一種光伏發電控制系統的製作方法

2023-10-28 12:09:02 2

一種光伏發電控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種光伏發電控制方法及系統，包括以下步驟：判斷變換器內部環境溫度是否低於預設溫度閾值；如果是，則控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能量；所述變換器包括逆變器和直流變換器，或，所述變換器僅包括逆變器。通過檢測變換內部環境溫度，來控制並聯在光伏組件輸出端的電阻網絡進行工作，由於電阻工作時，會產生熱量，這樣變換器內部的環境溫度會逐漸升高，從而可以使變換器等光伏發電裝置在外界環境很低時也可以保證正常工作。
【專利說明】一種光伏發電控制系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光伏發電【技術領域】，尤其涉及一種光伏發電控制系統。

【背景技術】
[0002] 隨著世界能源的緊缺，現在很多區域利用太陽能發電，又稱為光伏發電。
[0003] 在太陽能發電系統中，光伏板將光能轉換為電能。由於光伏板輸出的電能為直流 電，因此，需要利用變換器將直流電逆變為交流電輸送給電網或者直接給負載使用。
[0004] 光伏發電系統可能工作在環境溫度很低的區域，例如北美、北極等地方。目前，光 伏發電系統的工作溫度需要保持在零下25攝氏度以上，溫度太低系統中的部分元器件將 不能正常工作，機器將會停止工作。
[0005] 由於系統外部的環境溫度很低，並且器件又沒有工作，因此，系統內的溫度很難快 速上升到零下25攝氏度以上。這樣，機器將會長時間停止工作，因此長時間不能發電，這樣 低溫持續時間較長時，用戶會損失較多的發電量。


【發明內容】

[0006] 本發明提供一種光伏發電控制系統，能夠在變換器內部環境溫度比較低時，給系 統內部加熱，使機箱內部環境溫度升高，部分元器件達到恢復穩定，變換器能快速恢復工 作，給客戶更快的發電。
[0007] 本發明提供一種光伏發電控制方法，包括以下步驟：
[0008] 判斷變換器內部環境溫度是否低於預設溫度閾值；
[0009] 如果是，則控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能 量；
[0010] 所述變換器包括逆變器和直流變換器，或，所述變換器僅包括逆變器。
[0011] 優選地，所述電阻網絡包括至少兩個電阻；
[0012] 所述控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能量，具 體為：
[0013] 當判斷變換器內部環境溫度低於第一預設溫度時，控制所有電阻均並聯在所述光 伏組件的輸出端，所有電阻開始消耗所述光伏組件輸出的能量；
[0014] 間隔第一預定時間段後，繼續判斷變換器內部環境溫度，當所述變換器內部環境 溫度低於第二預設溫度時，控制部分電阻從所述光伏組件的輸出端斷開，僅剩餘電阻消耗 所述光伏組件輸出的能量；
[0015] 所述第一預設溫度小於所述第二預設溫度；
[0016] 所述預設溫度閾值大於或等於所述第一預設溫度，且小於或等於所述第二預設溫 度。
[0017] 優選地，所述電阻網絡包括兩個電阻，分別是第一電阻和第二電阻；還包括第一開 關和第-開關；
[0018] 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二 電阻串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端；
[0019] 判斷變換器內部環境溫度是否低於所述第一預設溫度；
[0020] 如果是，則控制第一開關閉合；
[0021] 第一開關閉合第一預定時間段後判斷變換器內部環境溫度是否低於所述第二預 設溫度；
[0022] 如果是，則控制第二開關閉合。
[0023] 優選地，當判斷所述變換器內部環境溫度高於所述預設溫度閾值時，還包括：
[0024] 判斷所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；
[0025] 如果是，則控制部分電阻並聯在所述光伏組件的輸出端，所述部分電阻開始消耗 所述光伏組件輸出的能量；
[0026] 間隔第二預定時間段後，所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；當所述 光伏組件的輸出電壓還高於所述預設電壓值時，控制剩餘電阻並聯在所述光伏組件的輸出 端，所有電阻消耗所述光伏組件輸出的能量。
[0027] 優選地，所述電阻網絡包括兩個電阻，分別是第一電阻和第二電阻；還包括第一開 關和第-開關；
[0028] 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二 電阻串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端；
[0029] 判斷所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；
[0030] 如果是，則控制第一開關閉合；
[0031] 第一開關閉合第二預定時間段後，繼續判斷光伏組件的輸出電壓是否還高於預設 電壓值；
[0032] 如果是，則控制第二開關閉合。
[0033] 本發明實施例提供一種光伏發電控制系統，包括：變換器、光伏組件、控制器、溫度 傳感器；
[0034] 所述變換器，用於將所述光伏組件輸出的直流電變換為交流電輸送給電網或負 載；
[0035] 所述溫度傳感器，用於檢測所述變換器內部環境溫度，並將檢測的變換器內部環 境溫度發送給所述控制器；
[0036] 所述控制器，用於判斷變換器內部環境溫度是否低於預設溫度閾值；
[0037] 如果是，則控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能 量。
[0038] 優選地，所述電阻網絡包括至少兩個電阻；
[0039] 所述控制器，用於當判斷變換器內部環境溫度低於第一預設溫值時，控制所有電 阻均並聯在所述光伏組件的輸出端，所有電阻開始消耗所述光伏組件輸出的能量；間隔第 一預定時間段後，繼續判斷變換器內部環境溫度，當所述變換器內部環境溫度低於第二預 設溫度時，控制部分電阻從所述光伏組件的輸出端斷開，僅剩餘電阻消耗所述光伏組件輸 出的能量；
[0040] 所述第一預設溫度小於所述第二預設溫度；
[0041] 所述預設溫度閾值大於或等於所述第一預設溫度，且小於或等於所述第二預設溫 度。
[0042] 優選地，所述電阻網絡包括兩個電阻，分別是第一電阻和第二電阻；該系統還包括 第一開關和第二開關；
[0043] 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二 電阻串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端；
[0044] 所述控制器，用於判斷變換器內部環境溫度低於所述第一預設溫度時，控制第一 開關閉合；第一開關閉合第一預定時間段後判斷變換器內部環境溫度是否低於所述第二預 設溫度；如果是，則控制第二開關閉合。
[0045] 優選地，還包括：電壓傳感器；
[0046] 所述電壓傳感器，用於檢測所述光伏組件的輸出電壓，將檢測的所述輸出電壓發 送給所述控制器；
[0047] 所述控制器，還用於判斷所述變換器內部環境溫度高於所述預設溫度閾值時，判 斷所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；
[0048] 如果是，則控制所有電阻均並聯在所述光伏組件的輸出端，所有電阻開始消耗所 述光伏組件輸出的能量；
[0049] 間隔第二預定時間段後，所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；當所述 變換器內部環境溫度還低於所述預設電壓值時，控制部分電阻從所述光伏組件的輸出端斷 開，僅剩餘電阻消耗所述光伏組件輸出的能量。
[0050] 優選地，所述電阻網絡包括兩個電阻，分別是第一電阻和第二電阻；該系統還包括 第一開關和第二開關；
[0051] 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二 電阻串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端；
[0052] 所述控制器，用於判斷所述光伏組件的輸出電壓高於預設電壓值時，控制所述第 一開關閉合；所述第一開關閉合第一預定時間段後，繼續判斷光伏組件的輸出電壓是否還 高於預設電壓值，如果是，則控制所述第二開關閉合。
[0053] 與現有技術相比，本發明具有以下優點：
[0054] 本實施例提供的方法，通過檢測變換內部環境溫度，來控制並聯在光伏組件輸出 端的電阻網絡進行工作，由於電阻工作時，會產生熱量，這樣變換器內部的環境溫度會逐漸 升高，從而可以使變換器等光伏發電裝置在外界環境很低時也可以保證正常工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0055] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0056] 圖1是本發明提供的光伏發電控制方法實施例一流程圖；
[0057] 圖2是本發明提供的光伏發電控制方法實施例二流程圖；
[0058] 圖3是本發明提供的光伏發電控制方法實施例三流程圖；
[0059] 圖3a是本發明提供的光伏發電控制方法基於的系統示意圖；
[0060] 圖3b是本發明提供的第一開關和第二開關的驅動信號圖；
[0061] 圖4是本發明提供的光伏發電控制方法實施例四流程圖；
[0062] 圖5是本發明提供的光伏發電控制方法實施例五流程圖；
[0063] 圖6是本發明提供的光伏發電控制系統實施例一示意圖；
[0064] 圖7是本發明提供的光伏發電控制系統實施例二示意圖；
[0065]圖8是本發明提供的光伏發電控制系統實施例三示意圖。

【具體實施方式】
[0066] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0067] 為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0068] 方法實施例一：
[0069] 參見圖1，該圖為本發明提供的光伏發電控制方法實施例一流程圖。
[0070] 本實施例提供的光伏發電控制方法，包括以下步驟：
[0071] S101 :判斷變換器內部環境溫度是否低於預設溫度閾值；如果是，則執行S102 ;
[0072] 需要說明的是，所述變換器可以僅包括逆變器，也可以既包括逆變器又包括直 流-直流變換器，即包括DC-DC變換器和DC-AC變換器。
[0073] 當檢測到變換器內部環境溫度低於預設溫度閾值時，溫度如果再繼續下降，包括 變換器在內的光伏發電裝置將不能正常工作，例如，預設溫度閾值可以設置為零下25攝氏 度，低於零下25攝氏度時，需要採取加熱措施，使光伏發電裝置內部的環境溫度升高，以保 證光伏發電裝置內部的各個器件可以正常工作。
[0074] S102 :控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能量。
[0075] 需要說明的是，本發明實施例中採用易於散熱的消耗功率的器件，例如電阻在消 耗電能時會散發熱量。另外，可以理解的是，電阻網絡可以為多個串聯或者並聯，或者串聯 並聯結合在一起的網絡。
[0076] 需要說明的是，所述電阻網絡中的電阻優選採用功率電阻，由於功率電阻通過電 流時會較快地發熱，並且易於散熱。另外，為了使功率電阻迅速在變換器內部均勻地散發熱 量，使變換器內部溫度較快地升高，可以在功率電阻周圍添加散熱器，使功率電阻散出的熱 量均勻地在變換器的殼體內部傳開，這樣有利於變換器殼體內部的溫度快速上升，從而保 證變換器中各個器件正常工作。
[0077] 另外，為了溫度可以迅速上升，優選散熱器和電阻捆綁在一起，並且均放置在變換 器殼體內部的底部，因為熱量是由下向上流動的。這樣可以使熱量迅速上升，從而填充整個 變換器的殼體。
[0078] 本實施例提供的方法，通過檢測變換器內部環境溫度，來控制並聯在光伏組件輸 出端的電阻網絡進行工作，由於電阻工作時，會產生熱量，這樣變換器內部的環境溫度會逐 漸升高，從而可以使變換器等光伏發電裝置在外界環境很低時也可以保證正常工作。並且， 該方法控制簡單，增加的硬體設備也少，成本低。
[0079] 可以理解的是，當檢測到變換器內部環境溫度升到一定溫度值時，可以控制電阻 網絡退出工作，這樣可以避免電阻網絡過多地消耗光伏組件輸出的功率。
[0080] 方法實施例二：
[0081] 參見圖2,該圖為本發明提供的光伏發電控制方法實施例二流程圖。
[0082] 本實施例中以所述電阻網絡包括至少兩個電阻為例進行介紹；
[0083] 所述控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能量，具 體為：
[0084] S201 :當判斷變換器內部環境溫度低於第一預設溫度Tsetl時，控制所有電阻均 並聯在所述光伏組件的輸出端，所有電阻開始消耗所述光伏組件輸出的能量；
[0085] S202 :間隔第一預定時間段後，繼續判斷變換器內部環境溫度，當所述變換器內部 環境溫度低於第二預設溫度Tset2時，控制部分電阻從所述光伏組件的輸出端斷開，僅剩 餘電阻消耗所述光伏組件輸出的能量；
[0086] 所述第一預設溫度Tsetl小於所述第二預設溫度Tset2 ;
[0087] 所述預設溫度閾值Tset大於或等於所述第一預設溫度Tsetl，且小於或等於所述 第二預設溫度Tset2。
[0088] 例如，Tsetl為零下25攝氏度，Tset2是零下20攝氏度。
[0089] 本實施例中，當變換器內部環境溫度很低時，將電阻網絡中所有的電阻均接入光 伏組件的輸出端，這樣可以最大限度地消耗光伏組件輸出的功率，進而可以快速升溫，使變 換器內部環境溫度提高。當變換器內部環境溫度升高到一定值時，可以將一部分電阻斷開， 剩餘的電阻還繼續接入，進而發熱，保持變換器內部的環境溫度在正常工作的範圍內。
[0090] 方法實施例三：
[0091] 參見圖3,該圖為本發明提供的光伏發電控制方法實施例三流程圖。
[0092] 下面以電阻網絡包括兩個電阻為例進行介紹。
[0093] 所述電阻網絡包括兩個電阻，分別是第一電阻R1和第二電阻R2 ;還包括第一開關 K1和第二開關K2 ;具體可以參見圖3a。
[0094] 所述第一開關K1和第一電阻R1串聯後並聯在光伏組件100的輸出端；所述第二 開關K2和第二電阻R2串聯後並聯在所述光伏組件100的輸出端；
[0095] S301 :判斷變換器200內部環境溫度是否低於所述第一預設溫度Tsetl ;如果是， 則執行S302 ;
[0096] 可以理解的是，變換器內部環境溫度是需要溫度傳感器來測量的，因為對於變換 器200來說，溫度傳感器是必備的設備，例如逆變器中一般都需要檢測溫度來控制散熱設 備等。
[0097] 需要說明的是，R1、K1、R2、K2和變換器200均是設置在同一個殼體內部的，如圖中 的大虛框所示。
[0098] S302 :控制第一開關Κ1閉合；
[0099] S303 :第一開關Κ1閉合第一預定時間段後判斷變換器內部環境溫度是否低於所 述第二預設溫度Tset2 ;如果是，則執行S304 ;
[0100] S304 :控制第二開關K2閉合。
[0101] 可以理解的是，本實施例中是一個電阻接入時，接入的是R1，當然也可以僅接入 R2。這是個相對概念，不做具體限定。
[0102] 所述第一開關和第二開關可以為繼電器、IGBT或其他開關器件。
[0103] 需要說明的是，所述第一預定時間段可以為根據實際需要設置的值，可以理解的 是，可以設置的很小，也可以設置的比較大，當然也可以設置為0。
[0104] 需要說明的是，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值也可以根據需要來選擇，可以為 相同的阻值，也可以為不相同的阻值，在此不做具體限定。
[0105] 當所述第一開關和第二開關為IGBT時，控制所述第一開關和第二開關的驅動信 號為脈衝信號；
[0106] 所述脈衝信號的周期為Τ，高電平的時間段為Τ1，低電平的時間段為Τ2,所述 Τ1+Τ2 = Τ ;如圖3b所示。
[0107] 考慮電阻消耗功率大，故採用間歇性開通，即每隔T2時間開通一次，持續時間T1， 如圖3b所示，Tl，T2的取值取決於電阻所消耗的功率及散熱情況而定，當T1期間，此時光 伏組件的電壓加在電阻R1和/或R2的兩端，電阻將會消耗部分能量，並散發出熱量，變換 器內部環境溫度將會持續升高，當檢測到內部環境溫度高於Tset時，變換器可以正常發電 運行，關閉開關K1和/或K2的驅動信號。
[0108] 所述第一開關和第二開關在每個周期T的T1時間段內閉合，在所述T2時間段內 斷開。
[0109] 本實施例中以兩個電阻為例進行介紹，這兩個電阻均並聯在光伏組件的輸出端， 可以理解的是，流過電阻的電流越大，其上消耗的功率越高，這樣發熱也高，變換器內部環 境溫度較低時，利用兩個電阻同時發熱，這樣可以快速提升變換器內部的環境溫度，從而保 證變換器可以正常工作。如果變換器內部的環境溫度不是特別低，則可以僅使一個電阻消 耗熱量提高變換器內部環境溫度即可。
[0110] 方法實施例四：
[0111] 參見圖4,該圖為本發明提供的光伏發電控制方法實施例四流程圖。
[0112] 本實施例在方法實施例三的基礎上增加了對光伏組件輸出電壓的判斷，這是為了 解決光伏組件開路電壓太高的問題。
[0113] 由於為了提高逆變器的轉換效率，光伏組件的開路電壓配置的都比電網電壓要 高。但是，實際中有的地區的部分電網電壓（北美相電壓為277V)的較高，其中不少用戶配 置光伏組件的開路電壓基本接近逆變器的最大工作電壓。
[0114] 然而光伏組件的開路電壓和光伏組件外部溫度有較大關係，在相同光照下，外部 溫度越高，開路電壓越低，外部溫度越低，開路電壓越高。
[0115] 如果在常溫下配置的光伏組件的開路電壓點接近逆變器的最大電壓，則冬天光 伏組件的開路電壓將會超過逆變器的最大工作電壓，例如常溫配置電池板的開路電壓為 940V，冬天則可能到1050V甚至更高，此時已經超過逆變器的最大啟動電壓1000V，機器將 無法啟動而報故障，然而室外溫度較低，電池板的開路電壓短時間難以恢復到1000V以內， 故機器會持續較長時間不發電，此時用戶會損失發電量。
[0116] 因此，本申請通過電阻消耗光伏組件的功率，進而來拉低光伏組件的輸出電壓，即 降低光伏組件的開路電壓。
[0117] 當判斷所述變換器內部溫度高於所述預設溫度閾值時，還包括：
[0118] S401 :判斷所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；如果是，則執行S402 ;
[0119] S402:控制部分電阻並聯在所述光伏組件的輸出端，所述部分電阻開始消耗所述 光伏組件輸出的能量；
[0120] S403 :間隔第二預定時間段後，所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值； 如果是，則執行S404 ;
[0121] S404:控制剩餘電阻並聯在所述光伏組件的輸出端，所有電阻消耗所述光伏組件 輸出的能量。
[0122] 需要說明的是，所述預設電壓值可以根據實際需要來設置，例如設置為950V。首 先利用部分電阻來拉低光伏組件的開路電壓，當光伏組件的輸出電壓還是高於預設電壓值 時，可以繼續並聯電阻來繼續拉低光伏組件的開路電壓，一直到光伏組件的輸出電壓滿足 要求，這樣才能使逆變器發電運行。這樣可以在光伏組件的發電量比較高時，即開路電壓比 較高時，仍然能夠發電運行，從而為用戶提供更多的電量。
[0123] 方法實施例五：
[0124] 參見圖5,該圖為本發明提供的光伏發電控制方法實施例五流程圖。
[0125] 本實施例是基於方法實施例四的，以兩個電阻為例進行介紹。本實施例基於的系 統結構圖如圖3a所示。
[0126] 所述電阻網絡包括兩個電阻，分別是第一電阻和第二電阻；還包括第一開關和第 -開關；
[0127] 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二 電阻串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端；
[0128] S501 :判斷所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；如果是，則執行S502 ;
[0129] S502 :控制第一開關閉合；
[0130] S503:第一開關閉合第二預定時間段後，繼續判斷光伏組件的輸出電壓是否還高 於預設電壓值；如果是，則執行S504 ;
[0131] S504 :控制第二開關閉合。
[0132] 本實施例中以兩個電阻均並聯在光伏組件的輸出端為例進行介紹，首先閉合第一 開關，使第一電阻並聯在光伏組件的輸出端，各第一預定時間段後，檢測輸出電壓是否高於 預設電壓值，如果高於，說明光伏組件的開路電壓還是太高，需要繼續降低光伏組件的開路 電壓，此時再閉合第二開關，使第二電阻也接入光伏組件的輸出端，進一步拉低光伏組件的 開路電壓。
[0133] 可以理解的是，本實施例中僅是以兩個電阻為例進行介紹的，可以根據需要設置 多個電阻並聯在光伏組件的輸出端，例如並聯四個或五個。
[0134] 綜上所述，本發明以上實施例提供的方法，不僅可以在低溫環境中提高變換器內 部的環境溫度，使其能夠正常工作，而且能夠在光伏組件的開路電壓較高時，拉低光伏組件 的輸出電壓。
[0135] 基於以上實施例提供的一種光伏發電控制方法，還提供了 一種光伏發電控制系 統，下面結合附圖來詳細進行介紹。
[0136] 參見圖6,該圖為本發明提供的光伏發電控制系統實施例一示意圖。
[0137] 本實施例提供的光伏發電控制系統，包括：變換器200、光伏組件100、控制器300、 溫度傳感器400 ;
[0138] 所述變換器200,用於將所述光伏組件100輸出的直流電變換為交流電輸送給電 網；
[0139] 需要說明的是，所述變換器可以僅包括逆變器，也可以既包括逆變器又包括直 流-直流變換器，即包括DC-DC變換器和DC-AC變換器。
[0140] 所述溫度傳感器400,用於檢測所述變換器200內部環境溫度，並將檢測的溫度發 送給所述控制器300 ;
[0141] 所述控制器300,用於判斷變換器200內部環境溫度是否低於預設溫度閾值；如果 是，則控制並聯在光伏組件100的輸出端的電阻網絡500開始消耗光伏組件輸出的能量。
[0142] 當檢測到變換器內部環境溫度低於預設溫度閾值時，變換器內部環境溫度如果再 繼續下降，包括變換器在內的光伏發電裝置將不能正常工作，例如，預設溫度閾值可以設置 為零下25攝氏度，低於零下25攝氏度時，需要採取加熱措施，使光伏發電裝置內部的環境 溫度升高，以保證光伏發電裝置內部的各個器件可以正常工作。
[0143] 需要說明的是，本發明實施例中採用易於散熱的消耗功率的器件，例如電阻在消 耗電能時會散發熱量。另外，可以理解的是，電阻網絡可以為多個串聯或者並聯，或者串聯 並聯結合在一起的網絡。
[0144] 需要說明的是，所述電阻網絡中的電阻優選採用功率電阻，由於功率電阻通過電 流時會較快地發熱，並且易於散熱。另外，為了使功率電阻迅速在變換器內部均勻地散發熱 量，使變換器內部溫度較快地升高，可以在功率電阻周圍添加散熱器，使功率電阻散出的熱 量均勻地在變換器的殼體內部傳開，這樣有利於變換器殼體內部的溫度快速上升，從而保 證變換器中各個器件正常工作。
[0145] 另外，為了溫度可以迅速上升，優選散熱器和電阻捆綁在一起，並且均放置在變換 器殼體內部的底部，因為熱量是由下向上流動的。這樣可以使熱量迅速上升，從而填充整個 變換器的殼體。
[0146] 本實施例提供的系統，通過檢測變換器內部環境溫度，來控制並聯在光伏組件輸 出端的電阻網絡進行工作，由於電阻工作時，會消耗光伏組件輸出的功率，電阻上的電流越 大，則電阻上產生的熱量會越高，這樣變換器內部的環境溫度會逐漸升高，從而可以使變換 器等光伏發電裝置在外界環境很低時也可以保證正常工作。並且，該系統控制簡單，增加的 硬體設備也少，成本低。
[0147] 可以理解的是，當檢測到變換器內部環境溫度升到一定溫度時，可以控制電阻網 絡退出工作，這樣可以避免電阻網絡過多地消耗光伏組件輸出的功率。
[0148] 系統實施例二：
[0149] 參見圖7,該圖為本發明提供的光伏發電控制系統實施例二示意圖。
[0150] 可以理解的是，所述電阻網絡包括至少兩個電阻；
[0151] 所述控制器，用於當判斷變換器內部環境溫度低於第一預設溫值時，控制所有電 阻均並聯在所述光伏組件的輸出端，所有電阻開始消耗所述光伏組件輸出的能量；間隔第 一預定時間段後，繼續判斷變換器內部環境溫度，當所述變換器內部環境溫度低於第二預 設溫度時，控制部分電阻從所述光伏組件的輸出端斷開，僅剩餘電阻消耗所述光伏組件輸 出的能量；
[0152] 所述第一預設溫度小於所述第二預設溫度；
[0153] 所述預設溫度閾值大於或等於所述第一預設溫度，且小於或等於所述第二預設溫 度。
[0154] 本實施例中，當變換器內部環境溫度很低時，將電阻網絡中所有的電阻均接入光 伏組件的輸出端，這樣可以最大限度地消耗光伏組件輸出的功率，進而可以快速升溫，使變 換器內部環境溫度提高。當變換器內部環境溫度升高到一定值時，可以將一部分電阻斷開， 剩餘的電阻還繼續接入，進而發熱，保持變換器內部的環境溫度在正常工作的範圍內。
[0155] 本實施例中以所述電阻網絡包括兩個電阻為例進行介紹，分別是第一電阻R1和 第二電阻R2 ;該系統還包括第一開關K1和第二開關K2 ;
[0156] 所述第一開關K1和第一電阻R1串聯後並聯在光伏組件100的輸出端；所述第二 開關K2和第二電阻R2串聯後並聯在所述光伏組件100的輸出端；
[0157] 所述控制器100,用於判斷變換器200內部環境溫度低於所述第一預設溫度時，控 制第一開關K1閉合；第一開關K1閉合第一預定時間段後判斷變換器200內部環境溫度是 否低於所述第二預設溫度；如果是，則控制第二開關K2閉合。
[0158] 本實施例中以兩個電阻為例進行介紹，這兩個電阻均並聯在光伏組件的輸出端， 可以理解的是，流過電阻的電流越大，其上消耗的功率越高，這樣發熱也高，變換器內部環 境溫度較低時，利用兩個電阻同時發熱，這樣可以快速提升變換器內部的環境溫度，從而保 證變換器可以正常工作。如果變換器內部的環境溫度不是特別低，則可以僅使一個電阻消 耗熱量提高變換器內部環境溫度即可。
[0159] 系統實施例三：
[0160] 參見圖8,該圖為本發明提供的光伏發電控制系統實施例三示意圖。
[0161] 本實施例在方法實施例三的基礎上增加了對光伏組件輸出電壓的判斷，這是為了 解決光伏組件開路電壓太高的問題。
[0162] 由於為了提高逆變器的轉換效率，光伏組件的開路電壓配置的都比電網電壓要 高。但是，實際中有的地區的部分電網電壓（北美相電壓為277V)的較高，其中不少用戶配 置光伏組件的開路電壓基本接近逆變器的最大工作電壓。
[0163] 然而光伏組件的開路電壓和外部溫度有較大關係，在相同光照下，外部溫度越高， 開路電壓越低，外部溫度越低，開路電壓越高。
[0164] 如果在常溫下配置的光伏組件的開路電壓點接近逆變器的最大電壓，則冬天光 伏組件的開路電壓將會超過逆變器的最大工作電壓，例如常溫配置電池板的開路電壓為 940V，冬天則可能到1050V甚至更高，此時已經超過逆變器的最大啟動電壓1000V，機器將 無法啟動而報故障，然而室外溫度較低，電池板的開路電壓短時間難以恢復到1000V以內， 故機器會持續較長時間不發電，此時用戶會損失發電量。
[0165] 因此，本申請通過電阻消耗光伏組件的功率，進而來拉低光伏組件的輸出電壓，即 降低光伏組件的開路電壓。
[0166] 還包括：電壓傳感器600 ;
[0167] 所述電壓傳感器600,用於檢測所述光伏組件100的輸出電壓，將檢測的所述輸出 電壓發送給所述控制器300 ;
[0168] 所述控制器300,還用於判斷所述變換器200內部環境溫度高於所述預設溫度閾 值時，判斷所述光伏組件1〇〇的輸出電壓是否高於預設電壓值；
[0169] 如果是，則控制所有電阻均並聯在所述光伏組件100的輸出端，所有電阻開始消 耗所述光伏組件100輸出的能量；
[0170] 間隔第二預定時間段後，所述光伏組件100的輸出電壓是否高於預設電壓值；當 所述變換器200內部環境溫度還低於所述預設電壓值時，控制部分電阻從所述光伏組件 100的輸出端斷開，僅剩餘電阻消耗所述光伏組件100輸出的能量。
[0171] 下面以電阻網絡包括兩個電阻為例進行介紹：
[0172] 所述電阻網絡包括兩個電阻，分別是第一電阻R1和第二電阻R2 ;該系統還包括第 一開關K1和第二開關K2;
[0173] 所述第一開關K1和第一電阻R1串聯後並聯在光伏組件100的輸出端；所述第二 開關K2和第二電阻R2串聯後並聯在所述光伏組件100的輸出端；
[0174] 所述控制器300,用於判斷所述光伏組件100的輸出電壓高於預設電壓值時，控制 所述第一開關K1閉合；所述第一開關K1閉合第一預定時間段後，繼續判斷光伏組件100的 輸出電壓是否還高於預設電壓值，如果是，則控制所述第二開關K2閉合。
[0175] 需要說明的是，所述第一開關K1和第二開關K2可以為繼電器、IGBT或其他開關 器件。
[0176] 需要說明的是，所述第一預定時間段可以為根據實際需要設置的值，可以理解的 是，可以設置的很小，也可以設置的比較大，當然也可以設置為0。
[0177] 需要說明的是，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值也可以根據需要來選擇，可以為 相同的阻值，也可以為不相同的阻值，在此不做具體限定。
[0178] 當所述第一開關和第二開關為IGBT時，控制所述第一開關和第二開關的驅動信 號為脈衝信號；
[0179] 需要說明的是，所述預設電壓值可以根據實際需要來設置，例如設置為950V。首 先利用部分電阻來拉低光伏組件的開路電壓，當光伏組件的輸出電壓還是高於預設電壓值 時，可以繼續並聯電阻來繼續拉低光伏組件的開路電壓，一直到光伏組件的輸出電壓滿足 要求，這樣才能使逆變器發電運行。這樣可以在光伏組件的發電量比較高時，即開路電壓比 較高時，仍然能夠發電運行，從而為用戶提供更多的電量。
[0180] 本實施例中以兩個電阻均並聯在光伏組件的輸出端為例進行介紹，首先閉合第一 開關，使第一電阻並聯在光伏組件的輸出端，各第一預定時間段後，檢測輸出電壓是否高於 預設電壓值，如果高於，說明光伏組件的開路電壓還是太高，需要繼續降低光伏組件的開路 電壓，此時再閉合第二開關，使第二電阻也接入光伏組件的輸出端，進一步拉低光伏組件的 開路電壓。
[0181] 可以理解的是，本實施例中僅是以兩個電阻為例進行介紹的，可以根據需要設置 多個電阻並聯在光伏組件的輸出端，例如並聯四個或五個。
[0182] 綜上所述，本發明以上實施例提供的系統，不僅可以在低溫環境中提高變換器內 部的環境溫度，使其能夠正常工作，而且能夠在光伏組件的開路電壓較高時，拉低光伏組件 的輸出電壓。
[0183] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制。雖 然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人 員，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明 技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離 本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同 變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍內。
【權利要求】
1. 一種光伏發電控制方法，其特徵在於，包括以下步驟： 判斷變換器內部環境溫度是否低於預設溫度閾值； 如果是，則控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能量； 所述變換器包括逆變器和直流變換器，或，所述變換器僅包括逆變器。
2. 根據權利要求1所述的光伏發電控制方法，其特徵在於，所述電阻網絡包括至少兩 個電阻； 所述控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能量，具體 為： 當判斷變換器內部環境溫度低於第一預設溫度時，控制所有電阻均並聯在所述光伏組 件的輸出端，所有電阻開始消耗所述光伏組件輸出的能量； 間隔第一預定時間段後，繼續判斷變換器內部環境溫度，當所述變換器內部環境溫度 低於第二預設溫度時，控制部分電阻從所述光伏組件的輸出端斷開，僅剩餘電阻消耗所述 光伏組件輸出的能量； 所述第一預設溫度小於所述第二預設溫度； 所述預設溫度閾值大於或等於所述第一預設溫度，且小於或等於所述第二預設溫度。
3. 根據權利要求2所述的光伏發電控制方法，其特徵在於，所述電阻網絡包括兩個電 阻，分別是第一電阻和第二電阻；還包括第一開關和第二開關； 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二電阻 串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端； 判斷變換器內部環境溫度是否低於所述第一預設溫度； 如果是，則控制第一開關閉合； 第一開關閉合第一預定時間段後判斷變換器內部環境溫度是否低於所述第二預設溫 度； 如果是，則控制第二開關閉合。
4. 根據權利要求1所述的光伏發電控制方法，其特徵在於，當判斷所述變換器內部環 境溫度高於所述預設溫度閾值時，還包括： 判斷所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值； 如果是，則控制部分電阻並聯在所述光伏組件的輸出端，所述部分電阻開始消耗所述 光伏組件輸出的能量； 間隔第二預定時間段後，所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；當所述光伏 組件的輸出電壓還高於所述預設電壓值時，控制剩餘電阻並聯在所述光伏組件的輸出端， 所有電阻消耗所述光伏組件輸出的能量。
5. 根據權利要求4所述的光伏發電控制方法，其特徵在於，所述電阻網絡包括兩個電 阻，分別是第一電阻和第二電阻；還包括第一開關和第二開關； 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二電阻 串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端； 判斷所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值； 如果是，則控制第一開關閉合； 第一開關閉合第二預定時間段後，繼續判斷光伏組件的輸出電壓是否還高於預設電壓 值； 如果是，則控制第二開關閉合。
6. -種光伏發電控制系統，其特徵在於，包括：變換器、光伏組件、控制器、溫度傳感 器； 所述變換器，用於將所述光伏組件輸出的直流電變換為交流電輸送給電網或負載； 所述溫度傳感器，用於檢測所述變換器內部環境溫度，並將檢測的變換器內部環境溫 度發送給所述控制器； 所述控制器，用於判斷變換器內部環境溫度是否低於預設溫度閾值； 如果是，則控制並聯在光伏組件的輸出端的電阻網絡開始消耗光伏組件輸出的能量。
7. 根據權利要求6所述的光伏發電控制系統，其特徵在於，所述電阻網絡包括至少兩 個電阻； 所述控制器，用於當判斷變換器內部環境溫度低於第一預設溫值時，控制所有電阻均 並聯在所述光伏組件的輸出端，所有電阻開始消耗所述光伏組件輸出的能量；間隔第一預 定時間段後，繼續判斷變換器內部環境溫度，當所述變換器內部環境溫度低於第二預設溫 度時，控制部分電阻從所述光伏組件的輸出端斷開，僅剩餘電阻消耗所述光伏組件輸出的 能量； 所述第一預設溫度小於所述第二預設溫度； 所述預設溫度閾值大於或等於所述第一預設溫度，且小於或等於所述第二預設溫度。
8. 根據權利要求6所述的光伏發電控制系統，其特徵在於，所述電阻網絡包括兩個電 阻，分別是第一電阻和第二電阻；該系統還包括第一開關和第二開關； 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二電阻 串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端； 所述控制器，用於判斷變換器內部環境溫度低於所述第一預設溫度時，控制第一開關 閉合；第一開關閉合第一預定時間段後判斷變換器內部環境溫度是否低於所述第二預設溫 度；如果是，則控制第二開關閉合。
9. 根據權利要求6所述的光伏發電控制系統，其特徵在於，還包括：電壓傳感器； 所述電壓傳感器，用於檢測所述光伏組件的輸出電壓，將檢測的所述輸出電壓發送給 所述控制器； 所述控制器，還用於判斷所述變換器內部環境溫度高於所述預設溫度閾值時，判斷所 述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值； 如果是，則控制所有電阻均並聯在所述光伏組件的輸出端，所有電阻開始消耗所述光 伏組件輸出的能量； 間隔第二預定時間段後，所述光伏組件的輸出電壓是否高於預設電壓值；當所述變換 器內部環境溫度還低於所述預設電壓值時，控制部分電阻從所述光伏組件的輸出端斷開， 僅剩餘電阻消耗所述光伏組件輸出的能量。
10. 根據權利要求9所述的光伏發電控制系統，其特徵在於，所述電阻網絡包括兩個電 阻，分別是第一電阻和第二電阻；該系統還包括第一開關和第二開關； 所述第一開關和第一電阻串聯後並聯在光伏組件的輸出端；所述第二開關和第二電阻 串聯後並聯在所述光伏組件的輸出端； 所述控制器，用於判斷所述光伏組件的輸出電壓高於預設電壓值時，控制所述第一開 關閉合；所述第一開關閉合第一預定時間段後，繼續判斷光伏組件的輸出電壓是否還高於 預設電壓值，如果是，則控制所述第二開關閉合。
【文檔編號】H02S10/00GK104104311SQ201410390152
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年8月8日 優先權日:2014年8月8日
【發明者】耿後來, 楊本和, 徐清清, 邢軍, 李浩源, 梅曉東 申請人:陽光電源股份有限公司