【技术实现步骤摘要】
一种无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路、方法
[0001]本专利技术涉及光伏运维
，具体涉及一种无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路、方法。
技术介绍
[0002]全球的经济重心位于北半球中高纬度地区，如美国、中国、日本、德国、英国、法国、加拿大等，此类地区的巨大能源消耗以及来自能源转型的碳排放压力，同时也造就了庞大的光伏市场。根据国际能源署IEA的统计，截至2019年末，全球光伏累计装机量达到了623GW，相当于28座三峡大坝的总装功率，市场规模9千多亿元人民币，其中中国、美国、日本、德国的光伏装机量占全球的63.1％。但在中高纬度地区，光伏系统在冬季会遭遇积雪的影响，使其无法高效发电，损失90％～100％的预期发电量，约占全年发电量的25％，屋顶过多的积雪也增加了建筑垮塌的风险。
[0003]现有的光伏组件积雪自动检测方式主要有：利用压力传感器检测光伏板表面积雪情况、利用超声波/激光/红外光传感器和接收器配对并通过接收器能否顺利接收到信号判断积雪情况、利用视觉传感器识别图像或颜色来检测是否积雪以及
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路，用于检测光伏组件上是否存在积雪，其特征在于，包括：至少一个光伏组件，依次串联；Buck
‑
Boost电路，包括由PWM信号控制的可控开关、与光伏组件连接的输入端，以及输出端；电流电压检测模块，其用于测量Buck
‑
Boost电路输入端和输出端的电压、电流；参考光照传感器，用于测量当前的阳光辐照强度I
Ref
，并通过与光伏组件的摆放倾角和数量相关的系数推断出无遮盖的光伏组件的最大输出功率kSI
Ref
，其中k为比例系数，S为参考光照传感器与当前待检测的光伏组件总受光面积相关的系数；继电器矩阵网络，通过继电器分别将不同的光伏组件接入到Buck
‑
Boost电路的输入端；控制芯片，与可控开关相连，通过改变PWM信号的占空比，使接入Buck
‑
Boost电路输入端的光伏组件的输出电压，在电压域内由小到大进行全局扫描，得到当前负载状态和辐照状态下光伏组件的最大输出功率P
x
；通过比较P
x
与kSI
Ref
的大小，判断光伏组件上的积雪覆盖程度。2.根据权利要求1所述无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路，其特征在于：所述Buck
‑
Boost电路包括IN+端、COM端、OUT
‑
端，其中IN+端、COM端构成Buck
‑
Boost电路的输入端，COM端、OUT
‑
端构成Buck
‑
Boost电路的输出端；输入端的电压与输出端的电压极性相反。3.根据权利要求2所述无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路，其特征在于：IN+端与每个光伏组件的正极分别通过一个继电器连接，COM端与每个光伏组件的负极分别通过一个继电器连接；上述继电器组成所述的继电器矩阵网络能够将不同的光伏组件接入到Buck
‑
Boost电路的输入端；COM端与OUT
‑
端连接一负载。4.根据权利要求2所述无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路，其特征在于：共有N个光伏组件依次串联，N≥2，IN+端与每个光伏组件的正极分别通过一个继电器连接，COM端与每个光伏组件的负极分别通过一个继电器连接，OUT
‑
端与从第二个开始的每个光伏组件的负极分别通过一个继电器连接；上述继电器组成的继电器矩阵网络能够将不同的光伏组件接入到Buck
‑
Boost电路的输入端或者输出端。5.根据权利要求2所述无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路，其特征在于：包括安装在各光伏组件背面的加热负载，所述加热负载连接至Buck
‑
Boost电路的输出端，或者与市电连接。6.根据权利要求1所述无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路，其特征在于：各光伏组件共同组成光伏系统；所述积雪自动检测电路包括与市电连接的光伏逆变器，以及用于控制光伏逆变器与光伏系统的通断的继电器。7.根据权利要求1所述无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路，其特征在于：所述参考光照传感器包括微型硅光电池、光电探测器、光照度计、小型光伏组件、常规尺寸光伏组件中的任意一种。8.一种无需外接传感器的光伏组件积雪自动检测电路，用于检测光伏组件上是否存在积雪，其特征在于：将权利要求1
‑
7中任一项所述积雪自动检测电路中的光伏组件，替换为
光伏组串；每个光伏组串包括至少一个光伏组件；光伏组串中包括多个光伏组件时，多个光伏组件依次串联，且第一个光伏组件的正极为该光伏组串的正极，最后一个光伏组件的负极为该光伏组串的负极。9.一种如权利要求8所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑佳楠，刘文，陈方才，凡流露，陈宇轩，张昕昱，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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