集散式光伏智能电源控制系统、光伏电源系统及控制方法技术方案

技术编号:15694832 阅读:136 留言:0更新日期:2017-06-24 10:08
本发明专利技术公开一种集散式光伏智能电源控制系统、光伏电源系统及控制方法,该智能电源控制系统包括多个单组串控制单元以及分别与各个单组串控制单元连接的集中控制单元,各个单组串控制单元分别对应控制一路光伏组串的输出功率,集中控制单元协调控制各单组串控制单元以协调控制各路所述光伏组串的输出功率;该光伏电源系统包括光伏阵列、上述控制系统及逆变器;该控制方法中各个单组串控制单元分别将对应路的光伏组串进行MPPT控制,集中控制单元实时获取各路光伏组串的输出功率状态,控制调整各路光伏组串的输出功率。本发明专利技术具有能够实现光伏发电智能优化匹配及整体协调控制,发电效率及可靠性高等优点。

Distributed type photovoltaic intelligent power supply control system, photovoltaic power supply system and control method

The invention discloses a distributed photovoltaic intelligent power control system, photovoltaic power system and control method, control system of the intelligent power supply comprises a plurality of single string control unit and central control unit respectively and each single string control unit is connected, each single string control unit corresponding to control output power of a PV group on the centralized control unit to coordinate and control the single string control unit to control the coordination of various output power of photovoltaic string; the photovoltaic power system consists of photovoltaic array, the control system and control method of the inverter; in each single string control unit respectively on the MPPT control of photovoltaic group corresponding to the road, the central control unit to obtain real-time output from PV string, adjust the output power of photovoltaic control group on the road. The invention has the advantages of realizing the intelligent optimization matching of the photovoltaic power generation and the overall coordination control, and the power generation efficiency and reliability.

【技术实现步骤摘要】
集散式光伏智能电源控制系统、光伏电源系统及控制方法
本专利技术涉及光伏发电
,尤其涉及一种集散式光伏智能电源控制系统、光伏电源系统及控制方法。
技术介绍
太阳能光伏发电系统是由光伏电池组件阵列、汇流配电、变流器等设备构成,其中光伏电池组件阵列包括多个光伏组串,每个光伏组串由若干光伏组件串联构成。大型光伏发电系统中由于光伏组件阵列的占地面积大,各个光伏组串输出特性存在一定差异,且可能受到阴影遮挡等因素的影响,采用单一的系统控制将会导致光伏组件阵列发电功率的失配,尤其是应用于丘陵地区、大型建筑屋顶等场合的光伏电站中,由于周边地势、建筑、树木等遮挡的影响,系统光伏组件失配损失甚至可高达3%~5%的发电量。针对应用于丘陵、大型复杂建筑屋顶等场合的光伏电站,为减少光伏组件的失配,目前通常是采用集散式光伏发电系统,如图1、2所示,由光伏电池组件、直流汇流升压单元以及逆变单元组成,通过直流汇流升压单元替代常规的光伏汇流设备,同时为获得最大输出功率,在直流汇流升压单元中设置最大功率点跟踪(MPPT)进行控制,各个直流汇流升压单元的若干光伏组串各自共用一个MPPT控制器,即为由1路MPPT控制器跟踪若干路光伏组串的多组串MPPT,且各MPPT控制器之间相互独立控制,实现对光伏阵列各区域的MPPT控制。但是采用上述多组串MPPT控制方式的集散式光伏发电系统,一方面,光伏阵列中各个光伏组串输出特性存在一定差异,多组串MPPT控制方式通过一路MPPT控制多个光伏组串,无法识别并联支路中各光伏组串的差异,也无法对光伏组串之间的差异进行平衡,因而发电系统仍然存在光伏组串并联失配问题,影响系统发电量;另一方面,各个MPPT控制器之间相互独立控制,光伏阵列整体之间无法实现相互协调控制,当存在光伏组串出现故障或被阴影遮挡等,使得降低或无法有效输出功率时,则会导致降低光伏发电的整体发电效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本专利技术提供一种结构简单、所需成本低、能够实现光伏发电优化匹配及整体协调控制的集散式光伏智能电源控制系统,及发电效率高且系统可靠性高的集散式光伏电源系统,以及实现方法简单、能够实现光伏发电智能优化匹配及整体协调,提高光伏发电效率及系统可靠性的控制方法。为解决上述技术问题,本专利技术提出的技术方案为:一种集散式光伏智能电源控制系统,其特征在于,包括多个单组串控制单元以及分别与各个所述单组串控制单元连接的集中控制单元,各个所述单组串控制单元分别对应控制一路光伏组串的输出功率,所述集中控制单元协调控制各所述单组串控制单元以协调控制各路所述光伏组串的输出功率。作为本专利技术控制系统的进一步改进:所述单组串控制单元包括MPPT控制器,用于控制跟踪所述光伏组串的最大功率。作为本专利技术控制系统的进一步改进:所述MPPT控制器包括功率管驱动电路、电压/电流采样电路以及处理器,所述电压/电流采样电路采样所述光伏组串的输入电压/电流以及输出电压/电流,输出给处理器,所述处理器根据接收到的采样信号,通过所述功率管驱动电路驱动功率管,控制所述光伏组串输出最大功率。作为本专利技术控制系统的进一步改进:所述集中控制单元包括功率协调控制模块,所述功率协调控制模块分别获取各个所述光伏组串的输出功率状态,并分别与预设状态进行比较,根据比较结果通过各所述单组串控制单元调整各路光伏组串的输出功率。作为本专利技术控制系统的进一步改进:当存在目标光伏组串的输出功率小于预设值时,具体分别通过对应的各所述单组串控制单元调整其余光伏组串的输出功率,以补偿目标光伏组串的输出功率。作为本专利技术控制系统的进一步改进,所述集中控制单元还包括状态监控模块,所述状态监控模块包括依次连接的状态获取子模块、状态判断子模块以及预警子模块,所述状态获取子模块实时获取各路光伏组串的状态数据,输出至所述状态判断子模块;所述状态判断子模块根据接收的所述状态数据判断各路光伏组串、各单组串控制单元的运行状态,若判断到存在异常,通过所述预警子模块发出预警信号;所述状态监控模块还包括异常控制子模块,用于在所述预警信号发出指定时间时,控制断开判断存在异常的光伏组串。本专利技术进一步提供一种集散式光伏电源系统,包括多个光伏阵列、多个上述智能电源控制系统以及分别与各个所述智能电源控制系统连接的逆变器,每个所述光伏阵列对应连接一个所述智能电源控制系统,所述光伏阵列中各路光伏组串分别对应连接所述智能电源控制系统中一个单组串控制单元,各个所述光伏阵列通过对应的所述智能电源控制系统控制输出功率,经过所述逆变器将光伏直流电转换为交流电输出。本专利技术进一步提供上述智能电源控制系统的控制方法,其特征在于,步骤包括:1)各个单组串控制单元分别将对应路的光伏组串进行MPPT控制,控制各路光伏组串输出最大功率;2)所述集中控制单元实时获取各路光伏组串的输出功率状态,并分别与预设状态进行比较,根据比较结果通过各所述单组串控制单元调整各路光伏组串的输出功率。作为本专利技术方法的进一步改进:所述步骤2)中当存在目标光伏组串的输出功率小于预设值时,具体分别通过对应的各所述单组串控制单元调整其余光伏组串的输出功率,以补偿目标光伏组串的输出功率。作为本专利技术方法的进一步改进:实时获取各路光伏组串的状态数据,根据所述状态数据判断各路光伏组串的运行状态,若判断到存在异常,发出预警信号;所述状态监控步骤还包括在所述预警信号发出指定时间时,控制断开判断存在异常的光伏组串步骤。与现有技术相比,本专利技术的优点在于:1)本专利技术通过多个单组串控制单元构成底层控制,由一个单组串控制单元对应控制一路光伏组串,可基于各个光伏组串的输出特性进行独立分散控制,避免不同光伏组串输出差异造成的发电功率失配,解决光伏组串之间的功率失配问题,同时结合集中控制单元作为上层控制,来协调控制各个单组串控制单元,能够实现光伏发电系统中各个光伏组串的智能优化匹配及整体协调控制;2)本专利技术进一步通过一个MPPT控制器对应接入一路光伏组串实现单组串MPPT控制,使得每个光伏组串均能够输出最大功率,保证光伏发电系统功率的最大化,结合集中控制单元,能够智能优化、协调各个光伏组串的输出功率,从而实现光伏直流发电的整体最优,使得各个光伏组串整体工作在最佳状态,提高系统的整体发电效率及可靠性;3)本专利技术进一步通过实时监测光伏组串、单组串控制单元的状态,在判断到存在异常时发出预警信号,以提前进行预警,可以实现智能监控管理,减少如设备停机等造成的损失,有效保障光伏系统的发电量和系统可靠性。附图说明图1是传统集散式光伏发电系统中直流汇流升压单元的结构原理示意图。图2是传统集散式光伏发电系统的结构原理示意图。图3是本专利技术实施例1集散式光伏智能电源控制系统的结构原理示意图。图4是本专利技术实施例1集散式光伏电源系统的结构原理示意图。图5是本专利技术实施例2智能电源控制系统的控制方法的实现流程示意图。图6是本专利技术实施例2中步骤2)的具体实现流程示意图。图例说明:1、单组串控制单元;2、集中控制单元。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述,但并不因此而限制本专利技术的保护范围。实施例1:如图3所示,本实施例集散式光伏智能电源控制系统包括多个单组串控制单元1以及分别与各个单本文档来自技高网
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集散式光伏智能电源控制系统、光伏电源系统及控制方法

【技术保护点】
一种集散式光伏智能电源控制系统,其特征在于,包括多个单组串控制单元(1)以及分别与各个所述单组串控制单元(1)连接的集中控制单元(2),各个所述单组串控制单元(1)分别对应控制一路光伏组串的输出功率,所述集中控制单元(2)协调控制各所述单组串控制单元(1)以协调控制各路所述光伏组串的输出功率。

【技术特征摘要】
1.一种集散式光伏智能电源控制系统,其特征在于,包括多个单组串控制单元(1)以及分别与各个所述单组串控制单元(1)连接的集中控制单元(2),各个所述单组串控制单元(1)分别对应控制一路光伏组串的输出功率,所述集中控制单元(2)协调控制各所述单组串控制单元(1)以协调控制各路所述光伏组串的输出功率。2.根据权利要求1所述的集散式光伏智能电源控制系统,其特征在于:所述单组串控制单元(1)包括MPPT控制器,用于控制跟踪所述光伏组串的最大功率。3.根据权利要求2所述的集散式光伏智能电源控制系统,其特征在于:所述MPPT控制器包括功率管驱动电路、电压/电流采样电路以及处理器,所述电压/电流采样电路采样所述光伏组串的输入电压/电流以及输出电压/电流,输出给处理器,所述处理器根据接收到的采样信号,通过所述功率管驱动电路驱动功率管,控制所述光伏组串输出最大功率。4.根据权利要求1或2或3所述的集散式光伏智能电源控制系统,其特征在于:所述集中控制单元(2)包括功率协调控制模块,所述功率协调控制模块分别获取各个所述光伏组串的输出功率状态,并分别与预设状态进行比较,根据比较结果通过各所述单组串控制单元(1)调整各路光伏组串的输出功率。5.根据权利要求4所述的集散式光伏智能电源控制系统,其特征在于:当存在目标光伏组串的输出功率小于预设值时,具体分别通过对应的各所述单组串控制单元(1)调整其余光伏组串的输出功率,以补偿目标光伏组串的输出功率。6.根据权利要求4所述的集散式光伏智能电源控制系统,其特征在于:所述集中控制单元(2)还包括状态监控模块,所述状态监控模块包括依次连接的状态获取子模块、状态判断子模块以及预警子模块,所述状态获取子模块实时获取各路光伏组串的状态数据,输出至所述状态判断...

【专利技术属性】
技术研发人员:张蓉王南赵香桂陈艺峰任艺管仁德朱淇凉张洪浩
申请(专利权)人:株洲中车时代电气股份有限公司
类型:发明
国别省市:湖南,43

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