[发明专利]集散式光伏智能电源控制系统、光伏电源系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种集散式光伏智能电源控制系统、光伏电源系统及控制方法。

背景技术

太阳能光伏发电系统是由光伏电池组件阵列、汇流配电、变流器等设备构成，其中光伏电池组件阵列包括多个光伏组串，每个光伏组串由若干光伏组件串联构成。大型光伏发电系统中由于光伏组件阵列的占地面积大，各个光伏组串输出特性存在一定差异，且可能受到阴影遮挡等因素的影响，采用单一的系统控制将会导致光伏组件阵列发电功率的失配，尤其是应用于丘陵地区、大型建筑屋顶等场合的光伏电站中，由于周边地势、建筑、树木等遮挡的影响，系统光伏组件失配损失甚至可高达3%~5%的发电量。

针对应用于丘陵、大型复杂建筑屋顶等场合的光伏电站，为减少光伏组件的失配，目前通常是采用集散式光伏发电系统，如图1、2所示，由光伏电池组件、直流汇流升压单元以及逆变单元组成，通过直流汇流升压单元替代常规的光伏汇流设备，同时为获得最大输出功率，在直流汇流升压单元中设置最大功率点跟踪（MPPT）进行控制，各个直流汇流升压单元的若干光伏组串各自共用一个MPPT控制器，即为由1路MPPT控制器跟踪若干路光伏组串的多组串MPPT，且各MPPT控制器之间相互独立控制，实现对光伏阵列各区域的MPPT控制。

但是采用上述多组串MPPT控制方式的集散式光伏发电系统，一方面，光伏阵列中各个光伏组串输出特性存在一定差异，多组串MPPT控制方式通过一路MPPT控制多个光伏组串，无法识别并联支路中各光伏组串的差异，也无法对光伏组串之间的差异进行平衡，因而发电系统仍然存在光伏组串并联失配问题，影响系统发电量；另一方面，各个MPPT控制器之间相互独立控制，光伏阵列整体之间无法实现相互协调控制，当存在光伏组串出现故障或被阴影遮挡等，使得降低或无法有效输出功率时，则会导致降低光伏发电的整体发电效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、所需成本低、能够实现光伏发电优化匹配及整体协调控制的集散式光伏智能电源控制系统，及发电效率高且系统可靠性高的集散式光伏电源系统，以及实现方法简单、能够实现光伏发电智能优化匹配及整体协调，提高光伏发电效率及系统可靠性的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种集散式光伏智能电源控制系统，其特征在于，包括多个单组串控制单元以及分别与各个所述单组串控制单元连接的集中控制单元，各个所述单组串控制单元分别对应控制一路光伏组串的输出功率，所述集中控制单元协调控制各所述单组串控制单元以协调控制各路所述光伏组串的输出功率。

作为本发明控制系统的进一步改进：所述单组串控制单元包括MPPT控制器，用于控制跟踪所述光伏组串的最大功率。

作为本发明控制系统的进一步改进：所述MPPT控制器包括功率管驱动电路、电压/电流采样电路以及处理器，所述电压/ 电流采样电路采样所述光伏组串的输入电压/电流以及输出电压/电流，输出给处理器，所述处理器根据接收到的采样信号，通过所述功率管驱动电路驱动功率管，控制所述光伏组串输出最大功率。

作为本发明控制系统的进一步改进：所述集中控制单元包括功率协调控制模块，所述功率协调控制模块分别获取各个所述光伏组串的输出功率状态，并分别与预设状态进行比较，根据比较结果通过各所述单组串控制单元调整各路光伏组串的输出功率。

作为本发明控制系统的进一步改进：当存在目标光伏组串的输出功率小于预设值时，具体分别通过对应的各所述单组串控制单元调整其余光伏组串的输出功率，以补偿目标光伏组串的输出功率。

作为本发明控制系统的进一步改进，所述集中控制单元还包括状态监控模块，所述状态监控模块包括依次连接的状态获取子模块、状态判断子模块以及预警子模块，所述状态获取子模块实时获取各路光伏组串的状态数据，输出至所述状态判断子模块；所述状态判断子模块根据接收的所述状态数据判断各路光伏组串、各单组串控制单元的运行状态，若判断到存在异常，通过所述预警子模块发出预警信号；所述状态监控模块还包括异常控制子模块，用于在所述预警信号发出指定时间时，控制断开判断存在异常的光伏组串。