光伏功率转换器的功能自动跳转系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种光伏功率转换器的功能自动跳转系统和方法。根据本发明专利技术，检测光伏功率转换器的电流方向。根据检测到的光伏功率转换器的电流方向，使光伏功率转换器保持或跳转到相应的功能状态。根据本发明专利技术的技术，可以让光伏功率转换器无缝地满足发电和EL检测等应用场景，不需要人为干预和设置，可以大大提高自动化作业程度，减低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏发电，更具体地涉及光伏发电系统中的光伏功率转换器的功能自动跳转系统和方法。
技术介绍
近年来，随着全世界范围和中国市场的光伏发电系统的大规模普及，光伏发电已经成为新能源领域内的佼佼者。图1是典型的光伏发电系统的示意图。如图1所示，典型的电站光伏发电系统主要分为两个部分：多条光伏组串和汇流逆变。汇流逆变的功能是把多条光伏组串中产生的电能进行汇集、逆变和并网输出。多条光伏组串形成的光伏组件阵列是接受阳光照射和发电的单元，其中光伏组件先串后并，连接到汇流箱内，进行电能的产生和发送。光伏电站经常会采用最大功率点跟踪技术来提高电站的发电效率。最大功率点跟踪技术帮助光伏系统时时工作在最大输出功率点附近。这个功能通常有两种实现方法，一种是将最大功率点跟踪技术集成在汇流逆变部分，比如让逆变器工作在最大功率点上，从组串中抽取最大功率点。另一种是将最大功率点跟踪技术分散到各组件，通过单个组件的光伏功率转换器完成最大功率点跟踪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种技术来解决光伏功率转换器的状态跳转触发问题。通过判断当前流经光伏功率转换器的电流方向，实现自动状态跳转，从而使光伏功率转换器更好地适应应用环境。本专利技术所要保护的第一方面是一种用于光伏功率转换器的功能自动跳转系统，包括：光伏功率转换器，具有输入端口和输出端口；电流检测装置，用于检测光伏功率转换器的电流方向；以及功能跳转装置，用于根据检测到的光伏功率转换器的电流方向，使光伏功率转换器保持或跳转到相应的功能状态。优选地，所述电流检测装置通过检测光伏功率转换器内元件的电流方向来检测光伏功率转换器的电流方向。优选地，所述电流检测装置通过检测光伏功率转换器的输入端口或输出端口的电流方向来检测光伏功率转换器的电流方向。一方面，如果所述电流检测装置检测到的光伏功率转换器的电流方向为从输入端口到输出端口，则所述功能跳转装置使所述光伏功率转换器保持或跳转到光伏发电状态。另一方面，如果所述电流检测装置检测到的光伏功率转换器的电流方向为从输出端口到输入端口，则所述功能跳转装置使所述光伏功率转换器保持或跳转到检测状态。优选地，所述检测状态是EL检测状态。本专利技术所要保护的第二方面是一种用于光伏功率转换器的功能自动跳转方法，所述光伏功率转换器具有输入端口和输出端口，所述方法包括：检测光伏功率转换器的电流方向；以及根据检测到的光伏功率转换器的电流方向，使光伏功率转换器保持或跳转到相应的功能状态。优选地，检测光伏功率转换器的电流方向包括检测光伏功率转换器内元件的电流方向。优选地，检测光伏功率转换器的电流方向包括检测光伏功率转换器的输入端口或输出端口的电流方向。一方面，如果检测到的光伏功率转换器的电流方向为从输入端口到输出端口，则使所述光伏功率转换器保持或跳转到光伏发电状态。另一方面，如果检测到的光伏功率转换器的电流方向为从输出端口到输入端口，则使所述光伏功率转换器保持或跳转到检测状态。优选地，所述检测状态是EL检测状态。根据本专利技术的技术，可以让光伏功率转换器无缝地满足发电和EL检测等应用场景，不需要人为干预和设置，可以大大提高自动化作业程度，减低生产成本。附图说明下面参考附图结合实施例说明本专利技术。在附图中：图1是典型的光伏发电系统的示意图。图2图示说明了典型的光伏功率转换器的原理。图3图示说明了将光伏功率转换器抽象为一个二端口器件的示意图。图4示出了一个普通电源的使用情况。图5A图示说明了光伏功率转换器在发电用途时的电路示意图。图5B图示说明了光伏功率转换器在测试用途时的电路示意图。图6是根据本专利技术的优选实施例用于检测光伏功率转换器的电流方向的方法。图7示出了根据本专利技术的实施例的用于光伏功率转换器的功能自动跳转系统的框图。图8示出了根据本专利技术的实施例的用于光伏功率转换器的功能自动跳转方法的流程图。具体实施方式下面将结合附图来详细解释本专利技术的具体实施例。光伏功率转换器的基本原理是通过一定方式的转换，使得原来电流不完全匹配的组件，实现实时电流匹配，从而消除了组串中各组件的发电能力不匹配现象，提高了系统的整体发电量。这种发电量的提升时时刻刻都存在，在光伏电站20-30年的寿命中产生的经济效益和回报非常可观。图2图示说明了典型的光伏功率转换器的原理。图2的上半部分是没有安装光伏功率转换器的光伏组件(也适用于光伏组件内电池片子串，或者单个电池片)，它在光伏电站中的发电特性表现为出口电压Vout和出口电流Iout。因为各个组件的Iout由于种种原因不完全，从而产生不匹配现象。图2的下半部分是安装了光伏功率转换器的光伏组件。光伏功率转换器先连接在组件上，经过转换用新的出口特性(表现为出口电压Vout1和出口电流Iout1)代替光伏组件原本的出口特性。可以将光伏功率转换器进一步抽象为一个二端口器件。图3图示说明了将光伏功率转换器抽象为一个二端口器件的示意图。如图3所示，图左是二端口器件的输入端，由两个参数决定输入状态：Vin和Iin；图右是二端口器件的输出端，由两个参数决定输出状态：Vout和Iout。尽管图3中示出了电流方向以及电压的正负端子，但实际上，上述四个参数的方向性不唯一。通过箭头指定“正”方向，反方向相应为“负”方向。光伏功率转换器用于对光伏组件、电池串或电池片进行出口特性转换，从而改变光伏组件、电池串或电池片在光伏发电系统中的适应性，提升光伏发电系统的效率，稳定性等特性。通常情况下，光伏功率转换器不具备储能的特性，并且效率尽可能接近100％(通常情况下光伏功率转换器的效率接近100％)以便尽可能无损失地进行光伏发电能量转换。据此光伏功率转换器的输入输出特性根据图3标示可以用以下公式表示(Vin,Iin,Vout,Iout均为绝对值)以满足基本的能量守恒定律：Vin×Iin＝Vout×Iout(1)同样为二端口器件，光伏功率转换器和普通电源在使用方面存在巨大差异。普通电源通常的用途是供电，如从12V输入且产生5V输出。图4示出了一个普通电源的使用情况。如图4中所示，左边是输入端，除了Vin外，电流正向Iin指向电源模块，从而完成电能的输入。右边是输出端，除了Vout外，电流正向Iout指向电源模块外，从而完成电能的输出(Vout为负时相反)。虽然普通电源也可以抽象为二端口网络，但是使用情况和光伏功率转换器很不同，一般情况下，能量输入端和能量输出端不会改变功能，即能量从左边输入，右边输出。这样普通电源的状态只是按照这种使用情况设计主要功能和状态。如果遇到特殊情况，需要变换能量输入端为输出端，能量输出端为输入端，一般是由于意外情况，不是作为一个主要的工作模式出现。因此普通电源一般为后面这种情况特殊设计状态跳转和重要功能等。光伏功率转换器用在光伏组件中时的情况则不同。下面将描述光伏功率转换器接在光伏板上时的两种典型用途(不仅限于此)。图5A图示说明了光伏功率转换器在发电用途时的电路示意图。如图5A中所示，光伏组件在阳光下发电，并通过光伏功率转换器输送电能到负载或者逆变器等外围设备和电路等的情况。对于光伏功率转换器来说，左边是能量输入端，电流流进光伏功率转换器；右边是能量输出端，电流流出光伏功率转换器。图5A中示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光伏功率转换器的功能自动跳转系统，包括：光伏功率转换器，具有输入端口和输出端口；电流检测装置，用于检测光伏功率转换器的电流方向；以及功能跳转装置，用于根据检测到的光伏功率转换器的电流方向，使光伏功率转换器保持或跳转到相应的功能状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于光伏功率转换器的功能自动跳转系统，包括：光伏功率转换器，具有输入端口和输出端口；电流检测装置，用于检测光伏功率转换器的电流方向；以及功能跳转装置，用于根据检测到的光伏功率转换器的电流方向，使光伏功率转换器保持或跳转到相应的功能状态。2.根据权利要求1所述的用于光伏功率转换器的功能自动跳转系统，其中，所述电流检测装置通过检测光伏功率转换器内元件的电流方向来检测光伏功率转换器的电流方向。3.根据权利要求1所述的用于光伏功率转换器的功能自动跳转系统，其中，所述电流检测装置通过检测光伏功率转换器的输入端口或输出端口的电流方向来检测光伏功率转换器的电流方向。4.根据权利要求1所述的用于光伏功率转换器的功能自动跳转系统，其中：如果所述电流检测装置检测到的光伏功率转换器的电流方向为从输入端口到输出端口，则所述功能跳转装置使所述光伏功率转换器保持或跳转到光伏发电状态；如果所述电流检测装置检测到的光伏功率转换器的电流方向为从输出端口到输入端口，则所述功能跳转装置使所述光伏功率转换器保持或跳转到检测状态。5.根据权利要求4所述的用于光伏功...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，王强文，
申请(专利权)人：东莞市清能光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44