[發明專利]用于部分遮陰的光伏陣列的產量優化的方法

有效

• 申請號: 201410052709.6
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103995557B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: T.布雷斯坦納;M.豪格;K.雷赫
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于部分遮陰的光伏陣列（Photovoltaik-Feld）的產量優化（Ertragsoptimierung）的方法。

背景技術

通常根據控制方法來運行光伏陣列（PV陣列），其中在極大功率MPP（Maximum Power Point（最大功率點））的情況下獲得最大能量產出，因此為此也使用術語MPP法。在通過遮陰一個或多個光伏模塊來部分遮陰（Teilverschattung）光伏陣列的情況下改變了所涉及的光伏陣列的電流-電壓特性曲線（IU特性曲線），因為遮陰的光伏模塊表示高歐姆的電阻。在此，作為電壓是指可借助逆變器調節的中間電路電壓U。由此導致在遮陰的光伏模塊上的相應低的光伏電流和強的電壓降。為了避免這一點，分別借助旁路二極管分流在遮陰的光伏模塊上的電流，該旁路二極管允許以相對較高的電流運行。由于遮陰造成的IU特性曲線變化導致按照IU特性曲線產生的能量產出不再僅具有一個極大值，而是具有按照圖1的多個極大值（MPP）。利用所謂的MPP跟蹤器來按照MPP法控制光伏逆變器。在此，這樣設置中間電路電壓，使得給出極大功率MPP。

在沒有搜索方法的條件下可能僅找到局部極大值。這會導致極大的產量損失。然而如果在不存在遮陰情況下開始搜索方法，則產生產量損失。但是應當盡可能地避免這一點。

WO2006/081038A2公開了用于確定運行區域內的變化的特征值的一種系統和一種方法。WO2006/081038A2的圖4示出了一種用于在部分遮陰光伏陣列的情況下應用的搜索方法，其中以有規律的間隔實施關于特性曲線的完整的搜索過程。在此，光伏設備的逆變器遍歷整個運行區域并且在此使用電流作為調節的調節參數。

按照DE102010036966A1執行一種搜索過程，依據的是當前使用的工作點不再位于全局極大值的概率。在此，光伏設備的逆變器也遍歷整個運行區域。將基于在過去的和當前的全局極大值之間的電壓差搜索全局極大值用作搜索的初始化。

另外的文獻（DHOPLE,BELL,DAVOUDI,CHAPMAN,DOMINGUEZ-GARCIA:A global maximum power point tracking method for PV module integrated converters.In:Energy Conversion Congress and Exposition(ECCE),2012IEEE,2012,4762-4767頁）示出了一種裝置，其中僅當至少一個旁路二極管導通時，對于全局極大值實施搜索過程。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，建議一種用于光伏陣列的產量優化的方法，該方法在遮陰光伏模塊的情況下確保了盡可能小的產量損失。

上述技術問題通過具有按照本發明的特征的方法來解決。其包括如下步驟：

a）在根據MPP（Maximum Power Point）法控制逆變器的情況下周期地測量電流Iakt和中間電路電壓U，并存儲所測量的電流值，

b）將中間電路電壓U降低到這樣的值，該值超過容許逆變器運行的中間電路電壓的最小值Umin不多于100%，

c）在減小的中間電路電壓的情況下測量電流Ired并且與前面存儲的電流Iakt的當前值相比較，

d）在電流Ired和Iakt之間的差超過預定的閾值的情況下導入搜索全局MPP（Maximum Power Point）的搜索方法，

e）否則，在MPP的情況下以最后存儲的電流Iakt的電流值來繼續運行。

附圖說明

下面對照附圖對本發明的實施例作進一步的說明。附圖中：

圖1和圖2示出了光伏陣列的部分遮陰對其IU特性曲線（電流-電壓特性曲線）的影響，

圖3示出了光伏陣列的部分遮陰對其功率特性曲線的影響，

圖4示出了光伏陣列的部分遮陰對在小的中間電路電壓UMPPmin的情況下的電流IMPPmin的影響，

圖5示出了在周期地采樣IU特性曲線以搜索全局極大功率時伴隨有產量損失的功率變化，