[发明专利]光伏电站的组件串联失配及并联失配的定位和优化方法

说明书

本发明主要涉及到光伏电站的组件串联失配及并联失配的定位和优化方法。将工作在最大功率点左侧的光伏组件进行归类并串联成第一类电池组串，将工作在最大功率点右侧的光伏组件进行归类并串联成第二类电池组串，以便在第一类和第二类电池组串并联连接时避免在最大功率点分布不同的光伏组件之间产生功率失配。

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电领域，更确切的说，是涉及到在含有光伏组件的光伏发电系统中提出了一种光伏电站的组件串联失配及并联失配的定位和优化方法。

背景技术

光伏组件作为光伏发电系统的重要核心组成部分，其性能的优良直接影响到发电系统的整体效果，但实际上光伏组件受到的制约因素较多，每块光伏组件自身的特性差异会引起联接组合效率损失。光伏组件阵列一般为串并联式，倘若某一块电池组件受到阴影或灰尘或遮挡或老化等因素而导致功率降低时，所有串并联关系的其它组件都可能因电压电流强度的下降而受影响。为了保障光伏阵列工作的安全性和可靠性，充分发挥每块光伏组件的最大发电效率和保障光伏组件处于正常工作状态显得尤为重要。

太阳能发电的低效率很大程度上是由于光伏组件的不匹配具有隐蔽性，业主或用户可能会忽略或毫不知情光伏组件的不匹配问题，导致投资回报率和利润降低，并造成部分程度上的能源浪费。不匹配的机理是多方面的，主要因素通常在于电池电压和电池电流的组合不匹配造成的，诱因有污染遮蔽和飘过的云朵、建筑物遮挡、表面污染、不同安装倾角和阳光安装朝向、老化程度、环境温度、组件之间的不匹配等。光伏组件不匹配导致光伏组件产生不平衡的电量损失，整个发电系统无法运作在最佳的输出功率点。

光伏逆变器则是光伏发电系统中的核心枢纽设备，光伏逆变器可通过控制开关器件实现直流到交流的转换。光伏逆变器的运行状况，对于整个光伏发电系统的可靠运行和发电效率具有重要的影响。然而，光伏电站实际所处的自然环境一般较为恶劣，内部的设备都会长期承受高电应力和高热应力。同时，电网和直流侧扰动的负面影响也会无意提高光伏逆变器的失配发生率，导致效能的损失。另外，部分光伏逆变器可能并非是光伏系统的内禀因素引起效能低下，例如光伏组件的串并联失配等，那么光伏逆变器实际运行效率和发电效能永远与标定的额定效率及效能相差甚远。

在统计光伏发电系统的整体效能时，通常是先假设使用的光伏组件都具有相同的光照辐射度、温度和性能参数。然而在实际情况下，部分遮蔽效应、温度不平衡和安装倾角等外部因素的不同，都可能造成组件的电流和电压不匹配及效率低下。阴影遮挡造成的功率损失有很多形式，可能是年度当中的季节性的或是每日当中的若干小时的阴影，这种差异短期不容易被觉察到但会造成长期的功率损失。

预先将功率匹配优化方案融入到光伏发电系统的设计中，可以改善光伏电站的发电效率和延长电池使用寿命和提高投资回报率。然而如何解决光伏组件之间的匹配度和解决电池组串之间的匹配度，以解决组件失配并优化改善发电仍然是棘手难题。

发明内容

本申请涉及一种光伏电站的组件串联失配及并联失配的定位和优化方法，包括：

将工作在最大功率点左侧的光伏组件进行归类并串联成第一类电池组串，将工作在最大功率点右侧的光伏组件进行归类并串联成第二类电池组串，以便在第一类和第二类电池组串并联连接时，避免在最大功率点分布不同的光伏组件之间产生功率失配。

上述的方法，其中：将恰好工作在最大功率点位置的光伏组件进行归类并串联成第三类电池组串，第三类电池组串用于与第一类和第二类电池组串进行并联连接。

上述的方法，其中：至少由第一类和第二类电池组串向逆变器供电，在逆变器执行最大功率追踪的过程中对各个光伏组件的最大功率点进行动态分析、并执行二次优化：

将第一类电池组串内工作在最大功率点右侧的光伏组件归类到第二类电池组串；

将第二类电池组串内工作在最大功率点左侧的光伏组件归类到第一类电池组串。