[发明专利]一种光伏发电控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，更具体地说，涉及一种光伏发电控制系统。 

背景技术

太阳能取之不尽，用之不竭，是人类的理想能源。早在100多年前，爱因斯坦就发现了光电效应，为人类利用太阳能提供了理论依据。1954年，美国贝尔实验室开发出光电转换效率为4.5％的单晶硅太阳电池，使人类直接利用太阳能发电的梦想成为现实。进入21世纪以来，美国、日本、德国等纷纷制定扶持政策和发展规划，光伏产业呈现出蓬勃发展的局面。光伏产业的发展速度之快，是现代工业中罕有的，甚至超过了以高速发展著称的半导体工业。在不久的未来它将是世界上主要的能源消耗组成部分，足以改变目前以石油和煤炭为主要能源的消费结构。 

但是现有的光伏发电控制系统的效率较低，且结构复杂。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的光伏发电控制系统效率低、结构复杂的缺陷，提供一种效率高、结构简单的光伏发电控制系统。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光伏发电控制系统，包括：系统主控制器和至少两个光伏直流组件；其中， 

每个光伏直流组件包括太阳电池模块、光伏从控制器和蓄电池模块，所述光伏从控制器用于跟踪太阳电池模块的最大功率点，并使所述太阳电池模块输出的直流电压为所述蓄电池模块充放电，所述至少两个光伏直流组件中的蓄电池模块组串式连接以输出高压直流电压； 

系统主控制器包括控制单元和逆变单元，其中，所述控制单元用于控制 逆变单元对所述高压直流电压进行逆变，并实时监控每个光伏直流组件，且实时切换发生异常的太阳电池模块和/或蓄电池模块。 

在本发明所述的光伏发电控制系统中，所述控制单元通过下列方式中的一种实时监控每个光伏直流组件，且实时切除发生异常的太阳电池模块和/或蓄电池模块：RS485总线、RS232总线、RS422总线。 

在本发明所述的光伏发电控制系统中，所述蓄电池模块包括至少两个蓄电池，所述至少两个蓄电池组串式连接。 

在本发明所述的光伏发电控制系统中，所述光伏直流组件还包括蓄电池充放电模块和开关矩阵，所述光伏从控制器通过控制开关矩阵的开关状态来切换发生异常的蓄电池模块；在所述蓄电池模块正常时，所述光伏从控制器通过控制蓄电池充放电模块而使所述太阳电池模块输出的直流电压为所述蓄电池模块充放电。 

在本发明所述的光伏发电控制系统中，所述光伏从控制器采用下列方法中的一种跟踪太阳电池模块最大功率点：恒压跟踪法、扰动观察法、电导增量法、基于最优梯度的电导增量法。 

在本发明所述的光伏发电控制系统中，所述光伏从控制器采用恒压跟踪法和基于最优梯度的电导增量法相结合的方法跟踪太阳电池模块最大功率点。即先采用恒压跟踪法使系统在启动时直接进入最大功率点的附近，然后改用基于最优梯度的电导增量法来进行最大功率点跟踪。 

在本发明所述的光伏发电控制系统中，基于最优梯度的电导增量法的方法为： 

A.采样太阳电池模块输出的当前电压和当前电流； 

B.根据当前电压、当前电流、前一时刻的电压、前一时刻的电流计算当前电压变化量、当前电流变化量、当前电导、当前电导变化量、当前功率变化量，并根据当前功率变化量和当前电压变化量计算当前梯度； 

C.将所述梯度与预设的比例系数相乘以得到一个电压改变值； 

H.判断当前电压变化量的绝对值是否为零，若是，则执行步骤D；若否，则执行步骤I； 

D.判断当前电流变化量的绝对值是否为零，若是，则返回；若否，则执行步骤E； 

E.判断当前电流变化量是否大于零，若是，则执行步骤F；若否，则执行步骤G； 

F.将当前电压加上所述电压改变值，然后返回； 

G.将当前电压减去所述电压改变值，然后返回； 

I.判断当前功率变化量的绝对值是否为零，若是，则返回；若否，则执行步骤J； 

J.判断当前电导变化量是否等于当前电导，若是，则返回；若否，则执行步骤K； 

K.判断当前电导变化量是否大于当前电导，若是，则执行步骤F；若否，则执行步骤G。 

在本发明所述的光伏发电控制系统中，所述光伏发电控制系统还包括交流负载、交流电源和切换装置，所述控制单元通过控制所述切换装置的切换状态使所述逆变单元输出的逆变电压或交流电源为所述交流负载供电。 

在本发明所述的光伏发电控制系统中，所述光伏发电控制系统还包括直流负载，所述蓄电池模块输出的直流电压为所述直流负载供电。