[发明专利]一种光伏组件跟踪系统及其控制器和角度控制方法

说明书

本发明提供的光伏组件跟踪系统及其控制器和角度控制方法，首先根据当前的水平总辐照确定天气情况，再根据天气情况，确定散射模型；然后即可根据散射模型以及预设的直射模型和反射模型，计算待跟踪光伏组件在不同倾角下接收的辐照度，并确定辐照度最大时所对应的倾角为最优倾角；进而能够根据不同的天气采用相应的计算模型，提高倾角计算的准确度；最后通过控制光伏组件跟踪系统的电机旋转，使待跟踪光伏组件达到最优倾角，完成跟踪调节。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种光伏组件跟踪系统及其控制器和角度控制方法。

背景技术

为了提高光伏组件的发电量，通常会采用跟踪系统调节其倾角，使其实现对于太阳辐照的跟踪，进而能够通过向太阳倾斜以最大限度地吸收太阳辐照。

现有技术中对于光伏组件跟踪系统的控制策略，大多分为时控方案、代表组件方案以及模型计算方案。其中，时控方案为根据时间变化实现对于光伏组件倾角的调节，然而实际应用中的太阳辐照并不一定完全准确的依照时间变化而变化，因此时控方案的准确度低。代表组件方案是通过旋转一个代表组件来找到其发电量最大时对应的倾角，再以该倾角调节其他光伏组件；然而这种方式的时效性较差，导致倾角调节的准确度也较低。另外，现有技术中存在的模型计算方案，其引入一个时控角作为基准角，计算出的跟踪角度在该基准角的±10°范围以内，因此也存在准确度低的问题。

发明内容

本发明提供一种光伏组件跟踪系统及其控制器和角度控制方法，以提高光伏组件倾角调节的准确度。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本发明一方面提供一种光伏组件跟踪系统的角度控制方法，包括：

根据当前的水平总辐照确定天气情况；

根据所述天气情况，确定散射模型；

根据所述散射模型以及预设的直射模型和反射模型，计算待跟踪光伏组件在不同倾角下接收的辐照度，并确定辐照度最大时所对应的倾角为最优倾角；

控制所述光伏组件跟踪系统的电机旋转，使所述待跟踪光伏组件达到所述最优倾角。

优选的，根据当前的水平总辐照确定天气情况，包括：

计算当前的水平总辐照除去水平天文辐照的商，得到晴空因子；

根据所述晴空因子，确定所述天气情况为晴天，或者，多云或阴雨天。

优选的，根据所述天气情况，确定散射模型，包括：

若所述天气情况为晴天，则以NADR模型或者Perez模型为所述散射模型；

若所述天气情况为多云或阴雨天，则以Klucher模型、Hay模型、Skartveit模型和Olseth模型中的任意一个为所述散射模型。

优选的，所述待跟踪光伏组件均为双面组件时，所述待跟踪光伏组件接收的辐照度包括：

通过所述直射模型计算得到的直射光入射在各排正面组件的瞬时辐照量；

通过所述反射模型计算得到的直射光入射在地面反射到各排正面组件的瞬时辐照量，以及，散射光入射在地面反射到各排正面组件的瞬时辐照量；

通过所述散射模型计算得到的空中散射光入射在各排正面组件的瞬时辐照量；

通过所述反射模型计算得到的直射光入射在地面反射到各排背面组件的瞬时辐照量，以及，散射光入射在地面反射到各排背面组件的瞬时辐照量；其中，若太阳高度角小于等于直射光入射边界角，则直射光入射在地面反射到各排背面组件的瞬时辐照量为零；

通过所述散射模型计算得到的空中散射光入射在各排背面组件的瞬时辐照量。