[发明专利]基于实时最优效率的光伏电站优化控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种基于实时最优效率的光伏电站优化控制系统及方法。

背景技术

现实生活运用的光伏电站系统普遍存在系统整体效率偏低和供电不稳定的问题。传统光伏电站系统所包括的光伏电池组件和直交流光伏逆变器在实时运行过程中，经常会出现没有追踪到最大效率点的状态，甚至工作在效率极低的情况下，而造成光伏电站能量的大量损失。

由于光伏电池组件在实际运行过程中周围环境复杂，以及大多数光伏逆变器追踪最大功率点追踪方法的局限性，导致其仅局限在追踪功率曲线单峰情况下到的最大值，而且经常波动，对于多峰的功率曲线也就是组件串中存在失配的情况，却无法捕捉到最优的工作点，需要一种稳定并且合适的模糊理论控制方法，从而减少由于传统追踪过程的延时性和追踪值不正确导致较大能量的白白浪费。

光伏逆变器由于受到直流电压和直流功率的双重因素的影响，然而光伏逆变器的接线是固定的，目前的光伏发电系统接入到逆变器线路固定，也就是输入光伏逆变器的功率一般改变较小，而在给定输入直流功率时，可以理论计算出光伏逆变器最佳效率下的输入直流电压值，来保持光伏逆变器能够的高效率的运行。

发明内容

本发明的目的是，提供一种基于实时最优效率的光伏电站优化控制系统及方法，能够解决传统光伏电站在实时运行条件下，光伏电池组件出现失配时追踪的最大功率值不准确；以及优化输入光伏逆变器直流电压值，保证光伏逆变器能工作在高效率状态，达到提高光伏电站系统整体的运行效率的目的。

为了达到上述目的，本发明的第一个技术方案是：一种基于实时最优效率的光伏电站优化控制系统，其创新点在于：

a、包括工业计算机、数据采集平台、智能汇流箱、直流配电柜、多个光伏电池组件串、多个可控电流稳流器、多个光伏逆变器和多个可控电压稳压器，所述数据采集平台、多个可控电流稳流器、多个可控电压稳压器以及智能汇流箱分别与工业计算机相应的连接端通信连接，每一个光伏电池组件串通过一个可控电流稳流器与一个可控电压稳压器的输入端电连接，而每个可控电压稳压器的输出端与智能汇流箱相应的输入端电连接，智能汇流箱的输出端与直流配电柜相应的输入端电连接，直流配电柜的输出端通过一个可控电压稳压器与相应的光伏逆变器电连接；

b、所述数据采集平台包括人机对话面板、组件旁路二极管通断判断开关、多个电流传感器和多个电压传感器，而人机对话面板、组件旁路二极管通断判断开关、多个电流传感器、多个电压传感器和智能汇流箱分别与工业计算机相应的连接端通信连接。

在上述第一个技术方案中，所述数据采集平台和智能汇流箱分别通过RS232串口及串行通信总线与工业计算机相应的连接端通信连接。

在上述第一个技术方案中，所述数据采集平台和智能汇流箱分别通过RS485串口及串行通信总线与工业计算机相应的连接端通信连接。

在上述第一个技术方案中，所述可控电流稳流器和可控电压稳压器通过RS232串口及串行通信总线与工业计算机相应的连接端通信连接。

在上述第一个技术方案中，所述可控电流稳流器和可控电压稳压器通过RS485串口及串行通信总线与工业计算机相应的连接端通信连接。

为了达到上述目的，本发明的第二个技术方案是：一种采用如上所述的基于实时最优效率的光伏电站优化控制系统的控制方法，其控制方法步骤依次是：

步骤一、数据处理

首先对数据采集平台的人机对话面板录入光伏电池组件的铭牌信息和光伏逆变器的铭牌信息，由组件旁路二极管通断判断开关测定每一个光伏电池组件的旁路二极管通断，多个电流传感器和多个电压传感器分别测定智能汇流箱每一单路的输入直流电流和输入直流电压，和相应的光伏逆变器每一串口的输入电流电压、输入电流电压，以及每一个光伏逆变器输出的总交流电流和交流电压，然后再将录入的光伏电池组件的铭牌信息和光伏逆变器的铭牌信息以及测定的所有的实时测量数据传输给工业计算机，并且由智能汇流箱将测定到的实时条件下的环境温度和斜面辐照度输给工业计算机； 

步骤二、实时发电量计算

再由工业计算机根据测定的实时数据进行统计计算，得知多个光伏电池组件串的实时功率和多个光伏逆变器的实时输出功率；

步骤三、基于实时最优效率算法计算

由工业计算机根据光伏电池组件的铭牌信息和光伏逆变器的铭牌信息，并结合步骤一中测量的实时环境温度和旁路二极管通断的数据，分别计算出每一个光伏电池组件串的最大功率理论值，以及最大功率点时的电压值和电流值；每一个光伏逆变器输出最大功率的理论值，以及最大功率时的直流电压值；