光伏组件输出特性曲线获取电路、方法以及光伏发电系统技术方案

本申请公开了光伏组件输出特性曲线获取电路、方法以及光伏发电系统，从而更加全面地诊断光伏组件的运行状态。在该电路的外部接线上，其输入端连接至少一个光伏组件，其输出端与其他光伏组件输出特性曲线获取电路的输出端串联连接。该电路的内部电路包括第一开关、第二开关、第一二极管和缓冲电路；缓冲电路与第一开关串联后再并联在输入端；第一二极管反向并联在输出端；缓冲电路、第一开关和第二开关相串联后再与第一二极管并联。该电路的控制电路在一个控制周期下，先控制第二开关断开再控制第一开关闭合，采集本控制周期下所述至少一个光伏组件的状态参数，用以拟合出所述至少一个光伏组件的输出特征曲线，再控制第一开关断开、第二开关闭合。

【技术实现步骤摘要】
光伏组件输出特性曲线获取电路、方法以及光伏发电系统
本专利技术涉及光伏发电
，更具体地说，涉及光伏组件输出特性曲线获取电路、方法以及光伏发电系统。
技术介绍
在光伏发电系统中，单个光伏组件的输出往往不足以提供实际电压、功率需求，因此需要将多个光伏组件通过串并联构成一个整体来满足设计要求。然而，个别光伏组件由于局部阴影遮挡、老化、电势诱导衰减等因素影响，其输出特性可能与整体存在较大差异，那么在串并联后就会产生严重的失配损耗，影响整体发电量。因此，有必要获取光伏组件较为完整的输出特性曲线，从而更加全面地诊断光伏组件的运行状态，为系统维护提供参考依据。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了光伏组件输出特性曲线获取电路、方法以及光伏发电系统，从而更加全面地诊断光伏组件的运行状态。一种光伏组件输出特性曲线获取电路，其中：在外部接线上，其输入端连接至少一个光伏组件，其输出端与其他光伏组件输出特性曲线获取电路的输出端串联连接；其内部电路包括：第一开关、第二开关、第一二极管以及缓冲电路；所述缓冲电路与所述第一开关相串联后再并联在输入端上；所述第一二极管反向并联在输出端上；所述缓冲电路、所述第一开关以及所述第二开关相串联后再与所述第一二极管并联；其控制电路，用于在一个控制周期下，先控制所述第二开关断开、再控制所述第一开关闭合，采集本控制周期下所述至少一个光伏组件的状态参数，所述状态参数用于拟合出所述至少一个光伏组件的输出特征曲线，之后控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合。可选的，所述缓冲电路包括至少一个电感，或者包括至少一个电容，或者包括由至少一个电感和至少一个电容构成的串联结构、并联结构或串并联混合结构。可选的，所述内部电路还包括：与所述缓冲电路相并联的吸收电路，所述吸收电路用于在所述第一开关断开时，为所述缓冲电路提供能量泄放的路径。可选的，所述吸收电路包括第二二极管，所述第二二极管的导通方向与第一开关闭合后流经所述缓冲电路的电流方向相反。可选的，所述吸收电路包括电阻。可选的，所述吸收电路包括第二二极管和电阻，所述第二二极管和所述电阻串联，所述第二二极管的导通方向与第一开关闭合后流经所述缓冲电路的电流方向相反。可选的，所述控制电路采用具有波形延展功能的采样电路来采集所述至少一个光伏组件的状态参数。可选的，所述内部电路还包括第三二极管和储能装置，所述第三二极管串联所述储能装置后并联在所述光伏组件上；所述储能装置用于为所述光伏组件输出特性曲线获取电路供电。一种光伏发电系统，包括：如上述公开的任一种光伏组件输出特性曲线获取电路。一种光伏组件输出特性曲线获取方法，应用于光伏组件输出特性曲线获取电路；在所述光伏组件输出特性曲线获取电路的外部接线上，其输入端连接至少一个光伏组件，其输出端与其他光伏组件输出特性曲线获取电路的输出端串联连接；所述光伏组件输出特性曲线获取电路的内部电路包括：第一开关、第二开关、第一二极管以及缓冲电路；所述缓冲电路与所述第一开关相串联后再并联在输入端上；所述第一二极管反向并联在输出端上；所述缓冲电路、所述第一开关以及所述第二开关相串联后再与所述第一二极管并联；所述光伏组件输出特性曲线获取方法包括：判断是否接收到曲线获取指令；当接收到曲线获取指令时，在一个控制周期下，先控制所述第二开关断开、再控制所述第一开关闭合；采集本控制周期下所述至少一个光伏组件的状态参数，所述状态参数用于拟合出所述至少一个光伏组件的输出特征曲线；控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合。从上述的技术方案可以看出，本专利技术控制光伏组件进行开路电压状态/短路电压状态切换，并在切换过程中利用并联在光伏组件上的缓冲电路来减缓光伏组件电压或者电流的变化速度，从而在有限的采样频率内能够获得更多的离散的采样点，从而使得最终拟合得到的光伏组件输出特性曲线更接近真实的曲线，据此能够更加全面地诊断光伏组件的运行状态。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种光伏组件输出特性曲线获取电路结构示意图；图2为图1所示电路中的缓冲电路包括至少一个电感时的结构示意图；图3为图1所示电路中的缓冲电路包括至少一个电容时的结构示意图；图4为光伏组件电流-电压曲线图；图5为一种光伏组件长边被遮挡示意图；图6为图5对应的光伏组件电流-电压曲线图；图7为光伏组件短边被遮挡示意图；图8为图7对应的光伏组件电流-电压曲线图；图9为本专利技术实施例公开的又一种光伏组件输出特性曲线获取电路结构示意图；图10为图9所示电路中的吸收电路采用第二二极管实现时的结构示意图；图11为将电流传感器输出的1ms的电流波形延展到2ms后的电流波形的对比示意图；图12为本专利技术实施例公开的又一种光伏组件输出特性曲线获取电路结构示意图；图13为本专利技术实施例公开的一种光伏组件输出特性曲线获取方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，本专利技术实施例公开了一种光伏组件输出特性曲线获取电路，下面分别针对其外部接线、内部电路以及控制电路进行详述。在光伏组件输出特性曲线获取电路的外部接线上，其输入端连接至少一个光伏组件(图1仅以其输入端连接一个光伏组件作为示例)，其输出端与其他光伏组件输出特性曲线获取电路的输出端串联连接。具体的，在光伏发电系统中，多个光伏组件串联在一起构成组串，多个组串再并联在一起构成光伏阵列，从而获得更高的电压、功率输出。为更加全面地诊断各光伏组件的运行状态，获取系统维护的参考依据，本专利技术实施例针对各光伏组件配置了光伏组件输出特性曲线获取电路。在同一组串中，可以为每个光伏组件都单独配置一个光伏组件输出特性曲线获取电路，也可以将光伏组件分组，每组配置一个光伏组件输出特性曲线获取电路，也就是说，每一个光伏组件输出特性曲线获取电路的输入端可以连接一个或多个相串联的光伏组件。本专利技术实施例还设置同一组串下对应的各光伏组件输出特性曲线获取电路的输出端串联连接，由于光伏组件输出特性曲线获取电路不工作时相当于导线(详见下文描述)，所以在不工作时并不会改变同一组串中各光伏组件原本的串联关系，不影响光伏组件常规的运行状态(本申请中所指光伏组件常规的运行状态，是指光伏组件正常接入光伏发电系统进行电能输出)。此外需要说明的是，本专利技术实施例中所指光伏组件输出特征曲线，可以是光伏组件的输出电压随时间变化曲线(即电压-时间曲线)、光伏组件的输出电流随时间变化曲线(即电流-时间曲线)、光伏组件的输出电流随输出电压的变化曲线(即电流-电压曲线)或光伏组件的输出功率随输出电压的变化曲线(即功率-电压曲线)等，并不局限。光伏组件输出特性曲线获取电路的内部电路包括：第一开关S1、第二开关S2、第一二极管D1以及缓冲电路；所述缓冲电路与第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏组件输出特性曲线获取电路，其特征在于：在外部接线上，其输入端连接至少一个光伏组件，其输出端与其他光伏组件输出特性曲线获取电路的输出端串联连接；其内部电路包括：第一开关、第二开关、第一二极管以及缓冲电路；所述缓冲电路与所述第一开关相串联后再并联在输入端上；所述第一二极管反向并联在输出端上；所述缓冲电路、所述第一开关以及所述第二开关相串联后再与所述第一二极管并联；其控制电路，用于在一个控制周期下，先控制所述第二开关断开、再控制所述第一开关闭合，采集本控制周期下所述至少一个光伏组件的状态参数，所述状态参数用于拟合出所述至少一个光伏组件的输出特征曲线，之后控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合。

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件输出特性曲线获取电路，其特征在于：在外部接线上，其输入端连接至少一个光伏组件，其输出端与其他光伏组件输出特性曲线获取电路的输出端串联连接；其内部电路包括：第一开关、第二开关、第一二极管以及缓冲电路；所述缓冲电路与所述第一开关相串联后再并联在输入端上；所述第一二极管反向并联在输出端上；所述缓冲电路、所述第一开关以及所述第二开关相串联后再与所述第一二极管并联；其控制电路，用于在一个控制周期下，先控制所述第二开关断开、再控制所述第一开关闭合，采集本控制周期下所述至少一个光伏组件的状态参数，所述状态参数用于拟合出所述至少一个光伏组件的输出特征曲线，之后控制所述第一开关断开、所述第二开关闭合。2.根据权利要求1所述的光伏组件输出特性曲线获取电路，其特征在于，所述缓冲电路包括至少一个电感，或者包括至少一个电容，或者包括由至少一个电感和至少一个电容构成的串联结构、并联结构或串并联混合结构。3.根据权利要求1或2所述的光伏组件输出特性曲线获取电路，其特征在于，所述内部电路还包括：与所述缓冲电路相并联的吸收电路，所述吸收电路用于在所述第一开关断开时，为所述缓冲电路提供能量泄放的路径。4.根据权利要求3所述的光伏组件输出特性曲线获取电路，其特征在于，所述吸收电路包括第二二极管，所述第二二极管的导通方向与第一开关闭合后流经所述缓冲电路的电流方向相反。5.根据权利要求3所述的光伏组件输出特性曲线获取电路，其特征在于，所述吸收电路包括电阻。6.根据权利要求3所述的光伏组件输出特性曲线获取电路，其特征在于，所述吸收电路包括第二二极管和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞雁飞，倪华，杨宗军，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34