[發明專利]光伏電池陣列完全可重構電氣系統的重構優化方法

有效

• 申請號: 201210560677.1
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103064459A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 戚軍;張曉峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種光伏電池陣列完全可重構電氣系統的重構優化方法，其特征在于：所述電氣系統包括完全可重構光伏陣列，所述完全可重構光伏陣列由M組電氣模塊串聯而成，所述電氣模塊的兩端接口并聯光伏組件組或電力導線，每個光伏組件串聯有一個防逆二極管和一個電流互感器，每個電氣模塊并聯一個電壓互感器；

光伏陣列運行過程中，實時測量光伏組件的端電壓以及流過的電流，可以根據光伏組件的數學模型快速估算出每個光伏組件的短路電流I_sci，i=1，2，3，……，N；

所述重構優化方法包括以下步驟：

(1)采集實時電壓和電流信號；當電氣模塊端電壓之間的差值超過設定閾值時，即認為光伏陣列出現了較大的失配功率損失，啟動光伏陣列重構優化程序并進行新一輪結構調整；

(2)確定并聯電力導線的電氣模塊數量L，具體步驟如下：計算光伏陣列的端電壓，端電壓等于陣列中所有串聯電氣模塊端電壓之和；判斷光伏陣列的端電壓是否在規定的運行電壓范圍內，如果不在規定運行電壓范圍內，則需要調整并聯電力導線的電氣模塊數量L；當測量的光伏陣列端電壓小于規定直流電壓范圍的下限，則減少并聯電力導線的電氣模塊數量L；當測量的光伏陣列端電壓大于規定直流電壓范圍的上限，則增加并聯電力導線的電氣模塊數量L；

(3)確定光伏組件的分組方案，將N塊光伏組件按短路電流之和盡可能相等的原則分為(M-L)組，具體步驟如下：根據測量得到的光伏組件端電壓和端電流，計算此時光伏組件的短路電流I_sci，i=1，2，3，……，N；計算剩余(M-L)組電氣模塊光伏短路電流理想值為；第一輪光伏組件的分配中，將短路電流最大的(M-L)個光伏組件分配給剩余的(M-L)組電氣模塊；第二輪光伏組件的分配中，將剩余未分配光伏組件中短路電流最大的(M-L-f)個光伏組件分別分配給剩余的(M-L-f)組電氣模塊，其中f為光伏組件短路電流之和已經達到I_sc0的電氣模塊數量；直至所有光伏組件分配完畢；

(4)形成當前運行條件下的光伏陣列重構策略，并將重構信號釋放到電氣連接開關的切換控制系統中，將所有光伏組件準確并聯到對應的電氣模塊接口中，并將L個電氣模塊接口通過電力導線短接。

2.如權利要求1所述的光伏電池陣列完全可重構電氣系統的重構優化方法，其特征在于：所述步驟（3）中，分配過程中，如果某一電氣模塊中的光伏組件短路電流之和超過上述理想短路電流值I_sc0，保持分配給該電氣模塊的最后一個光伏組件不變，接下來的分配中，該組電氣模塊不再參與分配光伏組件。

3.如權利要求1所述的光伏電池陣列完全可重構電氣系統的重構優化方法，其特征在于：所述步驟（3）中，分配過程中，如果某一電氣模塊中的光伏組件短路電流之和超過上述理想短路電流值I_sc0，放棄分配給該電氣模塊的最后一個光伏組件，替代為使該電氣模塊短路電流超過I_sc0的短路電流最小的光伏組件，此后該電氣模塊不再參與剩余光伏組件的分配。