一种光伏阵列控制装置及控制方法制造方法及图纸

一种光伏阵列控制方法，包括步骤：获取实时侦测的太阳光环境参数以及获取存储单元中的系统参数配置以及当地历史天气记录；基于太阳光环境参数中的太阳方位数据、光伏阵列的倾角以及该当地历史天气记录中的平均日辐射量计算可新增加的太阳能输出功率，并基于系统参数配置中的光伏阵列的重量以及太阳光环境参数中的风速计算转动该光伏阵列所需要消耗的功率；比较该新增加的太阳能输出功率是否大于转动所需要消耗的功率；如果是，则触发跟踪控制单元控制转动单元转动而带动光伏阵列旋转使得光伏阵列的光伏电池板与太阳光线保持垂直。本发明专利技术还提供一光伏阵列控制装置，本发明专利技术的光伏阵列控制装置及方法，能够保证光伏阵列输出的功率大于消耗的功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制装置，特别涉及一种光伏阵列的控制装置及控制方法。
技术介绍
目前，用于将太阳能转换成电能的光伏电池已经较广泛的使用在住宅等区域。通常一个光伏电池产生的电流不够一般住宅使用，所以将数块光伏电池连结在一起而形成了阵列光伏阵列。对于高效的太阳能光伏阵列发电系统来说，对日跟踪控制装置必不可少。能够精准的跟踪太阳位置且价格低廉的对日跟踪控制装置一直是研究热点之一，目前的对日跟踪控制装置根据所采用的对日跟踪方式的不同分为了单轴跟踪装置和双轴跟踪装置。单轴跟踪装置一般分为水平旋转结构或极轴旋转结构，随着太阳能光伏阵列跟踪系统的成熟与稳定，双轴跟踪装置的机装容量所占比例越来越大。现有的对日跟踪系统有它明显的优点，即提高电量输出功率，与固定式的光伏阵列发电系统相比可以提高30％-40％。但它也有很大的缺点：由于连续实时跟踪太阳位置，在旋转太阳能光伏电池板时会消耗一定的电量，由于目前的光伏阵列均包括大量光伏电池，光伏阵列的重量往往较重，因此常常导致消耗的电量反而大于实时跟踪太阳位置后增加的能量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有的光伏阵列跟踪系统进行改进，提供一种一种光伏阵列控制装置及控制方法，能够比较旋转光伏阵列的消耗功率与旋转后所增加的功率而确定是否进行光伏阵列的旋转。 本专利技术提供了一种光伏阵列控制装置，用于控制包括多个光伏电池板的光伏阵列的旋转，该光伏阵列控制装置包括侦测单元、转动单元以及跟踪控制单元，该侦测单元用于实时侦测包括太阳方位数据、光伏阵列的倾角以及风速在内的太阳光环境参数，其中，该光伏阵列控制装置还包括存储单元和处理单元。该存储单元存储有系统参数配置以及当地历史天气记录，该系统参数配置包括光伏阵列的重量，该当地历史天气记录包括预定时间内的平均日辐射量。该处理单元包括数据获取模块、计算模块以及计算模块。数据获取模块用于获取该侦测单元实时侦测的太阳光环境参数以及获取存储单元中的系统参数配置以及当地历史天气记录和太阳能光伏阵列历史发电记录。计算模块用于基于该侦测单元实时侦测的太阳方位数据、当地历史天气记录计算可新增加的太阳能输出功率，并基于系统参数配置中的光伏阵列的重量以及侦测单元侦测的风速计算转动该光伏阵列所需要消耗的功率。计算模块用于比较该新增加的太阳能输出功率以及转动所需要消耗的功率，并在判断新增加的太阳能输出功率大于转动所需要消耗的功率时，产生一控制信号至该跟踪控制单元，触发该跟踪控制单元根据太阳光方位传感器采集到的数据，计算出光伏阵列需要旋转的方向和角度，控制转动单元转动而带动光伏阵列旋转而使得光伏阵列的光伏电池板表面与太阳光线保持垂直。 其中，该控制模块还在判断新增加的太阳能输出功率小于或等于转动所需要消耗的功率时，不产生该控制信号，从而光伏阵列保持当前的角度。 其中，计算模块根据计算公式ΔQp＝Ioc×H×(1-Kop)×Cz计算该新增加的输出功率，其中，H位标准光强下的平均日辐射时数，等于平均日辐射量乘以一转换系数；Ioc为光伏电池板的最佳工作电流，为一固定值；Kop为斜面修正系数，等于当前光伏电池板表面与太阳光线之间的夹角的正弦值；Cz为修正系数，为一固定值。 其中，计算模块根据太阳方位数据以及光伏阵列的倾角确定当前光伏电池板表面与太阳光线之间的夹角，并计算得到该当前光伏电池板表面与太阳光线之间的夹角的正弦值。 其中，计算模块根据计算公式 Δ Q v = ( J T × n T 2 ) / ( 91200 × η ) ]]>计算该转动单元带动该光伏阵列旋转所消耗的功率。其中，JT表示转动惯量，与光伏阵列自身的重量相关；nT表示转动速度，为一与风速相关的值；η表示转换效率，为与转动单元相关的一固定值。 其中，该光伏阵列控制装置还包括一时钟单元，该处理单元中的各个模块还以24小时为周期，在获取时钟单元的时间为一第一预定时刻至第二预定时刻之间时执行上述的功能。 本专利技术还提供一种光伏阵列控制方法，用于控制包括多个光伏电池板的光伏阵列的旋转，应用于一光伏阵列控制装置中，该光伏阵列控制装置包括侦测单元、存储单元、转动单元以及跟踪控制单元，该方法包括步骤：获取侦测单元实时侦测的太阳光环境参数以及获取存储单元中的系统参数配置以及当地历史天气记录，其中，太阳光环境参数包括太阳方位数据、光伏阵列的倾角和风速，该当地历史天气记录可为预定时间内的平均日辐射量；基于该太阳方位数据、光伏阵列的倾角以及该平均日辐射量计算可新增加的太阳能输出功率，并基于系统参数配置中的光伏阵列的重量以及侦测的风速计算转动该光伏阵列所需要消耗的功率；比较该新增加的太阳能输出功率以及转动所需要消耗的功率，判断该新增加的太阳能输出功率是否大于转动所需要消耗的功率；如果是，则触发跟踪控制单元控制转动单元转动而带动光伏阵列旋转而使得光伏阵列的光伏电池板表面与太阳光线保持垂直。 其中，如果新增加的太阳能输出功率小于或等于转动所需要消耗的功率时，则不触发该跟踪控制单元控制转动单元转动，光伏阵列保持当前的角度。 其中，所述步骤“基于该太阳方位数据、光伏阵列的倾角以及该平均日辐射量计算可新增加的太阳能输出功率，并基于系统参数配置中的光伏阵列的重量以及侦测的风速计算转动该光伏阵列所需要消耗的功率”包括：根据计算公式ΔQp＝Ioc×H×(1-Kop)×Cz计算该新增加的输出功率，其中，H位标准光强下的平均日辐射时数，等于平均日辐射量乘以一转换系数；Ioc为光伏电池板的最佳工作电流，为一固定值；Kop为斜面修正系数，等于当前光伏电池板201表面与太阳光线之间的夹角的正弦值；Cz为修正系数，为一固定值；根据计算公式计算该转动单元带动该光伏阵列200旋转所消耗的功率。其中，JT表示转动惯量，与光伏阵列自身的重量相关；nT表示转动速度，为一与风速相关的值；η表示转换效率，为与转动单元相关的一固定值。 本专利技术的光伏阵列控制装置及控制方法，能够比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏阵列控制装置，用于控制包括多个光伏电池板的光伏阵列的旋转，该光伏阵列控制装置包括侦测单元、转动单元以及跟踪控制单元，该侦测单元用于实时侦测包括太阳方位数据、光伏阵列的倾角以及风速在内的太阳光环境参数，其特征在于，该光伏阵列控制装置还包括：存储单元，存储有系统参数配置以及当地历史天气记录，该系统参数配置包括光伏阵列的重量，该当地历史天气记录包括预定时间内的平均日辐射量；处理单元，包括：数据获取模块，用于获取该侦测单元实时侦测的太阳光环境参数以及获取存储单元中的系统参数配置以及当地历史天气记录和太阳能光伏阵列历史发电记录；计算模块，用于基于该侦测单元实时侦测的太阳方位数据、当地历史天气记录计算可新增加的太阳能输出功率，并基于系统参数配置中的光伏阵列的重量以及侦测单元侦测的风速计算转动该光伏阵列所需要消耗的功率；以及控制模块，用于比较该新增加的太阳能输出功率以及转动所需要消耗的功率，并在判断新增加的太阳能输出功率大于转动所需要消耗的功率时，产生一控制信号至该跟踪控制单元，触发该跟踪控制单元根据太阳光方位传感器采集到的数据，计算出光伏阵列需要旋转的方向和角度，控制转动单元转动而带动光伏阵列旋转而使得光伏阵列的光伏电池板表面与太阳光线保持垂直。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏阵列控制装置，用于控制包括多个光伏电池板的光伏阵列的旋转，
该光伏阵列控制装置包括侦测单元、转动单元以及跟踪控制单元，该侦测单元用
于实时侦测包括太阳方位数据、光伏阵列的倾角以及风速在内的太阳光环境参数，
其特征在于，该光伏阵列控制装置还包括：
存储单元，存储有系统参数配置以及当地历史天气记录，该系统参数配置包
括光伏阵列的重量，该当地历史天气记录包括预定时间内的平均日辐射量；
处理单元，包括：
数据获取模块，用于获取该侦测单元实时侦测的太阳光环境参数以及获
取存储单元中的系统参数配置以及当地历史天气记录和太阳能光伏阵列历史发电
记录；
计算模块，用于基于该侦测单元实时侦测的太阳方位数据、当地历史天
气记录计算可新增加的太阳能输出功率，并基于系统参数配置中的光伏阵列的重
量以及侦测单元侦测的风速计算转动该光伏阵列所需要消耗的功率；以及
控制模块，用于比较该新增加的太阳能输出功率以及转动所需要消耗的
功率，并在判断新增加的太阳能输出功率大于转动所需要消耗的功率时，产生一
控制信号至该跟踪控制单元，触发该跟踪控制单元根据太阳光方位传感器采集到
的数据，计算出光伏阵列需要旋转的方向和角度，控制转动单元转动而带动光伏
阵列旋转而使得光伏阵列的光伏电池板表面与太阳光线保持垂直。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该控制模块还在判断新增加
的太阳能输出功率小于或等于转动所需要消耗的功率时，不产生该控制信号，从
而光伏阵列保持当前的角度。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，计算模块根据计算公式Δ
Qp＝Ioc×H×(1-Kop)×Cz计算该新增加的输出功率，其中，H位标准光强下的平均
日辐射时数，等于平均日辐射量乘以一转换系数；Ioc为光伏电池板的最佳工作电
流，为一固定值；Kop为斜面修正系数，等于当前光伏电池板表面与太阳光线之间
的夹角的正弦值；Cz为修正系数，为一固定值。
4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，计算模块根据太阳方位数据
以及光伏阵列的倾角确定当前光伏电池板表面与太阳光线之间的夹角，并计算得

\t到该当前光伏电池板表面与太阳光线之间的夹角的正弦值。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，计算模块根据计算公式计算该转动单元带动该光伏阵列旋转所消耗的功率，其
中，表示转动惯量，与光伏阵列自身的重量相关；表示转动速度，为一与风速
相关的值；表示转换效率，为与转动单元相关的一固定值。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该光伏阵列控制装置还包括
一时钟单元，该处理单元中的各个模块还...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤小红，
申请(专利权)人：深圳市昆腾软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44