出的总功率。也即光伏发电系统正常运行时，直流母线电容输出的总功率。
储能组件502对直流母线电容充电时，储能组件502可以为直流母线电容提供第二电压。第二电压可以是功率控制装置501基于检测到的直流母线电容上的第一电压和母线参考电压确定的。例如，第二电压可以为母线参考电压与第一电压的差值的绝对值M，或者第二电压可以为M和预设电压值之和。储能组件502为直流母线电容提供第二电压，以提升直流母线电容的总输出功率，实现维持直流母线电容的总输出功率稳定，如维持直流母线电容的总输出功率为所述母线参考电压相应的功率。从而本申请实施例提供的光伏发电系统可以在光伏电池的输出电压发生变化的情形下，可较好稳定光伏发电系统的输出功率，防止光伏发电系统的输出功率出现波动。
示例性的，光伏电池的输出电压发生变化的情形可以包括前述对光伏电池的性能参数进行检测的场景，还可以是将光伏电池工作在正常运行状态(如输出最大功率状态)调整为工作在其它状态(如多峰扫描、IV曲线扫描、故障检测等)的场景。
比如，以多个光伏电池中的至少一个光伏电池为例(下述以至少一个光伏电池为第一光伏电池为例)，直流/直流变换模块201可以包括多个直流/直流升压电路，每个直流/直流升压电路可以连接一个或多个光伏电池。第一光伏电池的输出电压发生变化的情形下，第一光伏电池所连接的直流/直流升压电路的输出功率(输出至直流母线电容的功率)出现功率波动，会影响直流/直流变换模块201输出侧的总功率发生波动，如损失第一光伏电池所连接的直流/直流升压电路上的光伏电池的发电量。功率控制装置501控制储能组件502为直流母线电容提供第二电压，可以减小因第一光伏电池由于出现功率波动，第一光伏电池所连接的直流/直流升压电路的输出功率出现功率波动，对直流/直流变换模块201输出侧的总功率的影响。或者说，功率控制装置501控制储能组件502为直流母线电容提供第二电压，可以稳定直流/直流变换模块201输出侧输出的总功率，或可使直流/直流变换模块201输出侧的总功率恒定。
示例性的，多个光伏电池与直流/直流变换模块201的连接关系，可以参见图4。直流/直流变换模块201可以包括多个直流/直流升压电路。一个直流/直流升压电路可以连接一个光伏电池。光伏电池可以包括多个光伏组串，各光伏电池中的光伏组串的数量可以相同，也可以不同。一个光伏电池中的多个光伏组串并联连接。其中，直流/直流升压电路的输入侧与光伏电池连接。例如，直流/直流升压电路的第一输入端与光伏电池的正极连接，第二输入端与光伏电池的负极连接。如图4所示，光伏电池1与直流/直流升压电路1的输入侧连接，光伏电池1的正极可以与直流/直流升压电路1的第一输入端T1连接，光伏电池1的负极可以与直流/直流升压电路1的第二输入端T2连接。
直流/直流变换模块201与直流母线中的直流母线电容的连接关系，请参见图4。直流/直流变换模块201的第一输出端S1和第二输出端S2分别与直流母线电容的两极连接。例如，直流/直流变换模块201的第一输出端S1与直流母线电容的正极连接，直流/直流变换模块201的第二输出端S2与直流母线电容的负极连接。或者，直流/直流变换模块201的第一输出端S1与直流母线电容的负极连接，直流/直流变换模块201的第二输出端S2与直流母线电容的正极连接。可选的，直流/直流变换模块201和直流母线电容可组成直流/直流变换装置，可以汇聚或者整合各光伏电池输出的直流电。
可选地，本申请实施例中的光伏发电系统可以为组串式光伏发电系统。如图4所示，各直流/直流升压电路的第一输出端可以与直流母线电容的第一极连接，第二输出端可以与直流母线电容的第二极连接，也即各直流/直流升压电路并联。示例性地，直流/直流升压电路1的第一输出端P1与直流母线电容的第一极1连接，直流/直流升压电路1的第二输出端P2与直流母线电容的第二极2连接。
一种可能的实施方式中，本申请实施例中，功率控制装置501与其他组件耦合，可以指功率控制装置501与其他组件之间彼此直接物理和/或电接触，也可以指功率控制装置501与其他组件之间彼此不直接接触，但仍然可以彼此协作和/或互相作用。例如功率控制装置501与其他组件通信连接，功率控制装置501可以向其他组件发送消息、指令或命令，指示其他组件执行所述消息、指令或者命令相应的操作。
功率控制装置501可以响应于控制指令，执行该控制指令相应的操作。该控制指令可以是其它电子设备(如上位机、服务器、管理后台、远程管理设备等)发送给功率控制装置501。功率控制装置501也可检测使用者触发的指令，执行该指令相应的操作。例如，功率控制装置501可以包括显示装置、处理器和/或按钮等组件，以便于使用者通过显示装 置显示的管理界面、菜单等触发第一指令。
示例性的，功率控制装置501可以响应于第一指令，对多个光伏电池中的至少一个光伏电池(如第一光伏电池)的运行状态进行控制。如控制第一光伏电池由工作在正常运行状态切换为第一指令相应的状态。可选地，第一光伏电池的数量不小于1，功率控制装置501可以同步对两个或更多光伏电池的运行状态进行控制。
例如，功率控制装置501可以控制第一光伏电池由工作在正常运行状态切换为工作在第一指令相应的状态。第一指令可以为IV曲线扫描指令，功率控制装置501可以对第一光伏电池进行IV曲线扫描。或者，第一指令可以为最大功率点检测指令(或者多峰扫描指令)，功率控制装置501可以利用多峰扫描技术对第一光伏电池进行多峰扫描，也可以通过对第一光伏电池进行多峰扫描，确定所述第一光伏电池输出最大功率相应的电压。
如图3所示，功率控制装置501可以与直流/直流变换模块201耦合，以与直流/直流变换模块201进行交互。功率控制装置501可以通过控制直流/直流变换模块201调整光伏电池工作的运行状态。例如，功率控制装置501可以向直流/直流变换模块201发送第二指令，第二指令可以用于指示直流/直流变换模块201按照预设方式对第一光伏电池进行IV曲线扫描。可选地，直流/直流变换模块201可以包括第一控制器，第一控制器可以控制直流/直流变换模块201中的各直流/直流升压电路。
直流/直流变换模块201可以根据接收的第二指令，对第一光伏电池中各光伏电池按照预设方式进行IV曲线扫描。以对光伏电池1进行IV曲线扫描为例，直流/直流变换模块201将光伏电池1的输出电压由开路电压逐渐减少(即光伏电池1输入到连接的直流/直流升压电路1的电压)至短路电压，和/或，由短路电压逐渐增大光伏电池1的输出电压至开路电压。电压每变化预设电压值，测量并记录电流。根据记录的电压和相应的电流(扫描数据)，可以确定直流/直流升压电路1的IV曲线。
直流/直流变换模块201，或者，直流/直流升压电路还可以在IV曲线扫描时或者之后，将记录的各电压及相应的电流发送给向功率控制装置501发送该第一指令的设备(如上位机、服务器、管理后台、远程管理设备等)。可选的，直流/直流变换模块201，和/或，直流/直流升压电路还可以包括数据存储单元，用于存储各电压及相应的电流。本申请实施例中，第一光伏电池的IV曲线，还可以采用其它方式获得，或者说还可以采用其它方式进行IV曲线扫描，从而得到第一光伏电池的IV曲线。
本申请实施例中，功率控制装置501可以控制第一光伏电池进行IV曲线扫描，多峰扫描等。由于第一光伏电池从正常工作状态切换为进行IV曲线扫描或者多峰扫描的运行状态，第一光伏电池所连接的直流/直流升压电路的输出功率(输出至直流母线电容的功率)出现功率波动，会影响直流/直流变换模块201输出侧的总功率发生波动，如损失第一光伏电池所连接的直流/直流升压电路上的光伏电池的发电量。这时，功率控制装置501可以在控制第一光伏电池进行IV曲线扫描，多峰扫描等场景中，检测直流母线电容的第一电压，并确定检测到的直流母线电容的电压是否满足预设补偿条件，即确定检测到的直流母线电容的电压是否小于母线参考电压。若检测到的直流母线电容的第一电压小于母线参考电压，可确定第一光伏电池所连接的直流/直流升压电路的输出功率出现功率波动。为避免第一光伏电池所连接的直流/直流升压电路的输出功率出现功率波动，对直流/直流变换模块201输出侧的总功率的影响，功率控制装置501可以控制储能组件502为直流母线电容充电。例如，控制储能组件502为直流母线电容提供第二电压，以稳定直流/直流变换模块201输 出侧输出的总功率，或可使直流/直流变换模块201输出侧的总功率恒定。
一种可能的实施方式中，所述母线参考电压可以是基于所述多个光伏电池中的部分光伏电池的开路电压和光伏发电系统所连接负载的线电压峰值确定的。所述部分光伏电池可以为非正常运行状态的光伏电池，如进行IV曲线扫描或者多峰扫描的第一光伏电池。可选地，光伏电池的开路电压可以是预先确定的。
下面简单介绍功率控制装置501确定光伏电池的开路电压的方式。
功率控制装置501可以在控制对光伏发电系统中的光伏电池进行IV曲线扫描或者多峰扫描之前，向直流/直流变换模块201发送第三指令，第三指令用于指示直流/直流变换模块201控制所述第一光伏电池工作在开路状态，并检测所述第一光伏电池工作在开路状态的情形下，所述第一光伏电池的输出电压，即所述第一光伏电池的开路电压检测值。功率控制装置501可以接收直流/直流变换模块201或者所述第一光伏电池连接的直流/直流升压电路上报的所述第一光伏电池的开路电压检测值。功率控制装置501可以将所述开路电压检测值确定为第一光伏电池的开路电压。功率控制装置501也可以基于所述开路电压检测值和第一预设电压阈值，确定所述第一光伏电池的开路电压。例如，将所述开路电压检测值和所述第一预设电压阈值的总和确定为所述第一光伏电池的开路电压。
本申请实施例提供的功率控制装置501确定光伏电池的开路电压的过程，仅作为举例说明，不作为确定第一光伏电池的开路电压方式的具体限定。应理解的是，功率控制装置501还可以采用其它方式获知第一光伏电池的开路电压，例如，直接接收直流/直流变换模块201或者所述第一光伏电池连接的直流/直流升压电路上报的第一光伏电池的开路电压。
由于光伏发电系统所连接的负载，也即光伏发电系统中的直流母线电容所连接的负载，所以直流母线电容连接的负载的线电压峰值也即光伏发电系统所连接的负载的线电压峰值，为了便于描述，这里将光伏发电系统所连接的负载的线电压峰值记为第四电压。可选地，功率控制装置501可以将光伏发电系统连接的电网的线电压的峰值作为所述第四电压。或者，功率控制装置501可以根据所述电网的线电压的峰值和第二预设电压阈值的总和作为负载的线电压峰值。功率控制装置501可以预先获取光伏发电系统连接的电网的线电压峰值，或者功率控制装置501可以存储有光伏发电系统连接的电网的线电压峰值。其中，获取光伏发电系统连接的电网的线电压的峰值可以采用本领域中任意一种检测方法或者获取方法，本申请实施例对此不作过多限定。
功率控制装置501基于所述多个光伏电池中的部分光伏电池的开路电压和光伏发电系统所连接负载的线电压峰值，可以确定母线参考电压，以便于确定检测到的直流母线电容上的电压是否满足预设补偿条件。比如，若所述第四电压大于或等于所述第一光伏电池中各光伏电池的开路电压的最大值，功率控制装置501可以将第四电压作为母线参考电压。若所述第四电压小于所述第一光伏电池中各光伏电池的开路电压的最大值，功率控制装置501可以将所述最大值作为母线参考电压。
一种可能的情形中，在功率控制装置501检测直流母线电容的电压之前，所述多个光伏电池中存在至少一个光伏电池(多个光伏电池中的部分光伏电池)处于非正常运行状态，或者光伏发电系统中存在至少一个光伏电池进行电池性能检测(例如IV曲线扫描，多峰扫描等)。功率控制装置501可以预先确定所述至少一个光伏电池中各光伏电池的开路电压。
一个示例中，所述多个光伏电池中存在一个光伏电池q1处于非正常运行状态，若所 述光伏电池q1的开路电压大于或等于所述第四电压，功率控制装置501可以将所述母线参考电压集合中的所述光伏电池q1的开路电压作为母线参考电压。若所述光伏电池q1的开路电压小于所述第四电压，功率控制装置501将所述母线参考电压集合中的所述第四电压作为母线参考电压。
另一个示例中，所述多个光伏电池中存在多个光伏电池处于非正常运行状态，例如光伏电池q2和光伏电池q3处于非正常运行状态。假设光伏电池q2和光伏电池q3中，光伏电池q2的开路电压是最大的。若所述光伏电池q2的开路电压大于或等于所述第四电压，功率控制装置501将所述母线参考电压集合中的所述光伏电池q2的开路电压作为母线参考电压。若所述光伏电池q2的开路电压小于所述第四电压，功率控制装置501可以将所述母线参考电压集合中的所述第四电压作为母线参考电压。
一种可能的实施方式中，功率控制装置501检测到的直流母线电容的第一电压后，确定检测到的直流母线电容的第一电压不满足预设补偿条件，功率控制装置501可以控制储能组件502从直流母线电容获取第一电能，即经由直流母线电容吸收直流/直流变换模块201输出的功率，或者控制储能组件502存储直流/直流变换模块201输出的一部分功率。示例性的，母线参考电压也可以作为功率控制装置501判断是否控制储能组件502从直流母线电容获取电能的电压阈值。功率控制装置501可以在检测到的直流母线电容上的电压大于母线参考电压时，控制储能组件502从直流母线电容获取电能。可以理解的是，母线参考电压可以作为功率控制装置501判断控制储能组件502向直流母线电容充电，或者控制储能组件502从直流母线电容获取电能的电压阈值。
例如，储能组件502可以将吸收的第一电能存储至所述储能组件502所包括的电源组件中，其中，所述第一电能可以是功率控制装置501基于所述第一电压和所述母线参考电压确定的。这样的设计，功率控制装置501可以利用储能组件502通过吸收直流/直流变换模块201所输出的过剩的电能，维持直流/直流变换模块201的输出侧的总输出功率，可以避免直流/直流变换模块201的输出侧的总输出功率发生波动。
一种可能的实施方式中，功率控制装置501还可以控制光伏发电系统中各光伏电池工作在正常运行状态，以实现光伏发电系统正常运行。本申请实施例中，一个光伏电池工作在正常运行状态，也可称为该光伏电池工作在预设工作点。
例如，功率控制装置501控制第一光伏电池由工作在正常运行状态切换为工作在所述第一指令相应的状态的情形下，功率控制装置501可以不改变多个光伏电池中除该第一光伏电池之外的光伏电池(便于区分，记为第二光伏电池)的状态，以使第二光伏电池中的各光伏电池保持工作在正常运行状态。
一个示例中，所述预设工作点可以为该光伏电池输出最大功率相应的工作点(记为第五电压)。可选地，功率控制装置501可以控制直流/直流变换模块201或者该光伏电池连接的直流/直流升压电路采用最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)技术，确定该光伏电池输出最大功率相应的工作点。可选地，直流/直流变换模块201可以实施为MPPT汇流箱。
第一光伏电池进行IV曲线扫描或者多峰扫描过程中，功率控制装置501可以控制其它光伏电池的输出电压为第五电压，可使其它光伏电池均输出最大功率，可以增加光伏发电系统直流侧的总功率，以保障光伏发电系统可以继续为负载(如电网)继续提供功率。
一种可能的实施方式中，功率控制装置501可以与直流/交流逆变模块202连接。例如， 功率控制装置501可以在控制直流/直流变换模块201对第一光伏电池进行IV曲线扫描或多峰扫描之前，确定直流/交流逆变模块202的总输出功率，作为总输出功率参考值。在直流/直流变换模块201对第一光伏电池进行IV曲线扫描或多峰扫描过程中，功率控制装置501可以控制直流/交流逆变模块202工作在恒功率模式。
直流/交流逆变模块202工作在恒功率模式可以视为直流/交流逆变模块202输出的功率或者向所连接的负载输出的功率在预设功率范围内。预设功率范围内的各功率值与总输出功率参考值的差值不小于预设功率阈值。在第一光伏电池进行IV曲线扫描或多峰扫描过程中，直流/交流逆变模块202向负载输出的总输出功率为预设功率范围内的数值。
示例性的，功率控制装置501可以在第一光伏电池进行IV曲线扫描之前，获取直流/交流逆变模块202的总输出功率，并作为总输出功率参考值Pref。并控制直流/交流逆变模块202在第一光伏电池进行IV曲线扫描的过程中输出的总功率P’与总输出功率参考值Pref的差值不超过预设功率阈值。功率控制装置501通过控制储能组件502补偿因第一光伏电池进行IV曲线扫描对直流侧总功率的影响，以稳定直流侧的总功率。然后控制直流/交流逆变模块202处于恒功率模式，可以降低交流侧总功率波动，使光伏发电系统稳定的向负载输出功率。
下面对储能组件502对直流母线电容充电或放电过程进行介绍。如图3所示，储能组件502可以包括直流/直流变换电路和电源组件等。直流/直流变换电路可以对储能组件502中的电源组件所提供的电压进行升压处理，并将处理后的电压输出至直流母线电容，以实现储能组件502对直流母线电容充电。直流/直流变换电路也可以对直流母线电容处的电压进行降压处理，以使储能组件502中的电源组件可以经由直流母线电容吸收直流/直流变换模块201输出的功率，可以实现直流/直流变换模块201对储能组件502充电。
功率控制装置501可以与储能组件502中的直流/直流变换电路耦合，如通信连接。功率控制装置501可以通过消息、指令或命令等，指示该直流/直流变换电路控制电源组件运行在充电状态，或者运行在放电状态，以实现储能组件502经由直流母线电容向直流母线电容连接的负载充电，或者经由直流母线电容吸收直流/直流变换模块201输出的功率。可选地，直流/直流变换电路可以为集成电路，如第二控制器等。
一种可能的实施方式中，如图3所示，功率控制装置501可以包括检测电路和控制电路，控制电路与检测电路连接。检测电路与直流母线电容耦合，可以检测直流母线电容的电压。控制电路可以与储能组件502连接，可以对储能组件502进行充电控制，和/或，放电控制。例如，功率控制装置501中的控制电路可以控制储能组件502对直流母线电容充电，即控制储能组件502向直流母线电容放电。功率控制装置501中的控制电路可以控制储能组件502吸收直流母线电容的电能，即储能组件502被充电。可选地，功率控制装置501还可以包括存储器，用于存储计算机程序指令，控制电路可以运行所述计算机程序指令以使本申请实施例提供的任意一种光伏发电系统功率控制方法中一个或多个步骤被执行。可选地，控制电路可以包括一个或多个控制器。多个控制器可以协同执行本申请实施例提供的功率控制方法。
请参阅图5，本申请实施例提供一种光伏发电系统功率控制方法。功率控制装置501可以执行或实施该方法中的一个或多个步骤。所述光伏发电系统功率控制方法可以包括如下步骤：
步骤S601，功率控制装置501的控制电路响应于第一指令，控制第一光伏电池由工作 在正常运行状态切换为工作在所述第一指令相应的状态，所述第一光伏电池为所述多个光伏电池中的任意一个光伏电池。
第一指令可以为IV曲线扫描指令或者多峰扫描指令。功率控制装置501的控制电路可以响应于IV曲线扫描指令，控制直流/直流变换模块201对第一光伏电池进行IV曲线扫描。也可以响应于多峰扫描指令，控制直流/直流变换模块201对第一光伏电池进行多峰扫描。第一光伏电池可以是多个光伏电池中的至少一个光伏电池。
步骤S602，功率控制装置501的检测电路检测所述直流母线电容的第一电压。
功率控制装置501的检测电路可以检测所述直流母线电容的电压，便于描述，将检测到的所述直流母线电容的电压记为第一电压。应理解的是，功率控制装置501的检测电路检测直流母线电容的电压，可视为检测直流母线的电压。
步骤S603，功率控制装置501的控制电路若所述第一电压满足预设补偿条件，控制储能组件502向所述直流母线电容充电。
功率控制装置501的控制电路可以与储能组件502中的直流/直流变换电路耦合，通过控制直流/直流变换电路对储能组件502中的电源组件所提供的电压进行升压处理，并将处理后的电压输出至直流母线电容，以实现储能组件502对直流母线电容充电。
下面以对光伏电池进行IV曲线扫描使光伏电池的输出电压发生变化的场景作为举例，对包括前述功率控制装置501和储能组件502的光伏发电系统进行功率控制过程进行说明，请参阅图6。功率控制方法可以包括如下步骤：
步骤S701，功率控制装置501接收IV曲线扫描指令。
功率控制装置501可以接收第一设备发送的IV曲线扫描指令，第一设备可以是上位机等设备。功率控制装置501在接收到IV曲线扫描指令后，可以启动对光伏发电系统中的至少一个直流/直流升压电路(记为第一直流/直流升压电路)连接的光伏电池(记为第三光伏电池)进行IV曲线扫描的过程。
步骤S702，功率控制装置501确定母线参考电压。
功率控制装置501可以从母线参考电压集合中选择一个电压作为母线参考电压。母线参考电压集合可以包括所述至少一个直流/直流升压电路的输入电压的最大值V1。如控制各第三光伏电池工作在开路状态。检测各第三光伏电池的开路电压，并将各第三光伏电池的开路电压中的最大值作为所述至少一个直流/直流升压电路的输入电压的最大值。
母线参考电压集合还可以包括预先确定的参考电压V2。功率控制装置501可以根据光伏发电系统连接的负载的线电压峰值，确定所述预设参考电压。如计算对光伏电池进行IV曲线扫描期间光伏发电系统连接的负载相应的参考电压。例如，功率控制装置501可以根据光伏发电系统连接的负载所需的总功率，确定总功率相应的参考电压。
若所述至少一个直流/直流升压电路的输入电压的最大值V1不小于对光伏电池进行IV曲线扫描期间光伏发电系统连接的负载相应的参考电压V2，功率控制装置501可以将所述至少一个直流/直流升压电路的输入电压的最大值V1作为母线参考电压。
若所述至少一个直流/直流升压电路的输入电压的最大值V1小于对光伏电池进行IV曲线扫描期间光伏发电系统连接的负载相应的参考电压V2，功率控制装置501将对光伏电池进行IV曲线扫描期间光伏发电系统连接的负载相应的参考电压V2确定为母线参考电压。
功率控制装置501在执行步骤702后，功率控制装置501可以响应于IV曲线扫描指令，控制直流/直流变换模块201中的第一直流/直流升压电路处于电压扫描控制模式(如 图6中的S708)，以使第一直流/直流升压电路对所述第三光伏电池进行IV曲线扫描。
可选地，功率控制装置501可以向直流/直流变换模块201中第三光伏电池连接的直流/直流升压电路发送第一控制指令，该第一控制指令用于指示直流/直流升压电路处于电压扫描控制模式。直流/直流升压电路处于电压扫描控制模式时，可以按照预设方式，调整所连接的光伏电池的输出电压，检测光伏电池的输出电流等操作，以实现获取电压、电流数据，便于确定光伏电池的IV曲线。
所述第一直流/直流升压电路可以记录第三光伏电池在不同输出电压下的输出电流，也可以将其存储到数据存储单元中。所述第一直流/直流升压电路中各直流/直流升压电路可以在对其连接的光伏电池完成IV曲线扫描后，将其连接的各光伏电池的在不同输出电压下的输出电流发送给向第一设备(如上位机等)，以便于所述第一设备可以根据所述第一直流/直流升压电路中各直流/直流升压电路上报的其连接的各光伏电池在不同输出电压下的输出电流，确定所述第一直流/直流升压电路中各直流/直流升压电路的IV曲线。可选地，所述第一直流/直流升压电路可以将其连接的各光伏电池的在不同输出电压下的输出电流发送给功率控制装置501。
在第一直流/直流升压电路对第三光伏电池进行IV曲线扫描的过程中，功率控制装置501可以同步执行步骤S703等步骤。可以理解的是，所述第一直流/直流升压电路的数量为多个的情形中，即光伏发电系统中的两个或更多光伏电池可以同步进行IV曲线扫描，可缩短对光伏发电系统中的各光伏电池进行IV曲线扫描的时长。
步骤S703，功率控制装置501检测直流母线电容的第一电压。
功率控制装置501可以对直流母线电容进行检测，将检测的电压记为第一电压。例如，功率控制装置501可以对直流母线电容的电压进行实时检测。
步骤S704，功率控制装置501判断第一电压是否小于母线参考电压，若是，下一步执行步骤S705，若否，下一步执行步骤S706。
步骤S705，功率控制装置501控制储能组件对直流母线电容充电。
功率控制装置501若确定第一电压小于如步骤S702中确定的母线参考电压，则控制储能组件502对直流母线电容充电。例如，控制储能组件502为直流母线电容提供第二电压，第二电压可以是基于第一电压和母线参考电压确定的。
这样的设计中，利用储能组件502对光伏发电系统直流侧所述至少一个直流/直流升压电路的功率波动进行补偿，降低对所述至少一个直流/直流升压电路连接的光伏电池进行IV曲线扫描时对负载造成冲击，可使光伏发电系统交流侧的输出功率稳定在未启动对任意一个光伏电池进行IV曲线扫描前的交流侧的输出功率。从而使负载侧感知不到光伏发电系统直流侧的功率波动。
步骤S706，功率控制装置501控制储能组件从直流母线电容上获取的第一电能。
功率控制装置501若确定第一电压不小于如步骤S702中确定的母线参考电压，则控制储能组件502吸收直流母线电容上的第一电能。也可控制直流母线电容对储能组件502充电的电能为第一电能。其中，第一电能可以根据第一电压和母线参考电压确定。
一种可能的设计中，在步骤S701后，功率控制装置501还可以执行步骤S707的过程，如控制直流/交流逆变模块处于恒功率模式。直流/交流逆变模块202处于恒功率模式下，输出功率较为稳定，提供给光伏发电系统连接的负载的总功率波动较小。
一个示例中，功率控制装置501可以在步骤S701之后，也可以并行指令步骤S702和 执行步骤S707，也即在接收IV曲线扫描指令之后，功率控制装置501可以控制直流/交流逆变模块202处于恒功率模式。功率控制装置501也可以在执行步骤S708之前执行步骤S707。
示例性的，功率控制装置501可以在控制第一直流/直流升压电路对第三光伏电池进行IV曲线扫描之前，获取直流/交流逆变模块202的总输出功率，并作为总输出功率参考值Pref。并控制直流/交流逆变模块202在第三光伏电池进行IV曲线扫描的过程中输出的总功率P’与总输出功率参考值Pref的差值不超过预设功率阈值。
功率控制装置501通过控制储能组件502补偿因第三光伏电池进行IV曲线扫描对直流侧总功率的影响，以稳定直流侧的总功率。然后控制直流/交流逆变模块202处于恒功率模式，可以降低交流侧总功率波动，使光伏发电系统稳定的向负载输出功率。
又一种可能的设计中，功率控制装置501在步骤S702后，功率控制装置501可以控制多个光伏电池除第三光伏电池之外的光伏电池连接的直流/直流升压电路工作在最大功率点跟踪MPPT状态，或者称工作在MPPT追踪模式。
在第一直流/直流变换电路对第三光伏电池进行IV曲线扫描的过程中，功率控制装置501也可以向第四光伏电池(多个光伏电池中除了第三光伏电池之外的光伏电池)连接的直流/直流升压电路发送第二控制指令，该第二控制指令用于指示直流/直流升压电路基于MPPT算法或技术调整光伏电池的输出电压，以使光伏电池工作在最大输出功率的状态。除所述第一直流/直流升压电路之外的其它直流/直流升压电路工作在MPPT追踪(或跟踪)模式，以保障光伏发电系统为负载(如电网)继续提供功率。可选地，功率控制装置501也可以向第四光伏电池连接的直流/直流升压电路发送第三控制指令，该第三控制指令用于指示直流/直流升压电路调整光伏电池的输出电压，以使光伏电池工作在预设工作点，也可以保障光伏发电系统可以继续为负载(如电网)继续提供功率。
本申请实施例中，功率控制装置501可以利用储能组件502补偿扫描支路的功率波动，以及控制非扫描支路上的光伏电池工作在MPPT跟踪状态，保障光伏发电系统在IV曲线扫描期间，直流侧具有最大功率输出，可使光伏发电系统为负载提供的输出功率恒定(一定范围内的小波动)，最大限度地减少对负载(如电网)的冲击。
如图7所示，本申请实施例还提供一种储能系统800，可以管理(或控制)光伏发电系统的输出功率。光伏发电系统可以包括依次耦合的多个光伏电池、直流/直流变换模块201和直流母线。储能系统800可以包括控制装置801和储能组件802。
控制装置801可以为控制器、处理器、或者芯片。控制装置801与储能组件802耦合。控制装置801可以与直流母线电容耦合。控制装置801可以具有本申请前述实施例中功率控制装置501中的部分或全部功能。储能组件802可以为本申请前述实施例中的储能组件502。储能组件802可以用于存储电能或者提供电能。
例如，控制装置801可以检测直流母线电容的第一电压，若所述第一电压满足预设补偿条件，控制所述储能组件801向所述直流母线电容充电，实现稳定直流/直流变换模块201的输出侧的总功率稳定。可选地，直流母线电容与直流负载耦合。控制装置801可以通过控制储能组件801向直流母线电容充电的操作，稳定直流/直流变换模块201为负载提供的功率。
一种可能的设计中，光伏发电系统可以包括直流/交流逆变模块202，直流/交流逆变模块202与直流母线电容耦合。直流/交流逆变模块202可以将直流母线提供的直流电转化为 交流电，提供给所连接的负载。
控制装置801可以与直流/直流变换模块201耦合，控制装置801可以与直流/直流变换模块201交互。例如，控制装置801可以与直流/直流变换模块201所包括的控制器通信，控制装置801可以接收直流/直流变换模块201提供的光伏电池的信息，例如光伏电池的开路电压，或者多个光伏电池的开路电压的最大值。
控制装置801可以与直流/交流逆变模块202耦合，控制装置801可以与直流/交流逆变模块202交互。例如，控制装置801可以与直流/交流逆变模块202所包括的控制器通信。控制装置801可以接收直流/交流逆变模块202提供负载的信息，例如，负载为电网的情形下，直流/交流逆变模块202可以向控制装置801提供电网线电压的峰值。
可选地，控制装置801可以预先获取所述电网的线电压的峰值。例如，控制装置801可以通过通信方式实时获取所述电网的线电压的峰值。
本申请实施例中，直流/直流变换模块201还可以对光伏电池的性能进行检测。例如，直流/直流变换模块201还可以响应于上位机发送的对一个或多个光伏电池进行IV曲线扫描的指令，对所述指令相应的光伏电池进行IV曲线扫描。在直流/直流变换模块201对一个或多个光伏电池进行IV曲线扫描的过程中，储能系统800可以稳定直流/直流变换模块201输出侧的功率，以避免直流/交流逆变模块202交流侧的输出功率发生较大波动。
一种可能的设计中，直流/交流逆变模块202可以工作在恒功率模式，可以保持交流侧的输出功率稳定。可选的，直流/直流变换模块201可以与直流/交流逆变模块202交互。例如直流/直流变换模块201所包括的控制器可以与直流/交流逆变模块202所包括的控制器交互。直流/直流变换模块201在接收到对光伏电池的性能进行检测的指令后，可通知直流/交流逆变模块202。直流/交流逆变模块202可以在接收到该指令后切换为工作在恒功率模式。
如图8所示，本申请提供的光伏发电系统可以包括多个光伏电池、直流/直流变换模块201和逆变系统1000。逆变系统1000可以包括直流/交流逆变模块202、直流母线电容，前述实施例提供的功率控制装置501和储能组件502。多个光伏电池与直流/直流变换模块201的输入侧耦合，直流/直流变换模块201的输出侧与直流母线电容耦合，直流/交流逆变模块202的输入侧与直流母线电容耦合，直流/交流逆变模块202的输出侧可以与负载耦合。储能组件502可以与直流母线电容耦合，用于通过直流母线电容放电，或者充电。功率控制装置501可以与直流母线电容耦合，检测直流母线电容的电压。功率控制装置501可以储能组件502耦合，功率控制装置501可以控制储能组件502通过直流母线电容提供功率，功率控制装置501也可以控制储能组件502从直流母线电容处吸收功率。可选地，逆变系统1000可以包括所述储能组件502。
本申请实施例还提供一种光伏发电系统，如图9所示，可以包括多个光伏电池、直流/直流变换模块201、直流母线、控制设备1101、储能系统1102、直流/交流逆变系统1103。每个光伏电池与直流/直流变换模块201的输入侧耦合，直流/直流变换模块201的输出侧与直流母线耦合。储能系统1102与直流母线耦合。直流/交流逆变系统1103与直流母线耦合。
直流/直流变换模块201可以实施或执行任意一种MPPT跟踪技术，对连接的光伏电池的输出电压进行调整。直流/直流变换模块201也可以采集光伏电池的输出电压和输出电流，并发送给控制设备1101，以实现对光伏电池进行IV曲线扫描。可选地，直流/直流变换模 块201可以实施为MPPT汇流箱。
控制设备1101可以为具有上述实施例中功率控制装置501的功能。控制设备1101可以执行本申请实施例提供的光伏发电系统功率控制方法中的一个或多个步骤。控制设备1101可以包括前述实施例中功率控制装置501。控制设备1101可以与直流/直流变换模块201进行交互。控制设备1101也可以与储能系统1102进行交互。控制设备1101也可以直流/交流逆变系统1103进行交互。
一种可能的设计中，控制设备1101也中可以包括一个或多个处理器。所述处理器可以是通用处理器或者专用处理器等。例如可以是基带处理器、或中央处理器。基带处理器可以用于对通信协议以及通信数据进行处理，中央处理器可以用于对通信装置(如，基站、终端、或芯片等)进行控制，执行软件程序，处理软件程序的数据。
控制设备1101也可以包括一个或多个存储器。可选的，所述存储器中还可以存储有数据。可选的，处理器中也可以存储指令和/或数据。例如，控制光伏发电系统的指令。所述处理器和存储器可以单独设置，也可以集成在一起。
控制设备1101可以包括通信单元，用于与外部设备通信，如直流/直流变换模块201、储能系统1102、直流/交流逆变系统1103等。
储能系统1102可以具有上述实施例中的储能组件502的功能。储能系统1102可以为直流母线提供功率，也可以吸收直流母线上的功率。控制设备1101可以控制储能系统1102实施本申请实施例提供的光伏发电系统功率控制方法中的一个或多个步骤。可选地，储能系统1102可以包括处理器和电池。该处理器可以与外部设备通信，如控制设备1101。处理器可以控制电池对直流母线充电，也可以控制电池吸收直流母线上的功率。
直流/交流逆变系统1103可以将直流电转换为交流电，通过交流输出端子提供给负载，如电网。直流/交流逆变系统1103可以包括至少一个直流/交流逆变电路。直流/交流逆变系统1103可以包括逆变器等组件。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (19)

  1. 一种光伏发电系统，其特征在于，包括多个光伏电池、直流/直流变换模块、直流母线电容、储能组件和功率控制装置；
    所述直流/直流变换模块的输入侧与所述多个光伏电池耦合，输出侧与所述直流母线电容耦合，用于调整各光伏电池的运行状态，并将所述光伏电池提供的电能输出到所述直流母线电容；
    所述储能组件与所述直流母线电容耦合，用于储存电能或提供电能；
    所述功率控制装置分别与所述直流母线电容和所述储能组件耦合，用于检测所述直流母线电容的第一电压，在所述第一电压满足预设补偿条件时，控制所述储能组件向所述直流母线电容充电；
    所述直流母线电容用于耦合负载。
  2. 如权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述功率控制装置控制所述储能组件向所述直流母线电容充电时，具体用于：
    控制所述储能组件为所述直流母线电容提供第二电压，所述第二电压是基于所述第一电压和母线参考电压确定的；
    所述母线参考电压是基于所述多个光伏电池中的部分光伏电池的开路电压和所述负载的线电压峰值确定的。
  3. 如权利要求2所述的光伏发电系统，其特征在于，所述功率控制装置还用于：
    若所述第一电压不满足所述预设补偿条件，控制所述储能组件从所述直流母线电容处获取第一电能并存储，所述第一电能是基于所述第一电压和所述母线参考电压确定的。
  4. 如权利要求2或3所述的光伏发电系统，其特征在于，若所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值大于或等于所述负载的线电压峰值时，则所述母线参考电压为所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值；或者
    若所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值小于所述负载的线电压峰值时，则所述母线参考电压为所述负载的线电压峰值。
  5. 如权利要求1-4中任一所述的光伏发电系统，其特征在于，所述系统还包括：直流/交流逆变模块；所述直流/交流逆变模块的输入侧与所述直流母线电容耦合，所述直流/交流逆变模块的输出侧用于与所述负载耦合；
    所述直流/交流逆变模块，用于将所述直流/直流变换模块输出到所述直流母线电容上的电能变换为交流电后提供给所述负载。
  6. 如权利要求5所述的光伏发电系统，其特征在于，所述功率控制装置，具体用于控制所述直流/交流逆变模块为所述负载输出第一功率的交流电；
    所述第一功率是基于第一电流和第三电压确定的；
    所述第一电流和所述第三电压为：所述功率控制装置控制所述直流/直流变换模块对所述多个光伏电池中的部分光伏电池进行IV曲线扫描、或者控制所述直流/直流变换模块对所述部分光伏电池进行多峰扫描之前，所述直流/交流逆变模块输出的电流和电压。
  7. 如权利要求1-6中任一所述的光伏发电系统，其特征在于，所述功率控制装置还与所述直流/直流变换模块耦合，所述功率控制装置在检测所述直流母线电容的第一电压之前，还用于：
    响应于第一指令，控制所述直流/直流变换模块对第一光伏电池进行IV曲线扫描；所述第一光伏电池为所述多个光伏电池中的任意一个或多个；或者
    响应于第二指令，控制所述直流/直流变换模块对所述第一光伏电池进行多峰扫描。
  8. 一种光伏发电系统，其特征在于，包括多个光伏电池、多个直流/直流变换电路、直流母线电容、储能组件、直流/交流逆变模块和功率控制装置；
    每个所述直流/直流变换电路的输入侧与一个光伏电池耦合，输出侧与所述直流母线电容耦合，用于调整连接的光伏电池的运行状态，并将所述连接的光伏电池提供的电能输出到所述直流母线电容；
    所述储能组件与所述直流母线电容耦合，用于储存电能或提供电能；
    所述直流/交流逆变模块的输入侧与所述直流母线电容耦合，所述直流/交流逆变模块的输出侧与负载耦合，用于将所述直流母线电容上的电能变换为交流电后提供给所述负载；
    所述功率控制装置分别与所述多个直流/直流变换电路、所述直流母线电容、所述储能组件和所述直流/交流逆变模块耦合，用于：
    接收到IV曲线扫描指令后，确定所述直流/交流逆变模块向所述负载提供的第一功率，所述指令用于指示对第一光伏电池进行IV曲线扫描，所述第一光伏电池为所述多个光伏电池中的至少一个光伏电池；
    控制所述第一光伏电池中各光伏电池连接的第一直流/直流变换电路调整所述各光伏电池运行在开路状态，并确定所述各光伏电池的开路电压；
    基于所述各光伏电池的开路电压以及所述负载的线电压峰值，确定母线参考电压，所述母线参考电压为用于判断所述储能组件对所述直流母线电容充电或者从所述直流母线电容获取电能的电压阈值。
  9. 如权利要求8所述的光伏发电系统，其特征在于，所述功率控制装置还用于：
    响应于所述IV曲线扫描指令，控制所述第一直流/直流变换电路对所述第一光伏电池进行IV曲线扫描；
    并在所述第一直流/直流变换电路对所述第一光伏电池进行IV曲线扫描过程中，检测所述直流母线电容的第一电压；
    在所述第一电压小于所述母线参考电压时，控制所述储能组件向所述直流母线电容充电；或者，在所述第一电压大于所述母线参考电压时，控制所述储能组件从所述直流母线电容处获取第一电能并存储，所述第一电能是基于所述第一电压和所述母线参考电压确定的；
    以及在所述第一直流/直流变换电路对所述第一光伏电池进行IV曲线扫描过程中，控制所述直流/交流逆变模块工作在恒功率输出状态，所述恒功率输出状态为将所述直流母线电容上的直流电转化为第二功率的交流电并提供给所述负载，所述第二功率与所述第一功率的差值小于预设功率阈值。
  10. 如权利要求9所述的光伏发电系统，其特征在于，所述功率控制装置控制所述储能组件向所述直流母线电容充电时，具体用于：
    控制所述储能组件为所述直流母线电容提供第二电压，所述第二电压是基于所述第一电压和母线参考电压确定的。
  11. 如权利要求8所述的光伏发电系统，其特征在于，所述功率控制装置还用于：
    控制所述多个直流/直流变换电路除所述第一直流/直流变换电路之外的直流/直流变换 电路工作在最大功率点跟踪MPPT状态。
  12. 如权利要求8-11中任一所述的光伏发电系统，其特征在于，所述母线参考电压为所述第一光伏电池中各光伏电池的开路电压以及所述负载的线电压峰值中的最大值。
  13. 如权利要求9-12中任一所述的光伏发电系统，其特征在于，所述第一直流/直流变换电路对所述第一光伏电池进行IV曲线扫描时，具体用于：
    调整所述第一光伏电池中各光伏电池的输出电压，并记录所述各光伏电池在不同输出电压下的输出电流；
    将所述记录的各光伏电池在不同输出电压下的输出电流发送给第一设备，所述第一设备为发送所述IV曲线扫描指令的设备。
  14. 一种功率控制装置，其特征在于，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括多个光伏电池、直流/直流变换模块、直流母线电容和储能组件；所述直流/直流变换模块的输入侧与所述多个光伏电池耦合，输出侧与直流母线电容耦合，所述储能组件与所述直流母线电容耦合，所述直流母线电容用于耦合负载；
    所述功率控制装置包括检测电路和控制电路，其中：
    所述检测电路，用于检测所述直流母线电容的第一电压；
    所述控制电路与所述检测电路耦合，用于在确定所述第一电压满足预设补偿条件时，控制所述储能组件向所述直流母线电容充电。
  15. 如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制电路控制所述储能组件向所述直流母线电容充电时，具体用于：
    控制所述储能组件为所述直流母线电容提供第二电压，所述第二电压是基于所述第一电压和母线参考电压确定的；
    所述母线参考电压是基于所述多个光伏电池中的部分光伏电池的开路电压和所述负载的线电压峰值确定的。
  16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述控制电路还用于：
    若确定所述第一电压不满足所述预设补偿条件，控制所述储能组件从所述直流母线电容处获取第一电能并存储，所述第一电能是基于所述第一电压和所述母线参考电压确定的。
  17. 如权利要求15或16所述的装置，其特征在于，若所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值大于或等于所述负载的线电压峰值时，则确定所述母线参考电压为所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值；或者
    若所述部分光伏电池中各光伏电池分别对应的开路电压中的最大值小于所述负载的线电压峰值时，则确定所述母线参考电压为所述负载的线电压峰值。
  18. 如权利要求14-17中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制电路还用于：
    在所述检测电路检测所述直流母线电容的第一电压之前，响应于第一指令，控制所述直流/直流变换模块对第一光伏电池进行IV曲线扫描，所述第一光伏电池为所述多个光伏电池中的任意一个，或者响应于第二指令，控制所述直流/直流变换模块对所述第一光伏电池进行多峰扫描。
  19. 一种储能系统，其特征在于，包括储能组件和权利要求14至18任一项所述的功率控制装置。
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