[发明专利]光伏电池阵列的组态优化控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，是一种可减少目前光伏发电控制系统中间环节，提高光伏电池发电系统工作效率和发电量的光伏电池阵列的组态优化控制系统及其控制方法。

背景技术

光伏电池阵列的安装环境和安装位置不同对光伏电池阵列的运行影响较大。随着太阳光入射角度的变化，不同方向的光伏电池阵列的有效入射光强和光伏电池的表面温度差别较大。因而，同一型号和相同组合方式的光伏电池阵列在最大功率点输出时，光伏电池阵列输出端电压存在较大的差异。目前大多数光伏阵列采用固定的组态方式输出，当入射光强和光伏电池阵列表面温度发生变化，其中部分光伏电池偏离最大功率输出工作点，甚至一些光伏电池不能有效输出电能，使得光伏电池阵列的有效利用率大大降低。

此外，为了实现光伏电池最大功率输出，目前常在光伏电池和负载之间通过DC/DC变换器来克服光伏电池最大功率输出点端电压的变化带来的影响。光伏电池阵列通过组态变换，把光伏电池阵列输出端电压控制在一定范围内，可减少光伏电池发电系统的中间环节，从而提高系统的整体转换效率，但其不能实现实时监测及控制。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可大大提高光伏电池阵列的有效利用率，提高光伏电池阵列的输出功率的光伏电池阵列的组态优化控制系统。本发明设计合理，使用效果好。

本发明的另一目的在于提供一种可实现实时监测及控制，且控制简单方便的光伏电池阵列的组态优化控制系统的控制方法。

本发明的技术方案是：包括有检测光伏电池阵列入射光强的光强度传感器，检测光伏电池阵列表面温度的温度传感器，检测光伏电池阵列输出电流、端电压的电流、端电压传感器，A/D转换模块、CPU控制单元、组态开关控制模块、光伏电池阵列，其中光强度传感器，温度传感器，电流、端电压传感器的输出端与A/D转换模块的输入端连接，A/D转换模块的输出端与CPU控制单元的输入端连接，CPU控制单元的输出端与组态开关控制模块的输入端连接，组态开关控制模块的开关器件K₀～Kn与光伏电池阵列连接。

上述组态开关控制模块的开关器件K₀～Kn为继电器开关触点。

上述组态控制模块的开关器件K₀～Kn均包括有常开开关及常闭开关。

上述光伏电池阵列包括有n列光伏电池，每一列光伏电池包括有若干行，n列光伏电池中的相邻各行光伏电池各分别通过开关器件K₀～Kn的常开开关连接，相邻各列光伏电池分别通过开关器件K₀～Kn的常闭开关连接。

上述含CPU的控制单元为单片机或DSP或PC机。

本发明光伏电池阵列的组态优化控制系统的控制方法，其包括有如下步骤：

1)光强度传感器检测光伏电池阵列入射光强，温度传感器检测光伏电池阵列表面温度，电流、端电压传感器检测光伏电池阵列输出的电流及端电压，并把检测数据通过A/D转换模块送至含CPU的控制单元；

2)含CPU的控制单元通过上述检测数据建立优化光伏电池阵列的组态方式的数学模型；

3)含CPU的控制单元把组态方式发送至组态开关控制模块；

4)组态开关控制模块实现对光伏电池阵列的组态方式的控制。

本发明与现有技术相比，具有如下特点：

1)本发明通过检测光伏电池阵列的入射光强和表面温度，建立光伏阵列组的数学模型，以优化光伏阵列的组态方式；

2)本发明根据优化后的组态方式来控制光伏阵列的组态开关模块，改变光伏阵列的组态方式，从而提高光伏阵列的输出功率；

3)本发明的含CPU的控制单元能实时监测当前光伏阵列的输出功率、光伏组件表面温度、光伏阵列入射光强和光伏阵列的组态方式等；

4)本发明通过组态方式的不同，实现电池阵列最大输出功率输出点的端电压工作在一定的范围内，减少光伏阵列输出的最大功率跟踪环节或DC/DC环节；

5)本发明光伏阵列组态开关控制模块的开关器件K₀～Kn为继电器开关触点，线圈可由组态控制模块实现控制，控制简单方便；

6)本发明的组态连接方式内置于光伏电池板，可实现在光伏电池板的内部优化组态。

本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的光伏电池阵列的组态优化控制系统及其控制方法。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为本发明光伏电池阵列组态的连接示意图。

具体实施方式

实施例：