[發(fā)明專利]在電池串組中實(shí)現(xiàn)將光伏組件接入或移除的切換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710786790.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN109428544B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐郅（上海）新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H02S40/30
• 分類號(hào): H02S40/30;G05F1/67
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及到在電池串組中實(shí)現(xiàn)將光伏組件接入或移除的切換方法，電池串組包括串聯(lián)連接的多個(gè)光伏組件，每一個(gè)光伏組件均配置有將光伏組件耦合至到電池串組中的接入開關(guān)和將光伏組件從電池串組中屏蔽的移除開關(guān)。瞬態(tài)短接一次或多次待切換的光伏組件所屬的電池串組提供的串級(jí)電壓，待切換的光伏組件配置的處理器偵測(cè)電池串組是否發(fā)生瞬態(tài)短接事件，藉由偵測(cè)到的瞬態(tài)短接事件作為判斷從電池串組中將光伏組件接入或移除的依據(jù)，能夠控制組件在正常接入的工作模式或屏蔽的移除模式之間切換。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到光伏發(fā)電領(lǐng)域，確切的說(shuō)，是涉及到在含有光伏電池的應(yīng)用場(chǎng)合中采用可控制光伏組件接通或關(guān)斷的切換模塊，能夠根據(jù)實(shí)際情況決定切換模塊在接通組件的正常接入工作模式或屏蔽光伏組件的移除模式等之間切換。

背景技術(shù)

個(gè)體光伏組件輸出往往不足以提供實(shí)際功率需求，因此必須以串聯(lián)并聯(lián)的方式構(gòu)成光伏組件陣列來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求。在選取光伏組件構(gòu)成陣列時(shí)，通常會(huì)遇到由于串并聯(lián)的各個(gè)組件的電性參數(shù)不一致或串組發(fā)生部分或間歇性的遮蔽或老化等因素而導(dǎo)致串并聯(lián)后的輸出功率小于單個(gè)組件輸出功率之和的情況，專業(yè)術(shù)語(yǔ)稱之為失配損失，隨著光伏電站運(yùn)行年限的增加，它將不同程度得影響整個(gè)電站的實(shí)際發(fā)電量。傳統(tǒng)的集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)由于受到周邊建筑物、云朵位置、鄰近障礙物的大小等不可預(yù)見(jiàn)的因素，將導(dǎo)致光伏組件陣列的功率造成難以估計(jì)的損失。因此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)上述局部陰影產(chǎn)生的光伏陣列功率多峰的問(wèn)題進(jìn)行了多種全局最大功率點(diǎn)的研究探索取得了一些顯著成果，但仍然無(wú)法使所有光伏組件工作在各自的最大功率點(diǎn)處，沒(méi)有徹底解決因局部陰影遮擋問(wèn)題帶來(lái)的串組的整體功率的損失。對(duì)于集中光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于只有一個(gè)能量變換環(huán)節(jié)從直流到直流的電壓轉(zhuǎn)換，控制時(shí)既要考慮跟蹤電池板最大功率點(diǎn)，又要保證電網(wǎng)輸出電壓的幅值相位和正弦度，控制較為復(fù)雜逆變器多路輸入使用同一個(gè)MPPT，不能識(shí)別串并聯(lián)支路光伏組件的差異，會(huì)大幅度降低發(fā)電效率，因此對(duì)于光伏組件參數(shù)的離散性或太陽(yáng)輻射條件的差異造成的能量損失是無(wú)能為力的。同時(shí)，在串聯(lián)連接時(shí)若電流不匹配，會(huì)造成陣列工作在某一狀態(tài)下時(shí)，陣列內(nèi)個(gè)別光伏組件處于反向偏置形成熱斑，在并聯(lián)聯(lián)接時(shí)若電壓不匹配，會(huì)造成組件陣列工作在某一狀態(tài)下時(shí)，陣列內(nèi)形成環(huán)流熱斑和環(huán)流都會(huì)使串并聯(lián)聯(lián)接中的個(gè)別組件處于消耗功率的狀態(tài)，并可能損害組件壽命,特別當(dāng)光伏組件陣列無(wú)法工作在均勻的光照下，產(chǎn)生的失配損失就更大,組件通過(guò)接線盒中旁通二極管的連接可將工作異常的電池串旁通，部分減少電池或組件之間的電流不匹配帶來(lái)的功率損失，但無(wú)法消除因電池串組中任意一塊低電流的電池組件所帶來(lái)的電流匹配問(wèn)題。

功率優(yōu)化器的發(fā)電提升和電站的實(shí)際情況有很大關(guān)系，如在平坦地面無(wú)障礙物遮擋的大型電站和分布式光伏電站兩者的提升比例是不相同的，剛投運(yùn)的光伏電站和并網(wǎng)運(yùn)行有一定年數(shù)的電站安裝功率優(yōu)化器的提升比例也是不相同的，因此有必要通過(guò)實(shí)際的場(chǎng)景來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，積累數(shù)據(jù)進(jìn)行串組分析，可為電站的優(yōu)化運(yùn)行提供有益的參考。增加優(yōu)化器后的全年光伏出力增益，在不同的輻照下提升的比例是不同的。由于陣列中的光伏組件特性不一致容易造成電流失配問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)的整體發(fā)電效率大幅下降。為解決此問(wèn)題行業(yè)內(nèi)提出了分布式光伏功率優(yōu)化器的陣列架構(gòu)，為解決光伏陣列串聯(lián)組件的電流失配問(wèn)題提供了新的途徑。功率優(yōu)化器可以在電池組件出廠時(shí)直接與電池組件集成為配套的成套電力設(shè)備，功率優(yōu)化器還可以單獨(dú)另行在安裝到電池組件上。對(duì)于業(yè)界而言，新建的光伏電站采用功率優(yōu)化器與電池組件集成的方案比較節(jié)省成本，對(duì)于已經(jīng)存在的舊有光伏電站的升級(jí)改造則需要在原有的組件上去額外地安裝附加的功率優(yōu)化器。安全工作模式或最大功率點(diǎn)追蹤模式或休眠模式，是需要考慮的問(wèn)題，無(wú)論是檢修還是初次上電或安裝等情況，都需要在正常工作模式和安全模式之間切換以保障工作人員或業(yè)主的安全。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)可選的非限制性的實(shí)施例中，本申請(qǐng)公開了一種用于光伏組件的功率優(yōu)化器在不同工作模式之間切換的方法，其特征在于任意一個(gè)電池串組均包括串聯(lián)連接的多個(gè)光伏組件，每一個(gè)光伏組件均配置有用于執(zhí)行最大功率點(diǎn)追蹤的功率優(yōu)化器，每一個(gè)電池串組中各個(gè)光伏組件各自所對(duì)應(yīng)的功率優(yōu)化器串聯(lián)連接構(gòu)成一個(gè)鏈路從而提供串級(jí)電壓；