[发明专利]光伏电池阵列完全可重构电气系统的重构优化方法

权利要求书

1.一种光伏电池阵列完全可重构电气系统的重构优化方法，其特征在于：所述电气系统包括完全可重构光伏阵列，所述完全可重构光伏阵列由M组电气模块串联而成，所述电气模块的两端接口并联光伏组件组或电力导线，每个光伏组件串联有一个防逆二极管和一个电流互感器，每个电气模块并联一个电压互感器；

光伏阵列运行过程中，实时测量光伏组件的端电压以及流过的电流，可以根据光伏组件的数学模型快速估算出每个光伏组件的短路电流I_sci，i=1，2，3，……，N；

所述重构优化方法包括以下步骤：

(1)采集实时电压和电流信号；当电气模块端电压之间的差值超过设定阈值时，即认为光伏阵列出现了较大的失配功率损失，启动光伏阵列重构优化程序并进行新一轮结构调整；

(2)确定并联电力导线的电气模块数量L，具体步骤如下：计算光伏阵列的端电压，端电压等于阵列中所有串联电气模块端电压之和；判断光伏阵列的端电压是否在规定的运行电压范围内，如果不在规定运行电压范围内，则需要调整并联电力导线的电气模块数量L；当测量的光伏阵列端电压小于规定直流电压范围的下限，则减少并联电力导线的电气模块数量L；当测量的光伏阵列端电压大于规定直流电压范围的上限，则增加并联电力导线的电气模块数量L；

(3)确定光伏组件的分组方案，将N块光伏组件按短路电流之和尽可能相等的原则分为(M-L)组，具体步骤如下：根据测量得到的光伏组件端电压和端电流，计算此时光伏组件的短路电流I_sci，i=1，2，3，……，N；计算剩余(M-L)组电气模块光伏短路电流理想值为；第一轮光伏组件的分配中，将短路电流最大的(M-L)个光伏组件分配给剩余的(M-L)组电气模块；第二轮光伏组件的分配中，将剩余未分配光伏组件中短路电流最大的(M-L-f)个光伏组件分别分配给剩余的(M-L-f)组电气模块，其中f为光伏组件短路电流之和已经达到I_sc0的电气模块数量；直至所有光伏组件分配完毕；

(4)形成当前运行条件下的光伏阵列重构策略，并将重构信号释放到电气连接开关的切换控制系统中，将所有光伏组件准确并联到对应的电气模块接口中，并将L个电气模块接口通过电力导线短接。

2.如权利要求1所述的光伏电池阵列完全可重构电气系统的重构优化方法，其特征在于：所述步骤（3）中，分配过程中，如果某一电气模块中的光伏组件短路电流之和超过上述理想短路电流值I_sc0，保持分配给该电气模块的最后一个光伏组件不变，接下来的分配中，该组电气模块不再参与分配光伏组件。

3.如权利要求1所述的光伏电池阵列完全可重构电气系统的重构优化方法，其特征在于：所述步骤（3）中，分配过程中，如果某一电气模块中的光伏组件短路电流之和超过上述理想短路电流值I_sc0，放弃分配给该电气模块的最后一个光伏组件，替代为使该电气模块短路电流超过I_sc0的短路电流最小的光伏组件，此后该电气模块不再参与剩余光伏组件的分配。