[发明专利]智能光伏组件及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏组件技术领域，特别是一种可消除失配影响的智能光伏组件及其控制方法。

背景技术

太阳能电池组件大多由多片电池片串联而成，而组件又通过串并联的方式组成阵列以达到所需的电压及电流。在光伏阵列实际运行的过程中，会因为环境条件如云层、鸟粪、树叶、周围遮挡物等的影响而造成阵列的输出性能不匹配，从而造成光伏阵列的功率损失，甚至会引起热斑现象造成组件不可恢复的损毁。目前，针对此现象多是增加旁路二极管等方式来防止热斑现象的发生，而增加旁路二极管却会使组件的输出特性呈现多峰性，不仅不能对损失的功率加以补偿，且降低了逆变器MPPT跟踪的精度，甚至使逆变器跟踪不到真正的最大功率点。

光伏阵列在实际运行中，失配现象不仅使阵列的输出功率大为降低，同时使阵列的输出特性呈现出多峰性，对逆变器的MPPT跟踪带来了极大的不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能光伏组件，可在组件受到阴影等影响时自动补偿其输出电压，在弥补组件阵列的功率损失的同时消除了组件输出性能的多峰性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能光伏组件，包括监测控制单元和蓄电池，监测控制单元具有一个组件电流监测端、多个旁路二极管电流监测端、以及一个蓄电池监测控制端，组件电流监测端与组件的正、负极输出端连接，监测流经组件的电流，每个旁路二极管电流监测端分别与组件中各旁路二级管连接，监测各旁路二极管的电流，蓄电池串接在组件的对外输出线路中，组件的一个输出端与蓄电池连接，蓄电池监测控制端与蓄电池连接，控制蓄电池的充放电，监测控制单元通过监测，判断组件出现失配现象时，监测控制单元将控制蓄电池放电以补偿组件的输出电压。

监测控制单元监测流经组件的电流及各旁路二级管的电流并进行比较，若旁路二级管的电流大于组件电流的20％，则认定出现失配现象，监测控制单元将控制蓄电池放电以补偿组件的输出电压。

监测控制单元首先对蓄电池的蓄电情况进行监测，当蓄电池蓄电量符合设定的电量时，监测控制单元监测流经组件的电流及各旁路二级管的电流并进行比较，否则，监测控制单元控制蓄电池进行充电。

本发明的有益效果是：在串联阵列中有组件被遮挡时，其曲线输出如图3中实线所示，而未被遮挡的阵列其输出曲线如图3中虚线所示，目前的逆变器均未实现多峰跟踪功能，且MPP跟踪电压范围有限，在曲线出现多峰，逆变器所跟踪到的点可能并非曲线的真正的最大功率点，而是次最大功率点，本发明补偿所损失电压。本发明可在组件受到阴影等遮挡，导致出现失配时对输出电压进行补偿，使阵列在受遮挡的情况下仍输出原始曲线，即虚线部分，在提高光伏阵列输出功率的同时消除其输出曲线的多峰现象，从而提高逆变器MPPT跟踪精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制框图；

图3为组件在被遮挡和未被遮挡的情况下的输出曲线图；

图中，1.监测控制单元，11.组件电流监测端，12.旁路二极管电流监测端，13.蓄电池监测控制端，2.蓄电池，3.旁路二级管。

具体实施方式

如图1所示，一种智能光伏组件，包括监测控制单元1和蓄电池2，监测控制单元1，蓄电池2同组件的旁路二级管3一起放置在组件的接线盒中，监测控制单元1具有一个组件电流监测端11、多个旁路二极管电流监测端12、以及一个蓄电池监测控制端13，组件电流监测端11与组件的正、负极输出端连接，监测流经组件的电流，每个旁路二极管电流监测端12分别与组件中各旁路二级管3连接，监测各旁路二极管3的电流，蓄电池2串接在组件的对外输出线路中，组件的一个输出端与蓄电池2连接，蓄电池监测控制端13与蓄电池2连接，控制蓄电池2的充放电。

如图2所示，监测控制单元1监测流经组件的电流及各旁路二级管3的电流并进行比较，每一个旁路二极管3的电流均需与组件的电流比较，以判断每一个旁路二极管3的工作状态，若流经旁路二极管3的电流大于组件电流的20％，则认定出现失配现象，监测控制单元1将控制蓄电池2放电以补偿组件的输出电压，从而保证组件的输出特性呈现出未失配情况下的单峰特性，在补偿阵列输出功率的同时提高了逆变器MPPT跟踪精度。

若单片组件长期被遮挡，该蓄电池可能一直亏电，为防止这种情况发生，监测控制单元首先对蓄电池的蓄电情况进行监测，当蓄电池蓄电量大于20％时，监测控制单元监测流经组件的电流及各旁路二级管的电流并进行比较，否则，无论组件处于一种什么状态，监测控制单元控制蓄电池进行充电。