[发明专利]一种基于协调算法的分布式光伏组件优化方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光伏行业，特别涉及一种基于协调算法的分布式光伏组件优化方法及装置。

背景技术

随着太阳能组件产品、光伏逆变器产品的日趋成熟，分布式光伏发电系统以其安装简便、串并灵活、发电效率高等优良特性，越来越被消费者接受与青睐。但随着分布式光伏发电系统的大规模使用，由于楼体结构、周边物体等安装环境因素带来的面板阴影问题，导致发电效率降低的情况，越来越多；损坏太阳能组件引起火灾的事件，也时有发生。

为解决上述分布式光伏发电系统的两大问题，目前常用的措施有二。其一在串并组件之后连接一种最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking，简称MPPT)控制器，再进行直流逆变交流，该控制器会逐步调节等效负载值使串并组件矩阵保持在最大功率点输出，提高发电效率；其二在组件上并联旁路保护二极管，使矩阵中个别异常组件既不影响其他组件发电又可以保护本组件器件，减少组件引发火灾事件的发生概率。

然而，发明人发现现有技术措施中至少存在如下不足之处：现有技术中把所有组件串并连接形成矩阵之后，再整体进行MPPT最大功率点追踪控制，并不能发挥组件的最大发电效能；做不到实时监控各组件的工作状态、输出电压和输出电流，也不能定位异常组件。

综上所述，现有的分布式光伏组件发电系统在组件精细化管控、进一步提高发电效率上还存在不足与缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于协调算法的分布式光伏组件优化方法及装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于协调算法的分布式光伏组件优化方法，用于优化多个太阳能电池串并联电路的最佳工作状态，每个太阳能电池串由多个太阳能电池组件串联而成，包括以下步骤：

第一步，数据获取，按周期采集每个太阳能电池组件的输出电压、输出电流数据，并获得每个太阳能电池组件和/或每个太阳能电池串在该采样周期内的平均输出功率数据；

第二步，损耗计算，将采样周期内的每个太阳能电池组件和/或每个太阳能电池串的平均输出功率数据与每个太阳能电池组件和/或每个太阳能电池串的额定输出功率之差，除以每个太阳能电池组件和/或每个太阳能电池串的额定输出功率，获得每个采样周期内的平均功率损耗率；或，采样周期内的每个太阳能电池组件和/或每个太阳能电池串的平均输出功率数据与所有太阳能电池组件或太阳能电池串的同期平均输出功率之差，除以所有太阳能电池组件或太阳能电池串的同期平均输出功率，获得每个采样周期内的平均功率损耗率；或，采样周期内的每个太阳能电池组件和/或每个太阳能电池串的平均输出功率数据与所有太阳能电池组件或太阳能电池串的同期输出功率中的最大值或多个较大值的平均值之差，除以所有太阳能电池组件或太阳能电池串的同期输出功率中的最大值或多个较大值的平均值，获得每个采样周期内的平均功率损耗率；

第三步，损耗比较，当某个太阳能电池组件和/或太阳能电池串采样周期内的平均功率损耗率大于正常值时，发出调整指令；

第四步，调整处理，先维持太阳能电池串的并联电压，以每个太阳能电池串为单位，通过调整太阳能电池串内的各太阳能电池组件的输出电压和输出电流来降低功率损耗率。

首先，我们知道，每一个太阳能电池组件的额定输出功率是一定的，因此，在该额定功率数值范围内，可以通过同时调整输出电压和输出电流来获得稳定的功率输出。通过监控每一个太阳能电池组件的输出电压及输出电流，能够有效的获知每一个太阳能电池组件的工作状态，当某些电池组件被阴影遮蔽或故障导致输出功率降低时，本发明的方法可以通过调整同一太阳能电池串内的每一个太阳能电池组件的输出电压和输出电流，达到保证太阳能电池串并联电路始终处于高效率运行的状态，降低功率损耗率。通过本方法，既可以有效维持整个太阳能电池串并联电路的高效率运行，又可以获知每一个太阳能电池组件的运行状态，对异常点和故障点进行准确定位。

进一步的，当第四步不能将功率损耗值降低到设定范围时，则进行第五步，首先改变所有太阳能电池串的并联电压到一个新的同一数值，以每个太阳能电池串为单位，通过调整太阳能电池串内的各太阳能电池组件的输出电流来降低功率损耗率。

进一步的，第五步具体为，首先降低所有太阳能电池串的并联电压到一个新的同一数值，以每个太阳能电池串为单位，通过提升太阳能电池串内的各太阳能电池组件的输出电流来降低功率损耗率。

进一步的，在新的采集周期内重复第一步到第五步，直到功耗损耗率降低到设定的范围内，停止调整。