[发明专利]基于遮阴电池个数的光伏阵列重构优化方法

摘要

一种基于遮阴电池个数的光伏阵列重构优化方法，首先构建基于遮阴电池个数的光伏阵列重构优化系统控制框架；然后将光伏阵列光照区与阴影区的辐照度数据与每块组件遮阴电池个数数据通过通信网络传送到光伏阵列重构控制中心；接着根据每块组件的遮阴电池个数对光伏组件进行排序，构造备选的重构优化结构；最后结合光伏组件参数、阵列结构以及辐照度、组件遮阴电池个数，利用计算机仿真计算备选结构的最大功率点功率，并根据拥有最大输出功率的结构对光伏阵列进行重构。

主权项

1.一种基于遮阴电池个数的光伏阵列重构优化方法，步骤如下：/n步骤1：构建基于遮阴电池个数的光伏阵列重构优化系统控制框架；所述的基于遮阴电池个数的光伏阵列重构优化系统控制框架包括光伏阵列(1)、可将光伏阵列(1)中任一物理位置的光伏组件重构至任一电气位置的开关矩阵(2)、实现A/D转换与计算光伏阵列最优重构结构的光伏阵列重构控制中心(3)、传输信号的通信网络(4)，其中光伏阵列辐照度数据与组件遮阴电池个数数据通过通信网络(4)传入光伏阵列重构控制中心(3)，开关矩阵(2)的动作信号由光伏阵列重构控制中心(3)经由通信网络(4)传入到开关矩阵(2)，开关矩阵(2)可在光伏阵列(1)中组件物理位置保持不变的情况下改变光伏组件的电气位置，光伏阵列(1)采用TCT结构；/n步骤2：对于共串联有k块光伏电池的光伏组件M_xy，将组件M_xy的遮阴电池个数记为R_xy，当光伏阵列遭遇局部遮阴时，检测光伏阵列光照区与阴影区的辐照度与每块组件的遮阴电池个数，并将光伏阵列光照区与阴影区的辐照度数据与每块组件遮阴电池个数数据通过通信网络传送到光伏阵列重构控制中心；/n步骤3：考虑辐照度数据与每块组件遮阴电池个数数据，根据基于遮阴电池个数的光伏阵列重构优化方法，获取光伏阵列最优重构结构，具体实现步骤如下：/n步骤31：将大小为m×n的光伏阵列的初始电气连接结构记为EC₀，物理位置处于第x行第y列的光伏组件记为M_xy(x＝1,2,…,m；y＝1,2,…,n)，并将组件M_xy在EC₀中的电气位置记为C_ij(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)，表示组件M_xy位于第i行第j列的电气位置上；/n步骤32：假设R_xy≠0的光伏组件共有m×c+d(c＝0,1,2,…,n-1；d＝0,1,2,…,m)块，然后根据R_xy的大小，对m×c+d块光伏组件进行降序排列，得序列q＝{Q₁,Q₂,Q₃,…,Q_m×c+d}，其中，元素Q₁对应m×c+d块组件中R_xy最大的组件，元素Q_m×c+d对应R_xy最小的光伏组件；/n步骤33：构造备选的重构优化结构；/n步骤331：构造备选的重构优化结构CC₁：在电气位置C₁₁～C_1(c+1)放置元素Q₁～Q_c+1对应的光伏组件，在电气位置C₂₁～C_2(c+1)放置元素Q_c+2～Q_2×(c+1)对应的组件，如此共排列d行；然后在电气位置C_(d+1)1～C_(d+1)c放置元素Q_d×(c+1)+1～Q_d×(c+1)+c对应的组件，在电气位置C_(d+2)1～C_(d+2)c放置元素Q_(d+1)×(c+1)～Q_d×(c+1)+2c对应的组件，如此共排m-d行；使用R_xy＝0的光伏组件填充剩余的电气位置；/n步骤332：构造备选的重构优化结构CC₂：在电气位置C₁₁～C_1c放置元素Q₁～Q_c对应的光伏组件，在电气位置C₂₁～C_2c放置元素Q_c+1～Q_2×c对应的组件，如此共排列m-d行；然后在电气位置C_(m-d+1)1～C_(m-d+1)(c+1)放置元素Q_(m-d)×c+1～Q_(m-d+1)×c+1对应的光伏组件，在电气位置C_(m-d+2)1～C_(m-d+2)(c+1)放置元素Q_(m-d+1)×c+2～Q_(m-d+2)×c+2对应的组件，如此共排d行；使用R_xy＝0的光伏组件填充剩余的电气位置；/n步骤34：获取光伏阵列最优重构结构；/n步骤341：结合组件辐照度、光伏组件参数、光伏阵列结构以及各个组件受遮阴的电池个数，利用计算机仿真快速绘制CC₁与CC₂的P-V特性曲线，分别记录CC₁与CC₂最大功率点处的功率为P_MPP1与P_MPP2；/n步骤342：比较P_MPP1与P_MPP2大小，选取最大输出功率max(P_MPP1,P_MPP2)对应的结构作为最优重构结构EC_OPT；/n步骤35：当EC_OPT≠EC₀时，光伏阵列根据EC_OPT进行重构，否则开关矩阵不动作。/n