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一种光伏优化器的功率可限制方法与流程
来源:网络 时间:2024-04-29 03:38
一种光伏优化器的功率可限制方法

本发明涉及光伏发电,具体涉及一种光伏优化器的功率可限制方法。


背景技术:

1、随着全球对可再生能源的需求不断增加,光伏组件已成为实现可持续能源供应的关键组成部分。然而,光伏组件的性能和输出功率受到多种因素的影响,如光照强度、温度、阴影和污垢等。为了解决这些问题,光伏优化器应运而生。光伏优化器旨在提高光伏组件的能源效率和稳定性。它通过实时监测和控制光伏组件的电压、电流和温度等参数,以实现最大功率输出和最高能源利用率。

2、光伏系统在具体使用过程中,会存在光伏优化器输出功率过大情况,比如光伏优化器内部发生短路导致其输出功率超过阈值,或是光照过强导致逆变器电流拉取过高导致光伏优化器输出功率超过阈值,轻则导致光伏优化器触发过功率保护停止工作,重则导致功率器件的烧毁。

3、传统的过功率保护,在实际输出功率超出输出额定功率时,光伏优化器会直接关断输出进入保护模式,此时的光伏组件无法继续为负载供电,从而导致整个过程中发电的效率有所降低。


技术实现思路

1、本发明意在提供一种光伏优化器的功率可限制方法,用来解决现有光伏优化器功率限制不当导致发电效率降低、光伏优化器容易损坏的技术问题。

2、本发明提供的基础方案为:一种光伏优化器的功率可限制方法,应用于光伏发电系统,所述光伏发电系统包括:光伏组件,光伏优化器和并网逆变器;所述光伏优化器的输入端连接光伏组件的输出端,光伏优化器的输出端连接逆变器的直流输入端;

3、所述光伏优化器的工作模式包括低功率模式和buck模式;所述buck模式还包括buck降压模式;所述光伏优化器的功率可限制方法包括:

4、s1:根据预设的监控模式获取光伏组件的输出电压和输出功率;

5、s2:根据光伏组件的输出电压和输出功率,通过预设的判断策略控制所述光伏优化器进入低功率模式或buck模式;

6、s3:进入buck模式的光伏优化器进行最大功率点追踪,按照预设的采样间隔,实时采集光伏优化器的输出功率,如果输出功率连续n次高于额定输出功率,进入buck降压模式;如果输出功率连续n次低于预设功率值,进入低功率模式。

7、本发明的工作原理及优点在于:根据光伏优化器实际工作情况,将其工作模式划分为低功率模式和buck模式,低功率模式主要用于对光伏优化器在没有达到启动状态情况下进行元器件保护,buck模式主要用于对光伏优化器在达到启动状态情况下进行最大功率点追踪,使得相应的光伏组件能够根据不同的运行参数进行模式调整,整体保持高功率工作,提高发电效率;以实时监控的光伏组件输出情况为依据,使得光伏优化器进入相适应的工作模式,也起到限制光伏优化器输出功率的目的,保证光伏优化器处于最合适的模式,实现最大利用率以及组件保护;同时在出现光伏优化器输出功率过大或过小时,光伏组件能够根据功率情况进行工作模式的自适应调整,完成工作模式切换和功率限制及相应功率调整,防止光伏优化器因保护或者元器件损坏而不能正常工作,维持光伏系统输出稳定,有效地提高光伏系统的发电效率,同时增加了光伏优化器使用寿命。

8、进一步,所述buck降压模式为,当输出功率连续n次高于额定输出功率时,关闭最大功率点追踪,按设定的方式降低pwm占空比,降低输出功率。

9、有益效果:pwm输出电压与其占空比成正比例关系,随着占空比的增加,输出电压也会相应地增加,反之亦然,因此,通过改变pwm的占空比,可以控制输出电压的大小,进一步达到功率限制的目的,同时进行连续n次判断,避免单次判断的误判,保证判断结果的准确性。

10、进一步,按设定的方式降低pwm占空比后,还包括,按照预设的采样间隔,获取光伏优化器的输出电流,将获取的光伏优化器的输出电流与设定的电流阈值进行比较;若输出电流大于设定的电流阈值,按设定的降低方式继续降低pwm占空比。

11、若输出电流小于设定的电流阈值,逐步升高pwm占空比,当光伏组件的输出电压达到预设电压,且输出功率达到预设功率值,恢复到buck模式。

12、有益效果:由于输出电流=输出电压/电阻,恒阻模式下输出电压的降低导致输出电流也随之降低,因此输出功率=输出电压×输出电流也会降低,从而进一步达到功率限制的目的,进行电流阈值的判断,是进一步对功率调整的判断更加准确。

13、进一步,所述n次为五次;所述预设的采样间隔为13.5us。

14、有益效果:进行五次判断,以及设定的采样间隔,能够保证判断时长合适,使得判断结果的精确性和快速性能够得到平衡。

15、进一步,所述设定的方式降低pwm占空比为,判断输出功率增大的原因,如果是发生短路导致输出功率超过额定输出功率,则关闭pwm来降低占空比;如果是光照过强导致逆变器电流拉取过高使得输出功率超过额定输出功率,则逐步降低pwm占空比。

16、有益效果:通过判断输出功率增大的原因,采用两种不同的方式进行降低,发生短路时,情况比较严重,需要以最快速的方式进行功率降低;而逆变器电流拉取过高引起的情况,相比短路故障严重性降低,因此采取逐步占空比的方式,使得系统调整更加平稳。

17、进一步,所述逐步降低pwm占空比为,当占空比在70%-100%范围内时,每次降低范围在4%-5%;当占空比在40%-70%范围内时,每次降低范围在3%-4%;当占空比在0%-40%范围内时,每次降低范围在2%-3%。

18、有益效果:在占空比降低的同时,对占空比下降值进行微调,能够使得功率超过范围逐渐减小的情况下占空比下降值也逐步减小,避免固定的占空比下降值导致功率调整范围过大,延长恢复时间。



技术特征:

1.一种光伏优化器的功率可限制方法,应用于光伏发电系统,所述光伏发电系统包括:光伏组件,光伏优化器和并网逆变器;所述光伏优化器的输入端连接光伏组件的输出端,光伏优化器的输出端连接逆变器的直流输入端;其特征在于,所述光伏优化器的工作模式包括低功率模式和buck模式;所述buck模式还包括buck降压模式;所述光伏优化器的功率可限制方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种光伏优化器的功率可限制方法,其特征在于,所述buck降压模式为,当输出功率连续n次高于额定输出功率时,关闭最大功率点追踪,按设定的方式降低pwm占空比,降低输出功率。

3.根据权利要求2所述的一种光伏优化器的功率可限制方法,其特征在于,按设定的方式降低pwm占空比后,还包括,按照预设的采样间隔,获取光伏优化器的输出电流,将获取的光伏优化器的输出电流与设定的电流阈值进行比较;若输出电流大于设定的电流阈值,按设定的降低方式继续降低pwm占空比。

4.根据权利要求3所述的一种光伏优化器的功率可限制方法,其特征在于,若输出电流小于设定的电流阈值,逐步升高pwm占空比,当光伏组件的输出电压达到预设电压,且输出功率达到预设功率值,恢复到buck模式。

5.根据权利要求3所述的一种光伏优化器的功率可限制方法,其特征在于,所述n次为五次;所述预设的采样间隔为13.5us。

6.根据权利要求2所述的一种光伏优化器的功率可限制方法,其特征在于,所述设定的方式降低pwm占空比为,判断输出功率增大的原因,如果是发生短路导致输出功率超过额定输出功率,则关闭pwm来降低占空比;如果是光照过强导致逆变器电流拉取过高使得输出功率超过额定输出功率,则逐步降低pwm占空比。

7.根据权利要求6所述的一种光伏优化器的功率可限制方法,其特征在于,所述逐步降低pwm占空比为,当占空比在70%-100%范围内时,每次降低范围在4%-5%;当占空比在40%-70%范围内时,每次降低范围在3%-4%;当占空比在0%-40%范围内时,每次降低范围在2%-3%。


技术总结
本发明涉及光伏发电技术领域,公开了一种光伏优化器的功率可限制方法,S1:根据预设的监控模式获取光伏组件的输出电压和输出功率;S2:根据光伏组件的输出电压和输出功率,通过预设的判断策略控制所述光伏优化器进入低功率模式或BUCK模式;S3:进入BUCK模式的光伏优化器进行最大功率点追踪,按照预设的采样间隔,实时采集光伏优化器的输出功率,如果输出功率连续N次高于额定输出功率,进入BUCK降压模式;如果输出功率连续N次低于预设功率值,进入低功率模式;本方法光伏组件能够根据功率情况进行工作模式的自适应调整,防止光伏优化器功率出现异常后因保护或者元器件损坏而不能正常工作,维持光伏系统输出稳定,有效地提高光伏系统的发电效率。

技术研发人员:陈洲,王小洪,张希,朱博毓
受保护的技术使用者:重庆阿斯潘科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
 

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