光伏逆變器開機控制方法、裝置及太陽能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種光伏逆變器開機控制方法、裝置及太陽能發(fā)電系統(tǒng)，該方法包括：檢測光伏電池的開路電壓；若檢測到的開路電壓高于光伏逆變器的最大啟動電壓，則檢測當前的環(huán)境溫度；根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足光伏逆變器的啟動條件；若所檢測到的開路電壓滿足光伏逆變器的啟動條件，則在光伏電池的輸出端連通至少一個負載以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于最大啟動電壓時啟動光伏逆變器。本發(fā)明通過在因溫度變化導致光伏電池開路電壓過高時，主動降低開路電壓的值，保證光伏逆變器正常開機工作。
【專利說明】光伏逆變器開機控制方法、裝置及太陽能發(fā)電系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電【技術領域】，尤其涉及一種光伏逆變器開機控制方法、裝置及太陽能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著世界能源短缺和環(huán)境污染問題的日益嚴重，能源和環(huán)境成為二十一世紀人類所面臨的重大基本問題，清潔的可再生能源的發(fā)展和應用越來越受到世界各國的廣泛關注。太陽能作為一種清潔、安全、綠色的可再生能源，正逐漸成為具有高度污染性化石能源的主要替代能源之一。近幾十年來，太陽能光伏發(fā)電技術得到了前所未有的發(fā)展，其中光伏并網(wǎng)發(fā)電技術已經(jīng)成為當今利用太陽能源的主要方式之一。開展太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究，對于緩解能源和環(huán)境問題，研究高性能分布式發(fā)電系統(tǒng)，開拓廣闊的光伏發(fā)電市場和掌握相關領域的先進技術，具有重大的理論和現(xiàn)實意義。
[0003]光伏逆變器的開機控制主要是基于光伏電池的開路電壓，當光伏電池的開路電壓處于光伏逆變器的最小開啟電壓與最大開啟電壓之間時，光伏逆變器開始正常工作，將光伏電池輸出的直流電轉換為交流電輸出給交流負載，當光伏電池的開路電壓小于光伏逆變器的最小開啟電壓或大于光伏逆變器的最大開啟電壓時，光伏逆變器處于待機狀態(tài)，停止輸出交流電。
[0004]但是，由于光伏電池的開路電壓會受到溫度和輻照度的影響，對于功能完全正常的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，在低溫高輻照度條件下，光伏電池的開路電壓仍有可能會高于光伏逆變器的最大開啟電壓，導致光伏逆變器因過壓保護而無法開啟，影響發(fā)電量，進而會給用戶帶來收益上的損失。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明實施例所要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術中光伏逆變器可能因溫度原因而無法開啟的缺陷，提供一種光伏逆變器開機控制方法、裝置及太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可在因溫度變化導致光伏電池開路電壓過高時，降低開路電壓的值，保證光伏逆變器正常開機工作。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種光伏逆變器開機控制方法，包括:
[0007]檢測光伏電池的開路電壓，所述開路電壓是所述光伏電池處于開路狀態(tài)時光伏電池的輸出端電壓；
[0008]若檢測到的開路電壓高于光伏逆變器的最大啟動電壓，則檢測當前的環(huán)境溫度；
[0009]根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件；
[0010]若所檢測到的開路電壓滿足所述光伏逆變器的啟動條件，則在所述光伏電池的輸出端連通至少一個負載以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓時啟動所述光伏逆變器。
[0011]其中，所述在所述光伏電池的輸出端連通至少ー個負載以降低輸出端電壓的步驟包括:
[0012]開啟連接在所述光伏電池的輸出端的風扇，以降低輸出端電壓。
[0013]其中，所述根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件的步驟包括:
[0014]預先設置不同溫度下光伏電池的開路電壓的正常浮動范圍；
[0015]根據(jù)所檢測到的開路電壓是否屬于所檢測到的環(huán)境溫度所對應的正常浮動范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
[0016]其中，所述根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件的步驟包括:
[0017]預先繪制光伏電池的開路電壓隨溫度變化的曲線，并設置允許誤差范圍；
[0018]根據(jù)所檢測到的環(huán)境溫度在所述曲線上查找對應的正常開路電壓；
[0019]根據(jù)所檢測到的光伏電池的開路電壓與所述正常開路電壓之間的誤差是否滿足所述允許誤差范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
[0020]其中，所述在所述光伏電池的輸出端連通至少ー個負載以降低輸出端電壓的步驟包括:
[0021]當所檢測的環(huán)境溫度低于第一閾值時，開啟連接在所述光伏電池的輸出端的加熱器和風扇，以降低輸出端電壓；
[0022]當所檢測的環(huán)境溫度不低于所述第一閾值時，僅開啟連接在所述光伏電池的輸出端的風扇，以降低輸出端電壓。
[0023]相應地，本發(fā)明還提供了一種光伏逆變器開機控制裝置，包括:
[0024]電壓檢測模塊，用于檢測光伏電池的開路電壓，所述開路電壓是所述光伏電池處于開路狀態(tài)時光伏電池的輸出端電壓；
[0025]溫度感應模塊，用于當所述電壓檢測模塊檢測到的開路電壓高于光伏逆變器的最大啟動電壓時，檢測當前的環(huán)境溫度；
[0026]啟動判斷模塊，用于根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件；
[0027]降壓模塊，用于當所述啟動判斷模塊判定所述電壓檢測模塊檢測到的開路電壓滿足所述光伏逆變器的啟動條件時，在所述光伏電池的輸出端連通至少ー個負載以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓；
[0028]逆變器控制模塊，用于當光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓時啟動所述光伏逆變器。
[0029]其中，所述啟動判斷模塊包括:
[0030]第一設置模塊，用于預先設置不同溫度下光伏電池的開路電壓的正常浮動范圍；
[0031]第一判斷模塊，用于根據(jù)所檢測到的開路電壓是否屬于所檢測到的環(huán)境溫度所對應的正常浮動范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
[0032]其中，所述啟動判斷模塊包括:
[0033]第二設置模塊，用于預先繪制光伏電池的開路電壓隨溫度變化的曲線，并設置允許誤差范圍；
[0034]查找模塊，用于根據(jù)所檢測到的環(huán)境溫度在所述曲線上查找對應的正常開路電壓；
[0035]第二判斷模塊，用于根據(jù)所檢測到的光伏電池的開路電壓與所述正常開路電壓之間的誤差是否滿足所述允許誤差范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
[0036]其中，所述降壓模塊包括:
[0037]第三判斷模塊，用于判斷所述溫度感應模塊檢測到的環(huán)境溫度是否低于第一閾值；
[0038]負載開啟模塊，用于當所述第三判斷模塊判定環(huán)境溫度低于第一閾值時，開啟連接在所述光伏電池的輸出端的加熱器和風扇，以降低輸出端電壓；還用于當所述第三判斷模塊判定環(huán)境溫度不低于所述第一閾值時，僅開啟連接在所述光伏電池的輸出端的風扇，以降低輸出端電壓。
[0039]另外，本發(fā)明還提供了一種太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏電池和光伏逆變器，所述光伏電池的輸出端與所述光伏逆變器的直流側連接，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)還包括連接在光伏電池的輸出端的至少一個負載、以及以上任一項所述的光伏逆變器開機控制裝置，所述光伏逆變器開機控制裝置與所述光伏逆變器電連接。
[0040]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:通過在低溫導致光伏電池開路電壓大于光伏逆變器最大開啟電壓時，在光伏電池的輸出端連通負載，由于光伏電池的特性很軟，只要加一點小的負載，輸出端電壓就會下降較多；相比于只通過檢測光伏電池輸出端電壓是否在開機范圍內進而被動開機的方法，本發(fā)明實施例作了主動的降壓處理，有利于減小光伏逆變器在極端條件下無法開機的可能，提高了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)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(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1是本發(fā)明第一實施例提供的光伏逆變器開機控制方法的流程圖；
[0043]圖2是本發(fā)明第二實施例提供的光伏逆變器開機控制方法的流程圖；
[0044]圖3是本發(fā)明第三實施例提供的光伏逆變器開機控制方法的流程圖；
[0045]圖4是本發(fā)明第四實施例提供的光伏逆變器開機控制方法的流程圖；
[0046]圖5是本發(fā)明第五實施例提供的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖；
[0047]圖6是本發(fā)明第六實施例提供的光伏逆變器開機控制裝置的結構示意圖；
[0048]圖7是本發(fā)明提供的啟動判斷模塊的一個示例性結構示意圖；
[0049]圖8是本發(fā)明提供的啟動判斷模塊的另一個示例性結構示意圖。
【具體實施方式】
[0050]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)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(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0051 ] 光伏電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴一電子對。在p-n結電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由P區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。光伏電池輸出的是直流電壓，由于日常電子產(chǎn)品通常采用交流電供電，因此，在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，往往需要使用光伏逆變器將直流電轉換為交流電。
[0052]光伏逆變器往往會具有ー個最小開啟電壓和ー個最大開啟電壓，這兩個電壓值往往是在某一特定溫度和輻照度條件下測得的。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，常常會出現(xiàn)光伏電池的開路電壓過大(即大于最大開啟電壓)的情況，導致這種情況的原因包括溫度較低和元器件故障?，F(xiàn)有的光伏逆變器在光伏電池的開路電壓過大時是不能正常開啟的，只能處于待機狀態(tài)。
[0053]但是，若太陽能發(fā)電系統(tǒng)的元器件都完全正常，僅僅因為溫度原因而無法開啟光伏逆變器，這無疑會降低發(fā)電系統(tǒng)的工作效率。因此，在本申請中，為了規(guī)避這個問題，采用了一些主動措施。
[0054]請參見圖1，是本發(fā)明第一實施例提供的光伏逆變器開機控制方法的流程圖，該方法包括:
[0055]S101、檢測光伏電池的開路電壓，所述開路電壓是所述光伏電池處于開路狀態(tài)時光伏電池的輸出端電壓。具體地，光伏電池的開路電壓指的是光伏電池空載(開路)情況下的輸出端電壓，可以利用常見的電壓檢測裝置(例如數(shù)字萬用表等)對光伏電池的開路電壓進行測量。
[0056]S102、判斷檢測到的開路電壓是否高于光伏逆變器的最大啟動電壓。
[0057]若步驟S102的判斷結果為是，即檢測到的開路電壓高于光伏逆變器的最大啟動電壓，則表示光伏電池的輸出電壓過高，不能正常啟動逆變器，因此執(zhí)行步驟S103。S103、檢測當前的環(huán)境溫度。例如，可以通過溫度傳感器來檢測當前的環(huán)境溫度。
[0058]S104、根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。具體地，可以預先根據(jù)經(jīng)驗、并通過多次試驗確定各種溫度條件下的光伏電池開路電壓的值。優(yōu)選地，由于光伏電池的開路電壓還受到輻照度的影響，最好預先根據(jù)經(jīng)驗、并通過多次試驗確定各種溫度條件下的光伏電池開路電壓的取值范圍。更加優(yōu)選地，雖然無法測得輻照度的精確值，但是可以根據(jù)天氣、日照時長、所處的時段等將輻照度劃分為若干個區(qū)間，分別確定各個區(qū)間內，不同溫度條件下光伏電池開路電壓的取值范圍。若所檢測到的開路電壓符合預先確定的值或取值范圍，則表示所檢測到的開路電壓滿足光伏逆變器的啟動條件；若所檢測到的開路電壓不符合預先確定的值或取值范圍，則表示所檢測到的開路電壓不滿足光伏逆變器的啟動條件。
[0059]若步驟S104的判斷結果為是，即所檢測到的開路電壓滿足光伏逆變器的啟動條件，則表示光伏電池過高的開路電壓是由于溫度過低而引起的，接下來執(zhí)行步驟S105。S105、在所述光伏電池的輸出端連通至少ー個負載以降低輸出端電壓,直至光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓。光伏電池的輸出端與光伏逆變器的直流側相連通，光伏電池的輸出端電壓即為光伏逆變器直流側的輸入電壓，若光伏逆變器直流側的輸入電壓過大，可能燒毀光伏逆變器。由于光伏電池的特性很軟，只要加一點小的負載，輸出端電壓就會下降較多。因此，在本發(fā)明實施例中，采取主動在光伏電池的輸出端增加負載的方式，以降低光伏逆變器直流側的輸入電壓，為正常開啟光伏逆變器做好準備。接下來執(zhí)行步驟S106。
[0060]S106、啟動所述光伏逆變器。光伏逆變器啟動后，即可將其直流側輸入的直流電進行轉換，在其交流側輸出交流電供用戶使用。
[0061]若步驟S104的判斷結果為否，即所檢測到的開路電壓不滿足光伏逆變器的啟動條件，則表示光伏電池過高的開路電壓是由于電路故障造成的，不能正常啟動光伏逆變器，以免發(fā)生危險。因此，本方法流程結束。
[0062]若步驟S102的判斷結果為否，即檢測到的開路電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓，接下來可以直接執(zhí)行步驟S106。具體地，在通常情況下，若檢測到的開路電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓，還需要判斷檢測到的開路電壓是否低于光伏逆變器的最小啟動電壓，若檢測到的開路電壓低于光伏逆變器的最小啟動電壓，表示當前光照強度不夠，光伏電池的輸出功率不足以維持光伏逆變器正常工作，還不能啟動光伏逆變器；若檢測到的開路電壓不低于光伏逆變器的最小啟動電壓，則表不光伏電池的輸出正常，可以正常啟動光伏逆變器。
[0063]本發(fā)明實施例提供的光伏逆變器開機控制方法，通過在低溫導致光伏電池開路電壓大于光伏逆變器最大開啟電壓時，在光伏電池的輸出端連通負載，由于光伏電池的特性很軟，只要加一點小的負載，輸出端電壓就會下降較多；相比于只通過檢測光伏電池輸出端電壓是否在開機范圍內進而被動開機的方法，本發(fā)明實施例作了主動的降壓處理，有利于減小光伏逆變器在極端條件下無法開機的可能，提高了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。
[0064]請參見圖2，是本發(fā)明第二實施例提供的光伏逆變器開機控制方法的流程圖，該方法包括:
[0065]S201、預先設置不同溫度下光伏電池的開路電壓的正常浮動范圍。具體地，可以在確定太陽能發(fā)電系統(tǒng)無電路故障的情況下，預先測量獲得各種溫度下光伏電池的開路電壓，通過在不同輻照度條件下的多次測量，可以確定各種溫度條件下光伏電池開路電壓的正常浮動范圍。也就是說，只要光伏電池的開路電壓在相應溫度下的正常浮動范圍內，就可以認為電路無故障，滿足光伏逆變器的啟動條件。
[0066]S202、檢測光伏電池的開路電壓。
[0067]S203、判斷檢測到的開路電壓是否高于光伏逆變器的最大啟動電壓。
[0068]若步驟S203的判斷結果為是，則執(zhí)行步驟S204。S204、檢測當前的環(huán)境溫度。
[0069]S205、根據(jù)所檢測到的開路電壓是否屬于所檢測到的環(huán)境溫度所對應的正常浮動范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
[0070]若步驟S205的判斷結果為是，則執(zhí)行步驟S206。S206、在所述光伏電池的輸出端連通至少一個負載以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓。接下來執(zhí)行步驟S207。
[0071]S207、啟動所述光伏逆變器。
[0072]若步驟S205的判斷結果為否，則本方法流程結束。[0073]若步驟S203的判斷結果為否，則直接執(zhí)行步驟S207。具體地，在通常情況下，若檢測到的開路電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓，還需要判斷檢測到的開路電壓是否低于光伏逆變器的最小啟動電壓，若檢測到的開路電壓低于光伏逆變器的最小啟動電壓，表示當前光照強度不夠，光伏電池的輸出功率不足以維持光伏逆變器正常工作，還不能啟動光伏逆變器；若檢測到的開路電壓不低于光伏逆變器的最小啟動電壓，則表示光伏電池的輸出正常，可以正常啟動光伏逆變器。
[0074]在本實施例中，預先設置的開路電壓的判斷條件由離散的點構成，要求溫度測量精度較高。另外，由于需要確定每個溫度值下開路電壓的正常浮動范圍，必然導致測量過程繁瑣。雖然利用這種方法進行判斷時，準確率較高，但是無疑會加重設計人員的工作負擔，增加人力物力成本。
[0075]請參見圖3，是本發(fā)明第三實施例提供的光伏逆變器開機控制方法的流程圖，該方法包括:
[0076]S301、預先繪制光伏電池的開路電壓隨溫度變化的曲線，并設置允許誤差范圍。具體地，可以在確定太陽能發(fā)電系統(tǒng)無電路故障的情況下，預先測量獲得正常輻照度條件下(即光伏逆變器正常啟動時最常見的輻照度)光伏電池處于不同溫度時的開路電壓，根據(jù)測量結果繪制光伏電池的開路電壓隨溫度變化的曲線；然后根據(jù)經(jīng)驗和/或多次試驗獲取允許誤差范圍。也就是說，只要所測得的光伏電池開路電壓與曲線中相應溫度下正常開路電壓之間的誤差在允許誤差范圍內，就可以認為電路無故障，滿足光伏逆變器的啟動條件。本領域技術人員應當理解，還可以在最高輻照度條件下(即輻照度對光伏電池開路電壓的升高造成最大影響時，例如晴天正午時)測量光伏電池處于不同溫度時的開路電壓，從而繪制光伏電池的開路電壓隨溫度變化的曲線。
[0077]S302、檢測光伏電池的開路電壓。
[0078]S303、判斷檢測到的開路電壓是否高于光伏逆變器的最大啟動電壓。
[0079]若步驟S303的判斷結果為是，則執(zhí)行步驟S304。S304、檢測當前的環(huán)境溫度。
[0080]S305、根據(jù)所檢測到的環(huán)境溫度在所述曲線上查找對應的正常開路電壓。
[0081]S306、根據(jù)所檢測到的光伏電池的開路電壓與所述正常開路電壓之間的誤差是否滿足所述允許誤差范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
[0082]若步驟S306的判斷結果為是，則執(zhí)行步驟S307。S307、在所述光伏電池的輸出端連通至少一個負載以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓。接下來執(zhí)行步驟S308。
[0083]S308、啟動所述光伏逆變器。
[0084]若步驟S306的判斷結果為否，則本方法流程結束。
[0085]若步驟S303的判斷結果為否，則直接執(zhí)行步驟S308。具體地，在通常情況下，若檢測到的開路電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓，還需要判斷檢測到的開路電壓是否低于光伏逆變器的最小啟動電壓，若檢測到的開路電壓低于光伏逆變器的最小啟動電壓，表示當前光照強度不夠，光伏電池的輸出功率不足以維持光伏逆變器正常工作，還不能啟動光伏逆變器；若檢測到的開路電壓不低于光伏逆變器的最小啟動電壓，則表示光伏電池的輸出正常，可以正常啟動光伏逆變器。[0086]步驟S105、S206、S307中，在光伏電池的輸出端(即光伏逆變器的直流偵D連通的負載可以是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中原來就有的電子設備，例如風扇、加熱器等。這樣不僅可以簡化電路結構，而且，由于不再引入額外的電子元件，還可以降低成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力。但是，需要注意的是，在現(xiàn)有的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，風扇、加熱器等一般是連接在光伏逆變器的交流側，由交流電供電；而在本發(fā)明實施例中，流通在光伏逆變器直流側的負載最好是直流負載(例如直流風扇、直流加熱器等)，若仍然使用交流負載，則必須在光伏電池的輸出端連通ー電流轉換裝置，將直流電轉換為交流電給流通在該光伏逆變器直流側的交流負載供電。
[0087]優(yōu)選地，將風扇連接在光伏電池的輸出端，步驟S105、S206、S307中只需開啟風扇即可。由于太陽能發(fā)電系統(tǒng)在利用太陽能發(fā)電的過程中，各種電子設備運轉會產(chǎn)生大量的熱量，為了避免高溫燒壞電子設備，延長使用壽命，往往需要在光伏逆變器開始正常運行后即開啟風扇進行散熱，在該方案中，僅僅是將開啟風扇的步驟提前，并沒有造成能量的浪費。
[0088]優(yōu)選地，有時候光伏電池開路電壓太高，只開啟風扇可能不足以將電壓下降到所需值，因此還可以將加熱器也連接在光伏電池的輸出端，步驟S105、S206、S307中還需開啟加熱器。由于太陽能發(fā)電站通常設置在艱苦的野外環(huán)境中，在天寒地凍的條件下，必須啟動加熱器來提高環(huán)境溫度，避免電子設備因結冰而發(fā)生故障。加熱器也往往在光伏逆變器開始正常運行后才開啟，在該方案中，將開啟加熱器的步驟提前，并沒有造成能量的浪費。但是，加熱器只能在溫度低至一定條件時才能開啟，若溫度較高時開啟加熱器，也會造成電子設備故障，影響使用壽命。
[0089]請參見圖4，是本發(fā)明第四實施例提供的光伏逆變器開機控制方法的流程圖，該方法包括:
[0090]S401、檢測光伏電池的開路電壓。
[0091]S402、判斷檢測到的開路電壓是否高于光伏逆變器的最大啟動電壓。
[0092]若步驟S402的判斷結果為是，則執(zhí)行步驟S403。S403、檢測當前的環(huán)境溫度。
[0093]S404、根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
[0094]若步驟S404的判斷結果為是，則執(zhí)行步驟S405。S405、判斷所檢測到的環(huán)境溫度
是否低于第一閾值，通常第一閾值低于零攝氏度。
[0095]若步驟S405的判斷結果為是，則執(zhí)行步驟S406。S406、開啟連接在所述光伏電池的輸出端的加熱器和風扇以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓。接下來執(zhí)行步驟S408。
[0096]若步驟S405的判斷結果為否，則執(zhí)行步驟S407。S407、僅開啟連接在所述光伏電池的輸出端的風扇以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓。接下來執(zhí)行步驟S408。
[0097]S408、啟動所述光伏逆變器。
[0098]若步驟S404的判斷結果為否，則本方法流程結束。
[0099]若步驟S402的判斷結果為否，則直接執(zhí)行步驟S408。具體地，在通常情況下，若檢測到的開路電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓，還需要判斷檢測到的開路電壓是否低于光伏逆變器的最小啟動電壓，若檢測到的開路電壓低于光伏逆變器的最小啟動電壓，表示當前光照強度不夠，光伏電池的輸出功率不足以維持光伏逆變器正常工作，還不能啟動光伏逆變器；若檢測到的開路電壓不低于光伏逆變器的最小啟動電壓，則表示光伏電池的輸出正常，可以正常啟動光伏逆變器。
[0100]本領域技術人員應當理解，S105、S206、S307中的負載還可以是連接在光伏電池輸出端的電阻等常見的電子元件，優(yōu)選地可以是多個電阻相互并聯(lián)。這些電阻可以是可調電阻，也可以是定值電阻；若是定值電阻，則每個電阻還需要并聯(lián)一個開關。當然，這樣會增加額外的電子元件，提高成本，且浪費能量。
[0101]圖5是本發(fā)明第五實施例提供的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。如圖5所示，在光伏電池I的輸出端連接有至少一個(圖中僅示出了三個)相互并聯(lián)的負載3。如上所述，負載3可以是系統(tǒng)原有的風扇、加熱器，也可以是額外增加的電阻等電子元件。風扇和加熱器均可以由光伏逆變器控制裝置4控制開啟和關閉；可調電阻的調節(jié)端也可以由光伏逆變器開機控制裝置4控制調節(jié)；定值電阻需要與開關串聯(lián)，光伏逆變器開機控制裝置4通過控制開關來控制電阻的連通狀態(tài)。光伏逆變器開機控制裝置4還與光伏逆變器2電連接，以控制光伏逆變器2的工作狀態(tài)。
[0102]請參見圖6，是本發(fā)明第六實施例提供的光伏逆變器開機控制裝置4的結構示意圖，該裝置4包括:
[0103]電壓檢測模塊41，用于檢測光伏電池I的開路電壓，所述開路電壓是所述光伏電池I處于開路狀態(tài)時光伏電池I的輸出端電壓。具體地，光伏電池I的開路電壓指的是光伏電池I空載(開路)情況下的輸出端電壓，電壓檢測模塊41可以是常見的電壓檢測裝置，例如數(shù)字萬用表等。
[0104]溫度感應模塊42，用于當所述電壓檢測模塊檢測到的開路電壓高于光伏逆變器2的最大啟動電壓時，檢測當前的環(huán)境溫度。例如，溫度感應模塊42可以是溫度傳感器。
[0105]啟動判斷模塊43，用于根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池I開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器2的啟動條件。具體地，啟動判斷模塊43可以預先根據(jù)經(jīng)驗、并通過多次試驗確定各種溫度條件下的光伏電池I開路電壓的值。優(yōu)選地，由于光伏電池I的開路電壓還受到輻照度的影響，最好預先根據(jù)經(jīng)驗、并通過多次試驗確定各種溫度條件下的光伏電池I開路電壓的取值范圍。更加優(yōu)選地，雖然無法測得輻照度的精確值，但是可以根據(jù)天氣、日照時長、所處的時段等將輻照度劃分為若干個區(qū)間，分別確定各個區(qū)間內，不同溫度條件下光伏電池I開路電壓的取值范圍。若所檢測到的開路電壓符合預先確定的值或取值范圍，則表示所檢測到的開路電壓滿足光伏逆變器2的啟動條件；若所檢測到的開路電壓不符合預先確定的值或取值范圍，則表示所檢測到的開路電壓不滿足光伏逆變器2的啟動條件。
[0106]降壓模塊44，用于當所述啟動判斷模塊判定所述電壓檢測模塊檢測到的開路電壓滿足所述光伏逆變器2的啟動條件時，在所述光伏電池I的輸出端連通至少一個負載以降低輸出端電壓3,直至光伏電池I的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓。光伏電池I的輸出端與光伏逆變器2的直流側相連通，光伏電池I的輸出端電壓即為光伏逆變器2直流側的輸入電壓，若光伏逆變器2直流側的輸入電壓過大，可能燒毀光伏逆變器2。由于光伏電池I的特性很軟，只要加一點小的負載3，輸出端電壓就會下降較多。因此，在本發(fā)明實施例中，米取主動在光伏電池I的輸出端增加負載3的方式，以降低光伏逆變器2直流側的輸入電壓，為正常開啟光伏逆變器2做好準備。
[0107]逆變器控制模塊45，用于當光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓時啟動所述光伏逆變器。光伏逆變器2啟動后，即可將其直流側輸入的直流電進行轉換，在其交流側輸出交流電供用戶使用。
[0108]本發(fā)明實施例提供的光伏逆變器開機控制裝置，通過在低溫導致光伏電池開路電壓大于光伏逆變器最大開啟電壓時，在光伏電池I的輸出端連通負載3,由于光伏電池I的特性很軟，只要加一點小的負載3，輸出端電壓就會下降較多；相比于只通過檢測光伏電池I輸出端電壓是否在開機范圍內進而被動開機的方法，本發(fā)明實施例作了主動的降壓處理，有利于減小光伏逆變器2在極端條件下無法開機的可能，提高了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。
[0109]請參見圖7，是本發(fā)明提供的啟動判斷模塊43的一個示例性結構示意圖，啟動判斷模塊43包括:
[0110]第一設置模塊431，用于預先設置不同溫度下光伏電池I的開路電壓的正常浮動范圍。具體地，可以在確定太陽能發(fā)電系統(tǒng)無電路故障的情況下，預先測量獲得各種溫度下光伏電池I的開路電壓，通過在不同輻照度條件下的多次測量，可以確定各種溫度條件下光伏電池I開路電壓的正常浮動范圍。也就是說，只要光伏電池I的開路電壓在相應溫度下的正常浮動范圍內，就可以認為電路無故障，滿足光伏逆變器2的啟動條件。
[0111]第一判斷模塊432，用于根據(jù)所檢測到的開路電壓是否屬于所檢測到的環(huán)境溫度所對應的正常浮動范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器2的啟動條件。
[0112]在本實施例中，預先設置的開路電壓的判斷條件由離散的點構成，要求溫度測量精度較高。另外，由于需要確定每個溫度值下開路電壓的正常浮動范圍，必然導致測量過程繁瑣。雖然利用這種方法進行判斷時，準確率較高，但是無疑會加重設計人員的工作負擔，增加人力物力成本。
[0113]請參見圖8，是本發(fā)明提供的啟動判斷模塊43的另ー個示例性結構示意圖，啟動判斷模塊43包括:
[0114]第二設置模塊433，用于預先繪制光伏電池I的開路電壓隨溫度變化的曲線，并設置允許誤差范圍。具體地，可以在確定太陽能發(fā)電系統(tǒng)無電路故障的情況下，預先測量獲得正常輻照度條件下(即光伏逆變器2正常啟動時最常見的輻照度)光伏電池I處于不同溫度時的開路電壓，根據(jù)測量結果繪制光伏電池I的開路電壓隨溫度變化的曲線；然后根據(jù)經(jīng)驗和/或多次試驗獲取允許誤差范圍。也就是說，只要所測得的光伏電池I開路電壓與曲線中相應溫度下正常開路電壓之間的誤差在允許誤差范圍內，就可以認為電路無故障，滿足光伏逆變器2的啟動條件。本領域技術人員應當理解，還可以在最高輻照度條件下(即輻照度對光伏電池I開路電壓的升高造成最大影響時，例如睛天正午吋)測量光伏電池I處于不同溫度時的開路電壓，從而繪制光伏電池I的開路電壓隨溫度變化的曲線。
[0115]查找模塊434，用于根據(jù)所述溫度感應模塊42檢測到的環(huán)境溫度在所述曲線上查找對應的正常開路電壓。
[0116]第二判斷模塊435，用于根據(jù)電壓檢測模塊41檢測到的光伏電池I的開路電壓與所述正常開路電壓之間的誤差是否滿足所述允許誤差范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器2的啟動條件。
[0117]降壓模塊44在光伏逆變器2電池的輸出端(即光伏逆變器2的直流側)連通的負載3可以是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中原來就有的電子設備，例如風扇、加熱器等。這樣不僅可以簡化電路結構，而且，由于不再引入額外的電子元件，還可以降低成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力。但是，需要注意的是，在現(xiàn)有的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，風扇、加熱器等一般是連接在光伏逆變器2的交流側，由交流電供電；而在本發(fā)明實施例中，流通在光伏逆變器2直流側的負載3最好是直流負載(例如直流風扇、直流加熱器等)，若仍然使用交流負載，則必須在光伏電池I的輸出端連通一電流轉換裝置，將直流電轉換為交流電給流通在該光伏逆變器2直流側的交流負載供電。
[0118]優(yōu)選地，將風扇連接在光伏電池I的輸出端，降壓模塊44只需開啟風扇即可。由于太陽能發(fā)電系統(tǒng)在利用太陽能發(fā)電的過程中，各種電子設備運轉會產(chǎn)生大量的熱量，為了避免高溫燒壞電子設備，延長使用壽命，往往需要在光伏逆變器2開始正常運行后即開啟風扇進行散熱，在該方案中，僅僅是將開啟風扇的步驟提前，并沒有造成能量的浪費。
[0119]優(yōu)選地，有時候光伏電池I開路電壓太高，只開啟風扇可能不足以將電壓下降到所需值，因此還可以將加熱器也連接在光伏電池I的輸出端，降壓模塊44還需開啟加熱器。由于太陽能發(fā)電站通常設置在艱苦的野外環(huán)境中，在天寒地凍的條件下，必須啟動加熱器來提高環(huán)境溫度，避免電子設備因結冰而發(fā)生故障。加熱器也往往在光伏逆變器2開始正常運行后才開啟，在該方案中，將開啟加熱器的步驟提前，并沒有造成能量的浪費。但是，加熱器只能在溫度低至一定條件時才能開啟，若溫度較高時開啟加熱器，也會造成電子設備故障，影響使用壽命。
[0120]因此，優(yōu)選地，降壓模塊44可以包括:第三判斷模塊，用于判斷所述溫度感應模塊42檢測到的環(huán)境溫度是否低于第一閾值，通常第一閾值低于零攝氏度；負載開啟模塊，用于當所述第三判斷模塊判定環(huán)境溫度低于第一閾值時，開啟連接在所述光伏電池I的輸出端的加熱器和風扇，以降低輸出端電壓，直至光伏電池I的輸出端電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓；負載開啟模塊還用于當所述第三判斷模塊判定環(huán)境溫度不低于所述第一閾值時，僅開啟連接在所述光伏電池I的輸出端的風扇，以降低輸出端電壓，直至光伏電池I的輸出端電壓不高于光伏逆變器的最大啟動電壓。
[0121]本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。
[0122]以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權利要求】
1.一種光伏逆變器開機控制方法，其特征在于，包括: 檢測光伏電池的開路電壓，所述開路電壓是所述光伏電池處于開路狀態(tài)時光伏電池的輸出端電壓； 若檢測到的開路電壓高于光伏逆變器的最大啟動電壓，則檢測當前的環(huán)境溫度；根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件； 若所檢測到的開路電壓滿足所述光伏逆變器的啟動條件，則在所述光伏電池的輸出端連通至少一個負載以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓時啟動所述光伏逆變器。
2.如權利要求1所述的光伏逆變器開機控制方法，其特征在于，所述在所述光伏電池的輸出端連通至少一個負載以降低輸出端電壓的步驟包括: 開啟連接在所述光伏電池的輸出端的風扇，以降低輸出端電壓。
3.如權利要求1所述的光伏逆變器開機控制方法，其特征在于，所述根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件的步驟包括: 預先設置不同溫度下光伏電池的開路電壓的正常浮動范圍； 根據(jù)所檢測到的開路電壓是否屬于所檢測到的環(huán)境溫度所對應的正常浮動范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
4.如權利要求1所述的光伏逆變器開機控制方法，其特征在于，所述根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件的步驟包括: 預先繪制光伏電池的開路電壓隨溫度變化的曲線，并設置允許誤差范圍； 根據(jù)所檢測到的環(huán)境溫度在所述曲線上查找對應的正常開路電壓； 根據(jù)所檢測到的光伏電池的開路電壓與所述正常開路電壓之間的誤差是否滿足所述允許誤差范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
5.如權利要求1所述的光伏逆變器開機控制方法，其特征在于，所述在所述光伏電池的輸出端連通至少一個負載以降低輸出端電壓的步驟包括: 當所檢測的環(huán)境溫度低于第一閾值時，開啟連接在所述光伏電池的輸出端的加熱器和風扇，以降低輸出端電壓； 當所檢測的環(huán)境溫度不低于所述第一閾值時，僅開啟連接在所述光伏電池的輸出端的風扇，以降低輸出端電壓。
6.一種光伏逆變器開機控制裝置，其特征在于，包括: 電壓檢測模塊，用于檢測光伏電池的開路電壓，所述開路電壓是所述光伏電池處于開路狀態(tài)時光伏電池的輸出端電壓； 溫度感應模塊，用于當所述電壓檢測模塊檢測到的開路電壓高于光伏逆變器的最大啟動電壓時，檢測當前的環(huán)境溫度； 啟動判斷模塊，用于根據(jù)環(huán)境溫度與光伏電池開路電壓之間的關系確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件； 降壓模塊，用于當所述啟動判斷模塊判定所述電壓檢測模塊檢測到的開路電壓滿足所述光伏逆變器的啟動條件時，在所述光伏電池的輸出端連通至少ー個負載以降低輸出端電壓，直至光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓； 逆變器控制模塊，用于當光伏電池的輸出端電壓不高于所述最大啟動電壓時啟動所述光伏逆變器。
7.如權利要求6所述的光伏逆變器開機控制裝置，其特征在干，所述啟動判斷模塊包括: 第一設置模塊，用于預先設置不同溫度下光伏電池的開路電壓的正常浮動范圍； 第一判斷模塊，用于根據(jù)所檢測到的開路電壓是否屬于所檢測到的環(huán)境溫度所對應的正常浮動范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
8.如權利要求6所述的光伏逆變器開機控制裝置，其特征在于，所述啟動判斷模塊包括: 第二設置模塊，用于預先繪制光伏電池的開路電壓隨溫度變化的曲線，并設置允許誤差范圍； 查找模塊，用于根據(jù)所檢測到的環(huán)境溫度在所述曲線上查找對應的正常開路電壓；第二判斷模塊，用于根據(jù)所檢測到的光伏電池的開路電壓與所述正常開路電壓之間的誤差是否滿足所述允許誤差范圍，來確定所檢測到的開路電壓是否滿足所述光伏逆變器的啟動條件。
9.如權利要求6所述的光伏逆變器開機控制裝置，其特征在于，所述降壓模塊包括: 第三判斷模塊，用于判斷所述溫度感應模塊檢測到的環(huán)境溫度是否低于第一閾值； 負載開啟模塊，用于當所述第三判斷模塊判定環(huán)境溫度低于第一閾值時，開啟連接在所述光伏電池的輸出端的加熱器和風扇，以降低輸出端電壓；還用于當所述第三判斷模塊判定環(huán)境溫度不低于所述第一閾值時，僅開啟連接在所述光伏電池的輸出端的風扇，以降低輸出端電壓。
10.ー種太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏電池和光伏逆變器，所述光伏電池的輸出端與所述光伏逆變器的直流側連接，其特征在于，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)還包括連接在光伏電池的輸出端的至少ー個負載、以及如權利要求6-9中任一項所述的光伏逆變器開機控制裝置，所述光伏逆變器開機控制裝置與所述光伏逆變器電連接。
【文檔編號】H02M1/36GK103595236SQ201310598063
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權日:2013年11月22日
【發(fā)明者】方海 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司