[发明专利]一种光伏组串及其串联控制方法、装置及光伏系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种光伏组串及其光伏组件单元的串联控制方法、装置及光伏系统。

背景技术

现有的光伏系统中，首先由N块光伏组件串联组成光伏组串，光伏组串再进行并联构成光伏系统，根据《光伏发电站设计规范》(GB50797-2012)，光伏组件的串联数量N确定方式如下，光伏组件在当地昼间极端气温下的最大开路电压不超过系统中所使用设备的最大允许电压以及光伏组串的最大功率工作电压的变化范围应该在逆变器的最大功率跟踪(MPPT)电压范围内：

式中：

k_v——光伏组件的开路电压温度系数；

k_v，——光伏组件的工作电压温度系数；

N——光伏组件的串联数(N取整数)；

t——光伏组件工作条件下的极限低温(℃)；

t’——光伏组件工作条件下的极限高温(℃)；

V_dcmax——逆变器允许的最大直流输入电压(V)；

V_mpptmin——逆变器MPPT电压最大值(V)；

V_mpptmax——逆变器MPPT电压最小值(V)；

V_oc——光伏组件的开路电压(V)；

V_pm——光伏组件的工作电压(V)；

常规光伏系统中所使用设备的最大允许电压V_dcmax为1000V或1500V；光伏组件的开路电压温度系数k_v和光伏组件的工作电压温度系数k’_v为负值，一般可视为定值；光伏组件的开路电压V_oc、光伏组件的工作电压V_pm根据所选用的光伏组件的型号而定。故光伏系统设计过程中，当所选用的组件型号确定后，光伏组件的串联数N主要受光伏组件的工作温度t、t’影响。光伏组件工作条件下的极限低温t取安装地点的历史最低气温，一般小于25℃，故t值越小，N的最大值越小；光伏组件工作条件下的极限高温t’取安装地点的历史最高气温加上25℃(经验值)，一般大于25℃，故t’值越小，N的最小值越大；

在除热带以外的大部分地区，历史最高气温和最低气温相差较大，夏天的平均气温显著高于冬天，在夏天满足于光伏系统设计的组串数N，因为冬天的低温须减小N，以使系统满足设计要求。在昼夜温差大的地方，在白天光照较好时满足于光伏系统设计的组串数N，因为晚上的低温须减小N，以使系统满足设计要求。在特定项目的光伏系统设计中，光伏组串数N值的减小，使得相同的光伏系统装机容量下，光伏组串数量增加，使得汇流电缆、直流配电元器件使用量及安装工程量增大。此外，光伏组件逐渐向大型化发展，使得单块光伏组件的开路电压V_oc、工作电压V_pm增大，N值得取值范围变小，在西藏等地方昼夜温差较大的使得N值得取值范围进一步减小，某些项目难于取得满足光伏系统设计要求的N值，限制了光伏的使用，也对逆变设备的提出了更高的要求。

现有的光伏组串的确定方法，利用大气和地理数据，精确的确定光伏组件的串联数量，但其光伏组串的光伏组件串联数为确定值，同一光伏系统在不同天气环境情况下光伏组件串联数不可调，无法实现光伏系统根据天气变化的实现最优化输出。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种光伏组串及其光伏组件单元的串联控制方法、装置及光伏系统，以解决现有技术中无法实现光伏组串的光伏组件串联数为确定值且不可调的问题。

本发明一方面提供一种光伏组串，包括：至少两个光伏组件单元；所述至少两个光伏组件单元中的每个光伏组件单元包括至少一块光伏组件，以实现通过控制所述至少两个光伏组件单元中的至少一个光伏组件单元是否接入光伏系统，能够改变所述光伏组串中接入光伏系统的光伏组件的数量。

可选地，所述至少两个光伏组件单元中的每个光伏组件单元所包括的光伏组件的数量根据第一预定环境温度对应的光伏组件最大串联数量确定，以实现在不同的环境温度下，使所述光伏组串中不同数量的光伏组件接入光伏系统；所述第一预定环境温度包括至少两个环境温度，所述第一预定环境温度中所包括的环境温度的数量与所述光伏组串所包括的光伏组件单元的数量相对应。