一种光伏跟踪轴的控制方法、装置及光伏跟踪系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光伏跟踪轴的控制方法、装置及光伏跟踪系统，基于逆变器最大输出功率确定光伏跟踪轴对应的预算跟踪角度，控制光伏跟踪轴的跟踪轴角度向预算跟踪角度方向调整，在跟踪轴角度调整过程中确定逆变器输出电流变化趋势，根据该电流变化趋势对预算跟踪角度进行准确性检测，并在确定预算跟踪角度不符合准确性要求时，对预算跟踪角度进行更新。本发明专利技术基于逆变器最大输出功率得到光伏跟踪轴理论上的最大输出功率角度，即预算跟踪角度，通过采集跟踪轴角度调整过程中逆变器输出电流变化趋势对预算跟踪角度进行准确性检测和更新，实现控制器对光伏跟踪轴的闭环控制，从而充分发挥光伏跟踪轴和逆变器最大功率点跟踪优势，最大化提升发电量。最大化提升发电量。最大化提升发电量。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏跟踪轴的控制方法、装置及光伏跟踪系统


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，更具体的说，涉及一种光伏跟踪轴的控制方法、装置及光伏跟踪系统。

技术介绍

[0002]在光伏跟踪领域，光伏跟踪系统通过调整光伏跟踪轴的跟踪角度使发电量最大化。现有的跟踪算法中，大部分采用传统天文算法使光伏跟踪轴正对太阳，来提升光伏跟踪系统的发电量。传统天文算法本质上是通过时间和地理参数等信息来计算太阳位置，然后调整光伏跟踪轴的跟踪角度使其在该时刻正对太阳，这种方法较为简单且通用。另外，也有在传统天文算法的基础上提出的改进天文算法，改进天文算法在传统天文算法的基础上增加了智能AI算法，通过针对不同天气类型对跟踪角度进行修正，提高散射天气，如多云和阴天时的发电量。
[0003]然而，无论是传统天文算法还是改进天文算法，都存在跟踪角度与逆变器最大功率点跟踪不匹配的问题，从而造成发电量损失。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术公开一种光伏跟踪轴的控制方法、装置及光伏跟踪系统，以实现充分发挥光伏跟踪轴和逆变器最大功率点跟踪优势，最大化提升发电量。
[0005]一种光伏跟踪轴的控制方法，应用于光伏跟踪系统的控制器，所述控制方法包括：
[0006]基于逆变器最大输出功率确定光伏跟踪轴对应的预算跟踪角度；
[0007]控制所述光伏跟踪轴的跟踪轴角度向所述预算跟踪角度方向调整；
[0008]在所述跟踪轴角度调整过程中，确定逆变器输出电流变化趋势；
[0009]基于所述逆变器输出电流变化趋势，对所述预算跟踪角度进行准确性检测，并在确定所述预算跟踪角度不符合准确性要求时，对所述预算跟踪角度进行更新。
[0010]可选的，所述基于逆变器最大输出功率确定光伏跟踪轴对应的预算跟踪角度，包括：
[0011]采用天文算法确定初始时刻的跟踪轴天文角度；
[0012]确定所述跟踪轴天文角度对应的所述逆变器最大输出功率；
[0013]基于功率和辐照的转换关系，得到所述逆变器最大输出功率对应的斜面总辐照度；
[0014]根据所述斜面总辐照量的计算方程，采用穷举水平面总辐照度的方法，得到水平面直射辐照度、水平面散射辐照度和反射辐照度；
[0015]对所述水平面直射辐照度、所述水平面散射辐照度和所述反射辐照度采用斜面辐照模型，通过所述穷举法得到所述斜面总辐照度最大时对应的倾角；
[0016]将所述倾角确定为所述预算跟踪角度。
[0017]可选的，所述控制所述光伏跟踪轴的跟踪轴角度向所述预算跟踪角度方向调整，
包括：
[0018]判断当前时刻天气类型相对于上一时刻天气类型是否发生变化；
[0019]如果否，则控制所述跟踪轴角度按照第一预设幅度角向所述预算跟踪角度方向调整；
[0020]如果是，则控制所述跟踪轴角度按照第二预设幅度角向所述预算跟踪角度方向调整，其中，所述第二预设幅度角大于所述第一预设幅度角。
[0021]可选的，所述当前时刻天气类型为：基于当前时刻直射比，从天气类型与直射比对应关系中查找得到；
[0022]所述上一时刻天气类型为：基于上一时刻直射比，从所述天气类型与直射比对应关系中查找得到。
[0023]可选的，所述基于所述逆变器输出电流变化趋势，对所述预算跟踪角度进行准确性检测，并在确定所述预算跟踪角度不符合准确性要求时，对所述预算跟踪角度进行更新，包括：
[0024]在当前时刻天气类型相对于上一时刻天气类型未发生变化时，确定当前时刻电流平均值和上一时刻电流平均值；
[0025]当所述当前时刻电流平均值大于所述上一时刻电流平均值时，继续控制所述跟踪轴角度向所述预算跟踪角度方向调整，同时根据所述当前时刻电流平均值反推得到当前最佳跟踪角度；
[0026]计算所述当前最佳跟踪角度与上一时刻最佳跟踪角度的差的绝对值，其中，所述上一时刻最佳跟踪角度为预先根据所述上一时刻电流平均值反推得到；
[0027]当所述绝对值不大于电机控制精度时，确定所述预算跟踪角度符合所述准确性要求，并维持所述预算跟踪角度不变；
[0028]当所述绝对值大于所述电机控制精度时，将所述预算跟踪角度更新为所述当前最佳跟踪角度，并控制所述跟踪轴角度改为向所述当前最佳跟踪角度方向调整；
[0029]其中，所述当前时刻电流平均值为：当前时刻的逆变器输出电流值和所述当前时刻之前的逆变器输出电流值的平均值，所述上一时刻电流平均值为：上一时刻的逆变器输出电流值和所述上一时刻之前的逆变器输出电流值的平均值。
[0030]可选的，还包括：
[0031]当所述当前时刻电流平均值不大于所述上一时刻电流平均值时，将计数次数记录为1，并将所述预算跟踪角度更新为所述当前最佳跟踪角度，控制所述跟踪轴角度改为向所述当前最佳跟踪角度方向调整。
[0032]可选的，还包括：
[0033]若下一时刻电流平均值不小于所述当前时刻电流平均值，则将所述计数次数继续加1，并将所述当前最佳跟踪角度更新为下一时刻最佳跟踪角度，控制所述跟踪轴角度改为向所述下一时刻最佳跟踪角度方向调整；
[0034]若连续的所述计数次数之和大于设定阈值，则停止控制所述跟踪轴角度调整，并维持此时的跟踪角度不变。
[0035]可选的，所述基于所述逆变器输出电流变化趋势，对所述预算跟踪角度进行准确性检测，并在确定所述预算跟踪角度不符合准确性要求时，对所述预算跟踪角度进行更新，
包括：
[0036]在当前时刻天气类型相对于上一时刻天气类型发生变化时，将所述跟踪轴角度每次调整的第二预设幅度角划分成多个角度调整段；
[0037]控制所述跟踪轴角度每次按照一个所述角度调整段向所述预算跟踪角度方向调整；
[0038]当第一个所述角度调整段调整结束后，获取实际控制角度处的逆变器第一输出电流和初始角度处的逆变器第二输出电流；
[0039]若所述逆变器第一输出电流大于所述逆变器第二输出电流，则控制所述跟踪轴角度开始第二个所述角度调整段调整，并根据所述逆变器第一输出电流更新所述预算跟踪角度。
[0040]可选的，还包括：
[0041]当第N个所述角度调整段调整结束后，获取第N个所述角度调整段在实际控制角度处的逆变器第三输出电流和第N
‑
1个所述角度调整段在实际控制角度处的逆变器第四输出电流；
[0042]当所述逆变器第三输出电流大于所述逆变器第四输出电流时，则控制所述跟踪轴角度开始第N+1个所述角度调整段调整，并根据所述逆变器第N输出电流更新所述预算跟踪角度，其中，2≤N≤M，N为正整数，M为将第二预设幅度角划分成所述角度调整段的总数量，当N＝M时，不存第N+1个所述角度调整段。
[0043]一种光伏跟踪轴的控制装置，应用于光伏跟踪系统的控制器，所述控制装置包括：
[0044]预算跟踪角度确定单元，用于基于逆变器最大输出功率确定光伏跟踪轴对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏跟踪轴的控制方法，其特征在于，应用于光伏跟踪系统的控制器，所述控制方法包括：基于逆变器最大输出功率确定光伏跟踪轴对应的预算跟踪角度；控制所述光伏跟踪轴的跟踪轴角度向所述预算跟踪角度方向调整；在所述跟踪轴角度调整过程中，确定逆变器输出电流变化趋势；基于所述逆变器输出电流变化趋势，对所述预算跟踪角度进行准确性检测，并在确定所述预算跟踪角度不符合准确性要求时，对所述预算跟踪角度进行更新。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于逆变器最大输出功率确定光伏跟踪轴对应的预算跟踪角度，包括：采用天文算法确定初始时刻的跟踪轴天文角度；确定所述跟踪轴天文角度对应的所述逆变器最大输出功率；基于功率和辐照的转换关系，得到所述逆变器最大输出功率对应的斜面总辐照度；根据所述斜面总辐照量的计算方程，采用穷举水平面总辐照度的方法，得到水平面直射辐照度、水平面散射辐照度和反射辐照度；对所述水平面直射辐照度、所述水平面散射辐照度和所述反射辐照度采用斜面辐照模型，通过所述穷举法得到所述斜面总辐照度最大时对应的倾角；将所述倾角确定为所述预算跟踪角度。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述光伏跟踪轴的跟踪轴角度向所述预算跟踪角度方向调整，包括：判断当前时刻天气类型相对于上一时刻天气类型是否发生变化；如果否，则控制所述跟踪轴角度按照第一预设幅度角向所述预算跟踪角度方向调整；如果是，则控制所述跟踪轴角度按照第二预设幅度角向所述预算跟踪角度方向调整，其中，所述第二预设幅度角大于所述第一预设幅度角。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述当前时刻天气类型为：基于当前时刻直射比，从天气类型与直射比对应关系中查找得到；所述上一时刻天气类型为：基于上一时刻直射比，从所述天气类型与直射比对应关系中查找得到。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述逆变器输出电流变化趋势，对所述预算跟踪角度进行准确性检测，并在确定所述预算跟踪角度不符合准确性要求时，对所述预算跟踪角度进行更新，包括：在当前时刻天气类型相对于上一时刻天气类型未发生变化时，确定当前时刻电流平均值和上一时刻电流平均值；当所述当前时刻电流平均值大于所述上一时刻电流平均值时，继续控制所述跟踪轴角度向所述预算跟踪角度方向调整，同时根据所述当前时刻电流平均值反推得到当前最佳跟踪角度；计算所述当前最佳跟踪角度与上一时刻最佳跟踪角度的差的绝对值，其中，所述上一时刻最佳跟踪角度为预先根据所述上一时刻电流平均值反推得到；当所述绝对值不大于电机控制精度时，确定所述预算跟踪角度符合所述准确性要求，并维持所述预算跟踪角度不变；
当所述绝对值大于所述电机控制精度时，将所述预算跟踪角度更新为所述当前最佳跟踪角度，并控制所述跟踪轴角度改为向所述当前最佳跟踪角度方向调整；其中，所述当前时刻电流平均值为：当前时刻的逆变器输出电流值和所述当前时刻之前的逆变器输出电流值的平均值，所述上一时刻电流平均值为：上一时刻的逆变器输出电流值和所述上一时刻之前的逆变器输出电流值的平均值。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：当所述当前时刻电流平均值不大于所述上一时刻电流平均值时，将计数次数记录为1，并将所述预算跟踪角度更新为所述当前最佳跟踪角度，控制所述跟踪轴角度改为向所述当前最佳跟踪角度方向调整。7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：若下一时刻电流平均值不小于所述当前时刻电流平均值，则将所述计数次数继续加1，并将所述当前最佳跟踪角度更新为下一时刻最佳跟踪角度，控制所述跟踪轴角度改为向所述下一时刻最佳跟踪角度方向调整；若连续的所述计数次数之和大于设定阈值，则停止控制所述跟踪轴角度调整，并维持此时的跟踪角度不变。8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述逆变器输出电流变化趋势，对所述预算跟踪角度进行准确性检测，并在确定所述预算跟踪角度不符合准确性要求时，对所述预算跟踪角度进行更新，包括：在当前时刻天气类型相对于上一时刻天气类型发生变化时，将所述跟踪轴角度每次调整的第二预设幅度角划分成多个角度调整段；控制所述跟踪轴角度每次按照一个所述角度调整段向所述预算跟踪角度方向调整；当第一个所述角度调整段调整结束后，获取实际控制角度处的逆变器第一输出电流和初始角度处的逆变器第二输出电流；若所述逆变器第一输出电流大于所述逆变器第二输出电流，则控制所述跟踪轴角度开始第二个所述角度调整段调整，并根据所述逆变器第一输出电流更新所述预算跟踪角度。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：当第N个所述角度调整段调整结束后，获取第N个所述角度调整段在实际控制角度处的逆变器第三输出电流和第N
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1个所述角度调整段在实际控制角度处的逆变器第四输出电流；当所述逆变器第三输出电流大于所述逆变器第四输出电流时，则控制所述跟踪轴角度开始第N+1个所述角度调整段调整，并根据所述逆变器第N输出电流更新所述预算跟踪角度，其中，2≤N≤M，N为正整数，M为将第二预设幅度角划分成所述角度调整段的总数量，当N＝M时，不存第N+1个所述角度调整段。10.一种光伏跟踪轴的控制装置，其特征在于，应用于光伏跟踪系统的控制器，所述控制装置包括：预算跟踪角度确定单元，用于基于逆变器最大输出功率确定光伏跟踪轴对应的预算跟踪角度；调整单元，用于控制所述光伏跟踪轴的跟踪轴角度向所述预算跟踪角度方向调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：马胜兵，夏登福，
申请(专利权)人：合肥仁卓智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：