WO2022206569A1 - 光储直流耦合系统及其检测方法 - Google Patents

光储直流耦合系统及其检测方法 Download PDF

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汪建强
辛凯
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/20—Systems characterised by their energy storage means

Definitions

  • the optical-storage-DC coupling system further includes a DC-to-DC DC/DC unit and a first capacitor, and the power input terminal of each switch in the m switches It is connected to the power output terminal of the DC/DC unit, the power input terminal of the DC/DC unit is connected to the energy storage battery pack, and the positive pole of the first capacitor is connected to the power output terminal of the DC/DC unit.
  • the positive pole is connected, the negative pole of the first capacitor is connected to the negative pole of the power output terminal of the DC/DC unit, and the driving signal input terminal of the DC/DC unit is connected to the second signal output terminal of the control unit.
  • the port in the DC/DC unit for receiving the power output from the energy storage battery pack is called the power input terminal
  • the port for outputting power to the photovoltaic battery pack is called the power output terminal
  • the port used for inputting the driving signal is called the power input terminal.
  • the port is called the drive signal input.
  • the control unit is further configured to: the brightness of the image captured by the imaging device for the photovoltaic cell group to be detected is less than or equal to a preset brightness value
  • the target current value set for the photovoltaic cell group to be detected is updated to a new target current value
  • the actual current value of the photovoltaic cell group to be detected is re-detected; according to the re-detected actual current value and the sum of The updated target current value of the photovoltaic cell group to be detected re-determines the target square wave duty cycle of the drive signal of the DC/DC unit; sends a third drive signal to the DC/DC unit, the third drive signal
  • the square wave duty cycle is the re-determined target square wave duty cycle.
  • the system further includes m DC/DC units corresponding to the m photovoltaic cell groups one-to-one, and the m photovoltaic cell groups Each photovoltaic cell group is connected to the bus capacitor through a corresponding DC/DC unit.
  • FIG. 4 is a flowchart of an exemplary method for performing EL detection on a photovoltaic cell group in a photoelectric storage DC coupling system according to an embodiment of the present application.
  • EL detection is an image detection method.
  • the principle of using EL detection is as follows: when biasing the photovoltaic cell group and injecting reverse current, the photovoltaic cell group can be regarded as a light-emitting diode with low luminous efficiency, which will emit light to form a certain brightness image, that is, an EL image. ; By analyzing the EL images, problems such as cracks, broken grids, and sintering in the photovoltaic cell group can be found.
  • the unidirectional DC/DC main circuit may also be referred to as a unidirectional DC/DC circuit or a DC/DC unit.
  • the bidirectional DC/DC unit is connected in parallel with the bus capacitor, the magnitude of the reverse-sink current value can also be controlled by the voltage of the bus capacitor, so that the double-loop control from the bus voltage to the feedback current can be realized, and finally the reverse-current can be better realized. Continuous control of the sink current, and can better expand the control range of the reverse sink current.
  • control unit outputs a control signal for turning off the switch to the switch corresponding to the photovoltaic cell group to be detected. That is to say, the control unit turns off the corresponding switch according to the end detection instruction, and ends the detection of the photovoltaic battery group to be detected, so as to save the energy consumption of the energy storage battery group.
  • At least one means one or more, and “plurality” means two or more.
  • At least one item(s) below” or similar expressions thereof refer to any combination of these items, including any combination of single item(s) or plural items(s).
  • at least one item (a) of a, b, or c can represent: a, b, c, a-b, a-c, b-c, or a-b-c, where a, b, c may be single or multiple .
  • the disclosed system, apparatus and method may be implemented in other manners.
  • the apparatus embodiments described above are only illustrative.
  • the division of the units is only a logical function division. In actual implementation, there may be other division methods.
  • multiple units or components may be combined or Can be integrated into another system, or some features can be ignored, or not implemented.
  • the shown or discussed mutual coupling or direct coupling or communication connection may be through some interfaces, indirect coupling or communication connection of devices or units, and may be in electrical, mechanical or other forms.
  • the units described as separate components may or may not be physically separated, and components displayed as units may or may not be physical units, that is, may be located in one place, or may be distributed to multiple network units. Some or all of the units may be selected according to actual needs to achieve the purpose of the solution in this embodiment.
  • the functions, if implemented in the form of software functional units and sold or used as independent products, may be stored in a computer-readable storage medium.
  • the technical solution of the present application can be embodied in the form of a software product in essence, or the part that contributes to the prior art or the part of the technical solution.
  • the computer software product is stored in a storage medium, including Several instructions are used to cause a computer device (which may be a personal computer, a server, or a network device, etc.) to execute all or part of the steps of the methods described in the various embodiments of the present application.
  • the aforementioned storage medium includes: a U disk, a removable hard disk, a read-only memory, a random access memory, a magnetic disk or an optical disk and other media that can store program codes.

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Abstract

本申请提供光储直流耦合系统，该系统包括m个光伏电池组、储能电池组、m个开关、控制单元、m个单向DC/DC单元和一个双向DC/DC单元，所述m个开关、所述m个光伏电池组和所述m个单向DC/DC单元分别一一对应，控制单元用于控制m个开关中每个开关导通或关断和用于控制双向DC/DC单元的驱动信号的方波占空比，双向DC/DC单元还用于向开关输出从储能电池组接收的能量，导通的开关用于向对应的光伏电池组输出从双向DC/DC单元接收的能量。本申请的技术方案可以降低电路成本、减少损耗及对电网的影响。

Description

光储直流耦合系统及其检测方法
本申请要求于2021年3月29日提交中国专利局、申请号为202110334028.9、申请名称为“光储直流耦合系统及其检测方法”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
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及光储直流耦合系统及其检测方法。
背景技术
光伏发电系统包括光伏组件，光伏组件通常包括多个光伏电池组。因为光伏发电系统是依靠光伏电池组将太阳能转化为电能来发电的，所以需要对光伏电池组进行检测，以保障光伏发电系统中的光伏电池组处于健康状态。
目前，对光伏发电系统运行过程的光伏电池组的检测方法如下：在夜间对光伏电池组进行检测时，唤醒光伏发电系统中的直流转交流DC/AC逆变器；在DC/AC逆变器并网运行之后，通过直流转直流DC/DC反灌电路向光伏发电系统反灌电流；同时通过摄像装置拍摄光伏电池组，并基于拍摄的图像判断光伏电池组的状态是否健康。
该检测方法中，因为需要唤醒DC/AC逆变器，因此损耗较大，成本较高。
发明内容
本申请提供的光储直流耦合系统中，通过开关单元实现了待检测光伏电池组和储能电池组的连接，以便于储能电池组向待检测光伏电池组供电，进而可以对待检测光伏电池组进行检测。本申请的光储直流耦合系统与现有系统相比，不需要唤醒DC/AC逆变器，因此可以降低电路成本、减少损耗及对电网的影响。
第一方面，本申请提供一种光储直流耦合系统，所述光储直流耦合系统中包括光伏组件、储能电池组、开关单元和控制单元，所述开关单元包括m个开关，所述光伏组件包括m个光伏电池组，所述m个开关与所述m个光伏电池组一一对应，m为正整数。
所述m个光伏电池组中每个光伏电池组与对应的开关的电源输出端相连，所述m个开关中每个开关的电源输入端与所述储能电池组相连，所述每个开关的驱动信号输入端与所述控制单元的第一信号输出端相连。
所述控制单元用于向所述m个光伏电池组中的待检测光伏电池组对应的开关单元发送第一驱动信号，所述第一驱动信号用于导通所述待检测光伏电池组对应的开关。
本申请中，每个开关用于输入电源的端口称为电源输入端，用于输出电源的端口称为电源输出端，用于输入驱动信号的端口称为驱动信号输入端；控制单元中用于向开关输出驱动信号的端口称为第一信号输出端。
本申请中，具体地，每个光伏电池组的正极与其对应的开关的电源输出端的正极相连，每个光伏电池组的负极与其对应的开关的电源输出端的负极相连，每个开关的电源输入端的正极与储能电池组的正极相连，每个开关的电源输入端的负极与储能电池组的负极相连。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述光储直流耦合系统中还包括直流转直流DC/DC单元和第一电容，所述m个开关中每个开关的电源输入端与所述DC/DC单元的电源输出端相连，所述DC/DC单元的电源输入端与所述储能电池组相连，所述第一电容的正极与所述DC/DC单元的电源输出端的正极相连，所述第一电容的负极与所述DC/DC单元的电源输出端的负极相连，所述DC/DC单元的驱动信号输入端与所述控制单元的第二信号输出端相连。
所述控制单元还用于：根据所述待检测光伏电池组的实际电流值和为所述待检测光伏电池组设置的目标电流值确定所述DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；向所述DC/DC单元发送第二驱动信号，所述第二驱动信号的方波占空比为所述目标方波占空比。
该实现方式中，DC/DC单元中用于接收储能电池组输出的电源的端口称为电源输入端，用于向光伏电池组输出电源的端口称为电源输出端，用于输入驱动信号的端口称为驱动信号输入端。
该实现方式中，具体地，每个开关的电源输入端的正极与DC/DC单元的电源输出端的正极相连，每个开关的电源输入端的负极与DC/DC单元的电源输出端的负极相连，储能电池组的负极与DC/DC单元的电源输入端的负极相连，储能电池组的正极与DC/DC单元的电源输入端的正极相连。
结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述控制单元还用于：在摄像设备为所述待检测光伏电池组拍摄的图像的亮度小于或等于预设亮度值的情况下，将为所述待检测光伏电池组设置的目标电流值更新为新目标电流值；重新检测所述待检测光伏电池组的实际电流值；根据所述重新检测的实际电流值和为所述待检测光伏电池组更新的目标电流值重新确定所述DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；向所述DC/DC单元发送第三驱动信号，所述第三驱动信号的方波占空比为所述重新确定的目标方波占空比。
结合第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，可选地，该DC/DC单元可以是双向DC/DC单元。这样可以使得光伏电池组输出的电能可以通过该双向DC/DC单元存储至储能电池组中。
结合第一种、第二种或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一电容为所述光储直流耦合系统中的母线电容。
结合第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述系统还包括与所述m个光伏电池组一一对应的m个DC/DC单元，所述m个光伏电池组中每个光伏电池组通过对应的DC/DC单元与所述母线电容相连。
其中，DC/DC单元中用于输入电源的端口称为电源输入端，用于输出电源的端口称为电源输出端。
具体地，每个光伏电池组的正极与对应的DC/DC单元的电源输入端的正极相连， 每个光伏电池组的负极与对应的DC/DC单元的电源输入端的负极相连，每个DC/DC单元的电源输出端的正极与母线电容的正极相连，每个DC/DC单元的电源输出端的负极与母线电容的负相连。
结合第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述m个DC/DC单元中每个DC/DC单元为单向DC/DC。
结合第五种或第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述系统还包括直流转交流DC/AC单元，所述DC/AC单元的电源输入端的正极与所述母线电容的正极相连，所述DC/AC单元的电源输入端的负极与所述母线电容的负极相连，所述DC/AC单单元的电源输出端用于连接电网。
第二方面，本申请提供一种用于检测光伏电池组的控制装置，所述装置包括用于实现第二方面或其中任意一种可能的实现方式中的方法的功能模块，所述功能模块可以通过软件和/或硬件模式实现。
第三方面，本申请提供一种用于检测光伏电池组的控制装置，所述装置包括与存储器耦合的处理器，所述处理器用于执行所述存储器中的程序代码，以实现第一方面或其中任意一种可能的实现方式中的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被处理器执行时，实现如第一方面或其中任意一种可能的实现方式中的方法。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得所述计算机实现如第一方面或其中任意一种可能的实现方式中的方法。
第六方面，本申请提供一种光储直流耦合系统，所述光储直流耦合系统中包括光伏组件、储能电池组、开关单元、控制单元、m个单向直流转直流DC/DC单元和一个双向DC/DC单元，所述开关单元包括m个开关，所述光伏组件包括m个光伏电池组，所述m个开关、所述m个光伏电池组和所述m个单向DC/DC单元分别一一对应，m为正整数；所述m个单向DC/DC单元中每个单向DC/DC单元用于向所述双向DC/DC单元输出从对应的光伏电池组接收的能量；所述双向DC/DC单元用于向所述储能电池组输出从所述每个单向DC/DC单元接收的能量；所述控制单元用于控制所述m个开关中每个开关导通或关断，以及用于控制所述双向DC/DC单元的驱动信号的方波占空比；所述双向DC/DC单元还用于向所述开关单元输出从所述储能电池组接收的能量；所述开关单元用于通过导通的开关向对应的光伏电池组输出从所述双向DC/DC单元接收的能量。
结合第六方面，在第一种可能的实现方式中，所述光储直流耦合系统中还包括母线电容；其中，所述每个单向DC/DC单元具体用于向所述母线电容输出从对应的光伏电池组接收的能量；所述母线电容用于向所述双向DC/DC单元输出从所述每个单向DC/DC单元接收的能量；所述母线电容还用于向电网输出从所述每个单向DC/DC单元和/或从所述双向DC/DC单元接收的能量；所述双向DC/DC单元具体用于:向所述储能电池组输出从所述母线电容接收的能量,以及向所述母线电容输出从所述储能电池组接收的能量；所述母线电容还用于向所述开关单元输出从所述双向DC/DC单元接 收的能量。
结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述系统还包括直流转交流DC/AC单元；其中，所述母线电容具体用于：向所述DC/AC单元输出从所述每个单向DC/DC单元和/或从所述双向DC/DC单元接收的能量；所述DC/AC单元用于向所述电网输出从所述母线电容接收的能量。
结合第六方面或第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述控制单元具体用于：根据所述导通的开关对应的光伏电池组的实际电流值和为所述导通的开关对应的光伏电池组设置的目标电流值确定所述双向DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；向所述双向DC/DC单元发送驱动信号，所述驱动信号的方波占空比为所述目标方波占空比。
结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述控制单元还用于：在摄像设备为所述导通的开关对应的光伏电池组拍摄的图像的亮度小于或等于预设亮度值的情况下，将为所述导通的开关对应的光伏电池组设置的目标电流值更新为新目标电流值；重新检测所述导通的开关对应的光伏电池组的实际电流值；根据所述重新检测的实际电流值和为所述导通的开关对应的光伏电池组更新的目标电流值重新确定所述双向DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；向所述双向DC/DC单元发送新三驱动信号，所述第三驱动信号的方波占空比为所述重新确定的目标方波占空比。
附图说明
图1为现有技术中光伏直流耦合系统的架构图；
图2为使用现有EL检测方法的光伏直流耦合系统的示意图；
图3为本申请一个实施例的光储直流耦合系统示意图；
图4为本申请一个实施例的对光储直流耦合系统中的光伏电池组进行EL检测的示例性方法流程图。
具体实施方式
为了更好地介绍本申请的实施例，下面先对本申请实施例中的相关概念进行介绍。
1、电致生光效应(electro luminescence，EL)检测
EL检测是一种图像检测方法。使用EL检测的原理如下：给光伏电池组加偏压、注入反灌电流时，该光伏电池组可等效视为一个发光效率较低的发光二极管，会发光形成一定亮度的图像，即EL图像；通过分析EL图像可以发现光伏电池组存在的隐裂、断栅、烧结等问题。
或者可以说，对光伏电池组进行EL检测，可以执行以下步骤：(1)向光伏电池组输出电流或反灌电流，使得光伏电池组发出特定波长的图像；(2)通过摄像设备，获取特定波长下的光伏电池组图像；(3)通过图像识别处理技术，判断光伏电池组的故障。
2、组串式逆变器
一种逆变器，其特征为直流侧可以接入多路彼此非并联的光伏组串，采用直流到 直流和直流到交流两级功率变换。
3、集中式逆变器
一种逆变器，其特征为直流侧接入单路或多路彼此并联的光伏组串，采用直流到交流单级功率变换。
4、上位机
光伏逆变器的上级通讯节点，可采用数据采集器、网管或电站控制器等多种形式。其功能为：与控制单元交互数据并向控制单元下达指令。
5、控制单元
光伏逆变器的主控芯片，可采用数字信号处理技术(digital signal processing，DSP)、微控制单元(microcontroller unit，MCU)等嵌入式芯片。其功能为：在白天正常工作时，控制逆变器的直流/直流DC/DC单元、单向DC/DC主电路和直流/交流DC/AC主逆变电路中的电力电子开关，实现光伏电池组、储能电池组和交流电网间的能量转换；在夜晚执行EL检测时，采样端口电压、交流电流、母线电压、反灌电流，与上位机交互数据并接受上位机指令，控制DC/AC主逆变电路实现对母线电压和无功功率的调节、控制DC/DC单元实现对反灌电流的调节、控制开关切换电路实现对指定光伏电池组的反灌。
6、直流转交流DC/AC主逆变电路
光伏逆变器的逆变电路部分，可采用两电平、T型三电平、I型三电平、五电平、级联H桥多电平、模块化多电平等公知的多种电路拓扑结构。其功能为：在白天正常工作时将直流电转换为交流电，实现母线电容和交流电网间的能量转换；在白天获得EL预约指令后，在夜晚直流侧输入能量较低后，维持并网状态，或在夜晚获得EL唤醒指令后，快速将母线电容上的直流电逆变为交流电，快速完成并网；在夜晚执行EL检测时，控制直流侧母线电压，扩展母线电压的连续可调范围，同时控制并网侧无功功率，向电网提供无功补偿。
本申请的实施例中，DC/AC主逆变电路也可以称为DC/AC单元。
7、直流转直流DC/DC单元
实现直流到直流的功率变换，可采用具有升压功能的BOOST电路结构，或具有降压功能的BUC电路结构，或兼具升压、降压功能的BUCK-BOOST电路结构。
本申请的实施例中，也可以将DC/DC单元称为DC/DC电路或者DC/DC主电路。
8、单向DC/DC主电路
实现直流-直流的单向功率变换，可采用具有升压功能的BOOST电路结构，或具有降压功能的BUC电路结构，或兼具升压、降压功能的BUCK-BOOST电路结构。其功能为：在白天正常工作时，实现光伏电池组到母线电容的能量输送。
本申请的实施例中，也可以将单向DC/DC主电路称为单向DC/DC电路或者DC/DC单元。
9、开关单元
可采用多个机械开关或电力电子开关构成开关组。其功能为：通过控制开关的组合开关状态，实现储能电池组与DC/DC单元相连，从而能够实现基于储能电池组取电的夜间唤醒；实现任意一组或多组光伏电池组与DC/DC单元相连，从而能够按照指 令对指定的光伏电池组进行反灌产生EL效应。
本申请的实施例中，也可以将开关单元称为开关电路。
10、双向DC/DC主电路
实现直流到直流的双向功率变换，可采用具有升压功能的BOOST电路结构，或具有降压功能的BUC电路结构，或兼具升压、降压功能的BUCK-BOOST电路结构。其功能为：在白天正常工作时，实现光伏电池组/储能电池到母线电容的能量输送，以及母线电容到储能电池的能量输送即充电；在夜晚执行EL检测时，通过调节占空比D，控制双向DC/DC电路的电池侧电压为DUbus，从而扩展反灌电流的连续可调范围。
本申请的实施例中，双向DC/DC主电路可以称为双向DC/DC单元。
下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。
图1为现有技术中光伏直流耦合系统的架构图。如图1所示，光伏直流耦合系统包括光伏组件、单向DC/DC主电路、母线电容和DC/AC主逆变电路，其中光伏组件包括m个光伏电池组，m为正整数。每个光伏电池组都和与之对应的单向DC/DC主电路相连，m路DC/DC电路的输出端并联接入直流母线电容，在白天正常工作时，实现光伏电池组到母线电容的能量输送；母线电容和DC/AC主逆变电路并联然后连接单向/三相电网。
该系统在白天正常工作时，通过光伏电池组吸收太阳光，把光能转化为电能，然后通过单向DC/DC主电路把能量输送到母线电容，再经过DC/AC主逆变电路，把能量给到单相/三相电网，实现发电。
由于光伏电池组能够将太阳光照的能量转化为电能，所以光伏电池组的健康状态直接决定了光伏发电系统能够发出多少电能。光伏电池组一旦出现故障，将会显著影响其输出的电能，给光伏电站的发电量和收益造成损失。因此需要对光伏电池组进行检测，以保障光伏发电系统中的光伏电池组处于健康状态。
目前，一种常用的光伏电池组检测方法为EL检测方法。图2为使用现有EL检测方法的光伏直流耦合系统的示意图。
如图2所示，在夜间对光伏电池组进行检测时，上位机向控制单元发送检测指令，并告知控制单元这m组光伏电池组中的哪一组光伏电池组为待检测光伏电池组；控制单元向DC/AC主逆变电路发送控制信号以唤醒该DC/AC主逆变电路，向AC/DC辅助充电电路发送控制信号以便于给主逆变电路供电，以及向开关单元发送控制信号以使得开关单元将待检测光伏电池组与DC/DC反灌电路连通；在DC/AC逆变器并网运行之后，控制单元向DC/DC反灌电路发送控制信息，以控制DC/DC反光电路调整反灌电流的值；通过摄像机拍摄输入反灌电流的待检测光伏电池组的图像，并根据该图像进行光伏电池组检测。
DC/AC主逆变电路在夜间通常是不工作的，现有EL检测方法中，在夜间对光伏电池组进行EL检测时，需要唤醒DC/AC主逆变电路并网运行，以从并网获取能量给光伏电池组反灌电流。因为DC/AC逆变器的工作功耗比较大，因此现有的EL检测方法损耗较高，进而成本也高。
针对现有技术中对光伏电池组的检测方法损耗大，成本高的技术问题，本申请实施例提供了新的检测光伏电池组的技术方案。本申请提出的技术方案中，通过与待检 测光伏电池组相连的开关，使用储能电池组给待检测光伏电池组供电，不需要在夜间唤醒DC/AC逆变器并网工作，可以减少损耗。
进一步地，本申请的技术方案中，通过DC/DC单元和电容来调节储能电池组向待检测电池组输出的电信号的大小，从而可以实现储能电池组向待检测电池组输出的电流信号的连续可调。
图3为本申请一个实施例的光储直流耦合系统示意图。如图3所示，该光储直流耦合系统可以包括储能电池组、双向DC/DC单元、m个光伏电池组、m个单向DC/DC单元、母线电容、DC/AC单元、开关单元、上位机和控制单元，m为正整数。该双向DC/DC单元也可以称为储能DC/DC单元。
m个光伏电池组包括光伏电池组1至光伏电池组m，且这m个光伏电池组可以合成为光伏组件；开关单元包括m个开关，分别为开关1至开关m；m个单向DC/DC单元包括单向DC/DC单元1至单向DC/DC单元m。
这m个光伏电池组与这m个单向DC/DC单元以及这m个开关分别一一对应，其中，光伏电池组i的正极、开关i的电源输出端的正极和单向DC/DC单元i的电源输入端的正极相连，光伏电池组i的负极、开关i的电源输出端的负极和单向DC/DC单元i的电源输入端的负极相连，i从1开始取值，直至i等于m，且i为整数。
每个开关的电源输入端的正极、每个单向DC/DC单元的电源输出端的正极、母线电容的正极、双向DC/DC单元的一端的正极和DC/AC单元的电源输入端的正极相连，每个开关的电源输入端的负极、每个单向DC/DC单元的电源输出端的负极、母线电容的负极、双向DC/DC单元的上述一端的负极和DC/AC单元的电源输入端的负极相连。
双向DC/DC单元的另一端的负极与储能电池组的负极相连，双向DC/DC单元的所述另一端的正极极与储能电池组的正极相连，DC/AC单元的电源输出端与单向/三相电网相连。
这m个开关中每个开关的驱动信号输入端与控制单元相连，并且，双向DC/DC单元的驱动信号输入端与控制单元相连，控制单元与上位机相连。
控制单元中可以存储有开关和光伏电池组之间的对应关系，可以向每个开关发送驱动信号，控制该开关的导通或关断；控制单元可以向双向DC/DC单元发送驱动信号，以控制该双向DC/DC单元的增益(例如升压增益或降压增益)，上位机可以向控制单元发送指令，控制单元可以向上位机发送自己监测到的各种数据。
上面介绍了本申请一个实施例的光储直流耦合系统，下面介绍该光储直流耦合系统的工作原理。
在白天，该光储直流耦合系统中的光伏电池组可以吸收太阳光，把光能转化为电能，然后通过对应的单向DC/DC供给到母线电容上，再经过DC/AC单元，把能量供给到单相/三相电网，或者，母线电容输出的能量可以通过双向DC/DC单元存储到储能电池组中。通常母线电容输出的电压较高，该双向DC/DC单元可以对母线电容输出的电压进行降压，然后输出到储能电池组。
需要对该光储直流耦合系统中的光伏电池组进行EL检测时，例如在晚上需要对其中的光伏电池组进行EL检测时，本申请一个实施例的EL检测方法的示意性流程图如图4所示。该EL检测方法可以包括S401、S402、S403、S404、S405、S406、S407 和S408。
S401，上位机向控制单元发送EL检测指令。
该EL检测指令用于指示控制单元对光伏组件中的一个或多个光伏电池组进行检测。在一些实现方式中，上位机在向控制单元发送EL检测指令之余，还发送待检测光伏电池组的序号。
S402，控制单元向开关单元中与所述待检测电池组对应的开关发送驱动信号，该驱动信号用于导通该开关。
具体地，控制单元接收到EL指令之后，可以根据光伏电池组的序号与开关之间的对应关系，确定哪个开关是需要导通的开关，并向该开关发送导通该开关的驱动信号，该驱动信号也可以称为控制信号。
其中，待检测光伏电池组对应的开关导通，等同于待检测光伏电池组与母线电容导通，或者可以说等同于待检测光伏电池组与双向DC/DC单元导通，最终等同于待检测光伏电池组与储能电池组导通，从而使得储能电池组的电能能够输出到待检测光伏电池组，进而使得待检测光伏电池组发光。
S403，控制单元向双向DC/DC单元发送驱动信号，该驱动信号用于控制该双向DC/DC单元输出的反灌电流值的大小。
例如，控制单元中可以存储有反灌电流的目标值；然后控制单元可以基于该反灌电流目标值确定驱动信号的方波占空比，以控制该双向DC/DC单元的升压增益，从而可以控制储能电池组向待检测光伏电池组输出的该目标值的反灌电流。
此外，由于该双向DC/DC单元与母线电容并联，因此还可以通过母线电容的电压来控制反灌电流值的大小，从而可以实现母线电压至反馈电流的双环控制，最终可以更好地实现反灌电流的连续控制，并可以更好地扩展反灌电流的控制范围。
S404，摄像机对待检测光伏电池组进行拍摄，并基于拍摄得到的图像对待检测光伏电池组进行EL检测。
S405，上位机向控制单元发送反灌电流指令，该指令用于指示反灌电流的新目标值。
例如，在基于拍摄的图像进行EL检测的过程中发现该图像不够清晰，例如该图像的亮度不够，更具体地，该图像的亮度小于预设亮度阈值的情况下，由于需要更大反灌电流才能使得待检测光伏电池组的图像更清晰，因此，上位机可以向控制单元发送用于指示新目标值的反灌电流指令。通常，该新的目标值大于正在使用的目标值。
S406，控制单元根据反灌电流指令向双向DC/DC单元重新发送驱动信号，然后重新执行S404。
控制单元向双向DC/DC单元重新发送驱动信号之后，储能电池组向待检测光伏电池组输出反灌电流的原理可以参考S405，此处不再赘述。
可以理解的是，针对每个待检测光伏电池组，可以重复执行步骤S404至S406，直至拍摄得到清晰的满足数量要求的图像。
S407，上位机向控制单元发送结束检测指令。
S408，控制单元向待检测光伏电池组对应的开关输出用于关断该开关的控制信号。也就是说，控制单元根据结束检测指令断开对应开关，结束该待检测光伏电池组的检 测，以节省储能电池组的能耗。
可以理解的是，控制单元向待检测光伏电池组对应的开关输出用于关断该开关的控制信号的同时，可以停止向双向DC/DC单元发送驱动信号，以避免浪费控制单元的资源。
本实施例中，针对一个待检测光伏电池组，拍摄得到清晰的满足数量要求的图像之后，可以针对下一个待检测光伏电池组重新执行S401至S408。
由上述介绍可知，本申请提出的技术方案，与现有方案相比，省去了AC/DC辅助充电电路和DC/DC反灌电路，利用光储系统中的储能DC/DC电路实现能量反灌和母线电压调节，可以降低成本。
并且，与现有方案相比，本申请的技术方案采用储能DC/DC电路代替反灌DC/DC主电路，可扩展EL反灌电流调节范围，避免对组件产生损害，提升检测精度和可靠性。
此外，因为检测过程中，DC/AC逆变器不需要并网，可以减少损耗及对电网的影响。
可以理解的是，图3所示的系统仅是一种示例，本申请其他实施例的系统中可以包括更多或更少的元器件。例如，本申请一个实施例中的系统可以不包含双向DC/DC单元，或者其中的双向DC/DC单元不与母线电容并联，或者与双向DC/DC单元并联的第一电容不是母线电容，或者，该双向DC/DC单元可以替换为单向DC/DC单元等。
或者，本申请其他实施例中的系统中的元器件的连接方式与图3所示的系统中的连接方式不同。例如，m个单向DC/DC单元可以依次串联，然后第一个单向DC/DC单元的电源输入端的正极与对应的光伏电池组的正极相连，第一个单向DC/DC单元的电源输入端的负极与对应的光伏电池组的负极相连，最后一个单向DC/DC单元的电源输出端的正极与母线电容的正极相连，最后一个单向DC/DC单元的电源输出端的负极与母线电容的负极相连。
可以理解的是，图4所述的方法仅是一种示例，本申请其他实施例中的方法可以包括更多或更少的步骤。例如，本申请另一个实施例的方法中，可以不包含S404至S406。
可以理解的是，上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例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或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、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合的服务器、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。半导体介质可以是固态硬盘。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的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-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
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，上述描述的系统、装置和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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
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存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

  1. 一种光储直流耦合系统，其特征在于，所述光储直流耦合系统中包括光伏组件、储能电池组、开关单元、控制单元、m个单向直流转直流DC/DC单元和一个双向DC/DC单元，所述开关单元包括m个开关，所述光伏组件包括m个光伏电池组，所述m个开关、所述m个光伏电池组和所述m个单向DC/DC单元分别一一对应，m为正整数；
    所述m个单向DC/DC单元中每个单向DC/DC单元用于向所述双向DC/DC单元输出从对应的光伏电池组接收的能量；
    所述双向DC/DC单元用于向所述储能电池组输出从所述每个单向DC/DC单元接收的能量；
    所述控制单元用于控制所述m个开关中每个开关导通或关断，以及用于控制所述双向DC/DC单元的驱动信号的方波占空比；
    所述双向DC/DC单元还用于向所述开关单元输出从所述储能电池组接收的能量；
    所述开关单元用于通过导通的开关向对应的光伏电池组输出从所述双向DC/DC单元接收的能量。
  2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光储直流耦合系统中还包括母线电容；
    其中，所述每个单向DC/DC单元具体用于向所述母线电容输出从对应的光伏电池组接收的能量；
    所述母线电容用于向所述双向DC/DC单元输出从所述每个单向DC/DC单元接收的能量；
    所述母线电容还用于向电网输出从所述每个单向DC/DC单元和/或从所述双向DC/DC单元接收的能量；
    所述双向DC/DC单元具体用于:向所述储能电池组输出从所述母线电容接收的能量,以及向所述母线电容输出从所述储能电池组接收的能量；
    所述母线电容还用于向所述开关单元输出从所述双向DC/DC单元接收的能量。
  3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括直流转交流DC/AC单元；
    其中，所述母线电容具体用于：向所述DC/AC单元输出从所述每个单向DC/DC单元和/或从所述双向DC/DC单元接收的能量；
    所述DC/AC单元用于向所述电网输出从所述母线电容接收的能量。
  4. 根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制单元具体用于：
    根据所述导通的开关对应的光伏电池组的实际电流值和为所述导通的开关对应的光伏电池组设置的目标电流值确定所述双向DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；
    向所述双向DC/DC单元发送驱动信号，所述驱动信号的方波占空比为所述目标方波占空比。
  5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制单元还用于：
    在摄像设备为所述导通的开关对应的光伏电池组拍摄的图像的亮度小于或等于预 设亮度值的情况下，将为所述导通的开关对应的光伏电池组设置的目标电流值更新为新目标电流值；
    重新检测所述导通的开关对应的光伏电池组的实际电流值；
    根据所述重新检测的实际电流值和为所述导通的开关对应的光伏电池组更新的目标电流值重新确定所述双向DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；
    向所述双向DC/DC单元发送第三驱动信号，所述第三驱动信号的方波占空比为所述重新确定的目标方波占空比。
  6. 一种光储直流耦合系统，其特征在于，所述光储直流耦合系统中包括光伏组件、储能电池组、开关单元和控制单元，所述开关单元包括m个开关，所述光伏组件包括m个光伏电池组，所述m个开关与所述m个光伏电池组一一对应，m为正整数；
    所述m个光伏电池组中每个光伏电池组与对应的开关的电源输出端相连，所述m个开关中每个开关的电源输入端与所述储能电池组相连，所述每个开关的驱动信号输入端与所述控制单元的第一信号输出端相连；
    所述控制单元用于向所述m个光伏电池组中的待检测光伏电池组对应的开关发送第一驱动信号，所述第一驱动信号用于导通所述待检测光伏电池组对应的开关。
  7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述光储直流耦合系统中还包括直流转直流DC/DC单元和第一电容，所述m个开关中每个开关的电源输入端与所述DC/DC单元的电源输出端相连，所述DC/DC单元的电源输入端与所述储能电池组相连，所述第一电容的正极与所述DC/DC单元的电源输出端的正极相连，所述第一电容的负极与所述DC/DC单元的电源输出端的负极相连，所述DC/DC单元的驱动信号输入端与所述控制单元的第二信号输出端相连；
    所述控制单元还用于：
    根据所述待检测光伏电池组的实际电流值和为所述待检测光伏电池组设置的目标电流值确定所述DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；
    向所述DC/DC单元发送第二驱动信号，所述第二驱动信号的方波占空比为所述目标方波占空比。
  8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制单元还用于：
    在摄像设备为所述待检测光伏电池组拍摄的图像的亮度小于或等于预设亮度值的情况下，将为所述待检测光伏电池组设置的目标电流值更新为新目标电流值；
    重新检测所述待检测光伏电池组的实际电流值；
    根据所述重新检测的实际电流值和为所述待检测光伏电池组更新的目标电流值重新确定所述DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；
    向所述DC/DC单元发送第三驱动信号，所述第三驱动信号的方波占空比为所述重新确定的目标方波占空比。
  9. 根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述DC/DC单元为双向DC/DC单元。
  10. 根据权利要求7至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一电容为所述光储直流耦合系统中的母线电容。
  11. 一种用于检测光伏电池组的方法，其特征在于，所述方法应用于光储直流耦 合系统中，所述光储直流耦合系统中包括光伏组件、储能电池组、开关单元和控制单元，所述开关单元包括m个开关，所述光伏组件包括m个光伏电池组，所述m个开关与所述m个光伏电池组一一对应，m为正整数，所述m个光伏电池组中每个光伏电池组与对应的开关的电源输出端相连，所述m个开关中每个开关的电源输入端与所述储能电池组相连，所述每个开关的驱动信号输入端与所述控制单元的第一信号输出端相连，所述方法由所述控制单元执行，所述方法包括：
    确定所述m个光伏电池组中的待检测光伏电池组；
    向所述待检测光伏电池组对应的开关发送第一驱动信号，所述第一驱动信号用于导通所述待检测光伏电池组对应的开关。
  12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述光储直流耦合系统中还包括直流转直流DC/DC单元和第一电容，所述m个开关中每个开关的电源输入端与所述DC/DC单元的电源输出端相连，所述DC/DC单元的电源输入端与所述储能电池组相连，所述第一电容的正极与所述DC/DC单元的电源输出端的正极相连，所述第一电容的负极与所述DC/DC单元的电源输出端的负极相连，所述DC/DC单元的驱动信号输入端与所述控制单元的第二信号输出端相连；
    所述方法还包括：
    根据所述待检测光伏电池组的实际电流值和为所述待检测光伏电池组设置的目标电流值确定所述DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；
    向所述DC/DC单元发送第二驱动信号，所述第二驱动信号的方波占空比为所述目标方波占空比。
  13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    在摄像设备为所述待检测光伏电池组拍摄的图像的亮度小于或等于预设亮度值的情况下，将为所述待检测光伏电池组设置的目标电流值更新为新目标电流值；
    重新检测所述待检测光伏电池组的实际电流值；
    根据所述重新检测的实际电流值和为所述待检测光伏电池组更新的目标电流值重新确定所述DC/DC单元的驱动信号的目标方波占空比；
    向所述DC/DC单元发送第三驱动信号，所述第三驱动信号的方波占空比为所述重新确定的目标方波占空比。
  14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一电容为所述光储直流耦合系统中的母线电容。
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