一种光伏跟踪系统的控制方法、控制器及光伏跟踪系统与流程

文档序号:27317732发布日期:2021-11-10 00:10阅读:115来源:国知局
一种光伏跟踪系统的控制方法、控制器及光伏跟踪系统与流程

1.本发明涉及光伏发电技术领域,更具体的说,涉及一种光伏跟踪系统的控制方法、控制器及光伏跟踪系统。


背景技术:

2.光伏组件的发电效率与太阳光线的照射角有直接关系,太阳光线垂直照射光伏组件表面时,光伏组件接收的太阳能最多,此时发电效率最高。光伏跟踪系统能够自动跟踪太阳的位置变化,通过转动放置光伏组件的光伏跟踪支架对光伏组件的倾角进行实时调整,来尽力保证太阳光线垂直照射于光伏组件平面。研究表明,光伏组件的温度对发电效率的影响较为明显,光伏组件的发电效率随温度上升呈线性下降,通常光伏组件的温度升高1℃,光电转换效率将降低0.4~0.5%,输出功率减少0.3~0.4%,未能转换为电能的太阳能转换为热能,从使光伏组件的温度上升。
3.如图1所示的中午时段光伏跟踪支架中光伏组件与太阳光的位置示意图,光伏跟踪支架中的光伏组件垂直于太阳光,并且光伏组件与地面平行,因此,整个光伏阵列缝隙过小,不利于空气流动。另外,在中午时段太阳辐射能量最强,促使系统发电功率提升,导致光伏组件发热增加。与此同时,环境温度在中午时段达到一天中的峰值,影响光伏组件的散热。上述三个条件导致光伏组件的温度较高,散热效果不佳,从而影响发电效率。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本发明公开一种光伏跟踪系统的控制方法、控制器及光伏跟踪系统,以实现对光伏组件的散热降温,降低因光伏组件的温度较高对发电效率的影响。
5.一种光伏跟踪系统的控制方法,应用于光伏跟踪系统中的控制器,所述控制方法包括:
6.获取发电性能影响参数;
7.判断所述发电性能影响参数是否满足对应的第一阈值条件;
8.如果是,则控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式;
9.其中,所述复合跟踪模式为降温运行模式和所述正常跟踪模式的组合;所述降温运行模式为光伏组件倾角被调节到预设角度,使相邻光伏组件之间形成气流通道。
10.可选的,还包括:
11.当所述光伏跟踪系统运行在所述复合跟踪模式时,控制所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式和所述正常跟踪模式之间交替运行。
12.可选的,所述控制所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式和所述正常跟踪模式之间交替运行,具体包括:
13.当所述光伏跟踪系统进入所述复合跟踪模式后,控制所述光伏跟踪系统最先运行在所述降温运行模式,并记录所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式运行的起始时间;
14.判断所述发电性能影响参数是否满足对应的第二阈值条件;
15.如果是,则控制所述光伏跟踪系统由所述降温运行模式切换为所述正常跟踪模式,并记录所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式运行的结束时间;
16.根据所述起始时间和所述结束时间得到在一个所述预设运行周期内所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式下的降温运行总时间;
17.基于所述预设运行周期和所述降温总运行时间,得到在所述复合跟踪模式的一个所述预设运行周期内所述光伏跟踪系统在所述正常跟踪模式下的正常运行总时间;
18.当所述光伏跟踪系统在所述正常跟踪模式的运行时间达到所述正常运行总时间时,控制所述光伏跟踪系统由所述正常跟踪模式切换为所述降温运行模式,并进入下一个所述预设运行周期。
19.可选的,判断所述发电性能影响参数是否满足对应的第二阈值条件,具体包括:
20.基于历史辐照值和所述光伏组件的倾角被调节后的降温效果,预测所述光伏跟踪系统在未来的一个预设运行周期内进入所述降温运行模式的损失发电量以及进入所述正常跟踪模式的提升发电量,其中,所述预设运行周期为:所述光伏跟踪系统在所述复合跟踪模式下的运行周期;
21.判断所述提升发电量是否不小于所述损失发电量,以确定所述发电性能影响参数是否满足对应的所述第二阈值条件。
22.可选的,还包括:
23.当所述光伏跟踪系统在所述复合跟踪模式运行预设时间段后,再次获取最新发电性能影响参数;
24.判断所述最新发电性能影响参数是否满足对应的第一阈值条件;
25.如果否,则控制所述光伏跟踪系统从所述复合跟踪模式切换为所述正常跟踪模式。
26.可选的,所述控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式,具体包括:
27.控制所述光伏跟踪系统中所有的光伏阵列同时从所述正常跟踪模式切换为所述复合跟踪模式。
28.可选的,所述控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式,具体包括:
29.控制所述光伏跟踪系统中所有的光伏阵列分批次从所述正常跟踪模式切换为所述复合跟踪模式。
30.可选的,所述发电性能影响参数包括:光照时刻、温度、系数输出功率、光伏组件倾角和辐照度中的任意一种或多种组合。
31.一种光伏跟踪系统的控制器,所述控制器包括:
32.第一参数获取单元,用于获取发电性能影响参数;
33.第一判断单元,用于判断所述发电性能影响参数是否满足对应的第一阈值条件;
34.第一模式切换单元,用于在所述第一判断单元判断为是的情况下,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式;
35.其中,所述复合跟踪模式为降温运行模式和所述正常跟踪模式的组合;所述降温运行模式为光伏组件倾角被调节到预设角度,使相邻光伏组件之间形成气流通道。
36.可选的,还包括:
37.交替运行控制单元,用于当所述光伏跟踪系统运行在所述复合跟踪模式时,控制
所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式和所述正常跟踪模式之间交替运行。
38.可选的,所述交替运行控制单元具体包括:
39.第一控制子单元,用于当所述光伏跟踪系统进入所述复合跟踪模式后,控制所述光伏跟踪系统最先运行在所述降温运行模式,并记录所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式运行的起始时间;
40.判断子单元,用于判断所述发电性能影响参数是否满足对应的第二阈值条件;
41.第二控制子单元,用于在所述判断子单元判断为是的情况下,控制所述光伏跟踪系统由所述降温运行模式切换为所述正常跟踪模式,并记录所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式运行的结束时间;
42.降温运行总时间计算子单元,用于根据所述起始时间和所述结束时间,得到在所述复合跟踪模式的一个所述预设运行周期内所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式下的降温运行总时间;
43.正常运行总时间计算子单元,用于基于所述预设运行周期和所述降温总运行时间,得到在一个所述预设运行周期内所述光伏跟踪系统在所述正常跟踪模式下的正常运行总时间;
44.第三控制子单元,用于当所述光伏跟踪系统在所述正常跟踪模式的运行时间达到所述正常运行总时间时,控制所述光伏跟踪系统由所述正常跟踪模式切换为所述降温运行模式,并进入下一个所述预设运行周期。
45.可选的,还包括:
46.第二参数获取单元,用于当所述光伏跟踪系统在所述复合跟踪模式运行预设时间段后,再次获取最新发电性能影响参数;
47.第二判断单元,用于判断所述最新发电性能影响参数是否满足对应的第一阈值条件;
48.第二模式切换单元,用于在所述第二判断单元判断为否的情况下,控制所述光伏跟踪系统从所述复合跟踪模式切换为所述正常跟踪模式。
49.一种光伏跟踪系统,包括:光伏组件、光伏跟踪器、光伏逆变器和上述所述的控制器;
50.所述控制器分别与所述光伏跟踪器和所述光伏逆变器通信连接,所述光伏跟踪器与至少一个所述光伏组件通过机械结构连接,至少一个所述光伏组件连接至所述光伏逆变器的直流侧。
51.从上述的技术方案可知,本发明公开了一种光伏跟踪系统的控制方法、控制器及光伏跟踪系统,当发电性能影响参数满足对应的第一阈值条件时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式,复合跟踪模式为降温运行模式和正常跟踪模式的组合,在降温运行模式下,光伏组件倾角被调节至预设角度,使得光伏组件之间形成气流通道,从而便于光伏组件散热降温,因此,本发明有效降低了因光伏组件的温度较高对发电效率的影响。
附图说明
52.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据公开的附图获得其他的附图。
53.图1为中午时段光伏跟踪支架中光伏组件与太阳光的位置示意图;
54.图2为本发明实施例公开的一种光伏跟踪系统的结构示意图;
55.图3为本发明实施例公开的一种光伏跟踪系统的控制方法流程图;
56.图4为本发明实施例公开的另一种光伏跟踪系统的控制方法流程图;
57.图5为本发明实施例公开的一种当光伏跟踪系统运行在复合跟踪模式时,控制光伏跟踪系统在降温运行模式和正常跟踪模式之间交替运行的方法流程图;
58.图6为本发明实施例公开的一种光伏跟踪系统的跟踪模式转换示意图;
59.图7为本发明实施例公开的一种正常跟踪模式和复合跟踪模式下的降温运行模式的气流方向示意图;
60.图8为本发明实施例公开的一种降温运行模式和正常跟踪模式下光伏跟踪系统的功率曲线图;
61.图9为本发明实施例公开的一种光伏跟踪系统的控制器的结构示意图。
具体实施方式
62.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
63.本发明实施例公开了一种光伏跟踪系统的控制方法、控制器及光伏跟踪系统,当发电性能影响参数满足对应的第一阈值条件时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式,复合跟踪模式为降温运行模式和正常跟踪模式的组合,在降温运行模式下,光伏组件倾角被调节至预设角度,使得光伏组件之间形成气流通道,从而便于光伏组件散热降温,因此,本发明有效降低了因光伏组件的温度较高对发电效率的影响。
64.为便于理解光伏跟踪系统的工作原理,参见图2,本发明实施例公开了一种光伏跟踪系统的结构示意图,光伏跟踪系统主要由控制器11、光伏跟踪器12、光伏逆变器(dc/ac)13和光伏组件14组成。
65.其中,控制器11分别与光伏跟踪器12和光伏逆变器13通信连接,在实际应用中,控制器11可以分别嵌入到光伏跟踪器12和光伏逆变器13的内部。
66.光伏跟踪器12与至少一个光伏组件14通过机械结构连接,可以自动调整光伏组件14的角度,以改变光伏组件14表面接收到的辐照量。当多个光伏组件14组成光伏阵列时,光伏跟踪器12与光伏阵列通过机械结构连接,当光伏阵列为多个时,多个光伏阵列通过电气连接,光伏跟踪器12可以自动调整各个光伏阵列的角度,改变每个光伏阵列中光伏组件表面接收到的辐射。
67.光伏逆变器13的直流侧与至少一个光伏组件14连接。当有多个光伏组件14时,多个通过电气连接的光伏组件14串联成光伏组串并联至光伏逆变器13的直流侧。其中,光伏逆变器13输出端连接电网grid。
68.在正常情况下,光伏逆变器13运行在mppt状态,光伏跟踪器12自动跟踪最大辐照,使得整个光伏电站在最大功率下输出。
69.在晴天中午时,光伏跟踪系统中的光伏组件基本平行与地面,光伏跟踪系统的环境温度达到一天中的峰值,且辐照最好,系统发电功率变大,与此同时,光伏组件的发热增加,散热困难,使得光伏组件的温度急剧上升,从而降低了系统整体的发电效率。
70.为提高光伏组件的散热效果,提高发电效率,参见图3,本发明实施例公开的一种光伏跟踪系统的控制方法流程图,该方法应用于图2中的控制器,该方法包括如下步骤:
71.步骤s101、获取发电性能影响参数。
72.其中,发电性能影响参数包括但不限于光照时刻、温度、系数输出功率、光伏组件倾角和辐照度中的任意一种或多种组合。
73.步骤s102、判断发电性能影响参数是否满足对应的第一阈值条件,如果是,则执行步骤s103。
74.具体的,(1)当发电性能影响参数为光照时刻时,第一阈值条件为[t1,t2],即光照时刻在该时间区间范围内时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。
[0075]
较优的,第一阈值条件[t1,t2]可以为[11:00,13:00]。
[0076]
(2)当发电性能影响参数为温度时,该温度可以为组件背板温度或光伏组件的环境温度,第一阈值条件为t
th
,如t
th
=50
°
,当温度超出t
th
时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。
[0077]
(3)当发电性能影响参数为系统输出功率时,第一阈值条件为p
th
,例如,p
th
=80%p
n
,p
n
为系统额定功率。当系统输出功率超出p
th
时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。
[0078]
(4)当发电性能影响参数为光伏组件倾角时,第一阈值条件为θ
th
,例如θ
th
=5
°
。当光伏组件倾角小于θ
th
时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。
[0079]
(5)当发电性能影响参数为辐照度时,第一阈值条件为g
th
,例如g
th
=80%g
standa
,g
standard
为标准太阳辐照。当辐照度超出g
th
时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。
[0080]
需要说明的是,为了避免单一发电性能影响参数判断导致一些误判,本发明也可以对多个发电性能影响参数同时判断,如同时判断光照时刻和系统输出功率。当时间为11点时,按照监测光照时刻这一参数的控制方法,系统从正常跟踪模式转入复合跟踪模式。但如果此时光伏跟踪系统输出的功率未达到阈值p
th
,则光伏跟踪系统不能切换为复合跟踪模式,仍运行于正常跟踪模式。当系统输出的功率达到阈值p
th
时,光伏跟踪系统由正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。同样的,当系统输出功率达到设定的阈值,但光照时刻未到阈值时,光伏跟踪系统也不能切换为复合跟踪模式,仍运行于正常跟踪模式。只有两个监测参数光照时刻和系统输出功率都满足第一阈值条件时,光伏跟踪系统才切换至复合跟踪模式。其他参数的组合控制方法类似,在此不再赘述。
[0081]
步骤s103、控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。
[0082]
其中,复合跟踪模式为降温运行模式和正常跟踪模式的组合。
[0083]
降温运行模式为光伏组件倾角被调节到预设角度,使相邻光伏组件之间形成气流通道。
[0084]
在实际应用中,通过转动光伏跟踪支架对光伏组件进行姿态调整,将光伏组件倾角调节到预设角度,该预设角度可以为光伏组件倾角较大的姿态,比如50
°‑
60
°
之间,以使相邻光伏组件之间形成气流通道,主要为竖向的气流通道,从而便于光伏组件散热降温。
[0085]
综上可知,本发明公开了一种光伏跟踪系统的控制方法,当发电性能影响参数满足对应的第一阈值条件时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式,复合跟踪模式为降温运行模式和正常跟踪模式的组合,在降温运行模式下,光伏组件倾角被调节至预设角度,使得光伏组件之间形成气流通道,从而便于光伏组件散热降温,因此,本发明有效降低了因光伏组件的温度较高对发电效率的影响。
[0086]
为进一步优化上述实施例,参见图4,本发明实施例公开的另一种光伏跟踪系统的控制方法流程图,在图3所示实施例的基础上,在步骤s102之后,控制方法还可以包括:
[0087]
步骤s104、当发电性能影响参数没有满足对应的第一阈值条件时,控制光伏跟踪系统维持正常跟踪模式不变。
[0088]
当发电性能影响参数没有满足对应的第一阈值条件时,表明光伏跟踪系统的发电效率受光伏组件温度的影响较小,此时使光伏跟踪系统维持正常跟踪模式不变即可。
[0089]
为进一步优化上述实施例,在步骤s103之后,还可以包括:
[0090]
步骤s105、当光伏跟踪系统运行在复合跟踪模式时,控制光伏跟踪系统在降温运行模式和正常跟踪模式之间交替运行。
[0091]
具体的,参见图5,本发明实施例公开的一种当光伏跟踪系统运行在复合跟踪模式时,控制光伏跟踪系统在降温运行模式和正常跟踪模式之间交替运行的方法流程图,该方法包括:
[0092]
步骤s201、当光伏跟踪系统进入复合跟踪模式后,控制光伏跟踪系统最先运行在降温运行模式,并记录光伏跟踪系统在降温运行模式运行的起始时间;
[0093]
需要说明的是,由于本发明中光伏跟踪系统是从正常跟踪模式进入复合跟踪模式,而复合跟踪模式包括:降温运行模式和正常跟踪模式,因此,为达到较好的降温效果,本发明当光伏跟踪系统进入复合跟踪模式后,控制光伏跟踪系统最先运行在降温运行模式。
[0094]
步骤s202、判断发电性能影响参数是否满足对应的第二阈值条件,如果是,则执行步骤s203;
[0095]
其中,发电性能影响参数满足对应的第二阈值条件,比如,提升发电量不小于损失发电量,温度降低到满足条件以下,或是发电量增大到发电量阈值以上等等。
[0096]
步骤s202具体可以包括:
[0097]
(1)基于历史辐照值和光伏组件的倾角被调节后的降温效果,预测光伏跟踪系统在未来的一个预设运行周期内进入降温运行模式的损失发电量以及进入正常跟踪模式的提升发电量;
[0098]
其中,所述预设运行周期δt为:光伏跟踪系统在所述复合跟踪模式下的运行周期,具体取值依据实际需要而定,比如δt=10min,本发明在此不做限定。
[0099]
需要特别说明的是,光伏跟踪系统进入降温运行模式后,光伏组件的倾角从辐照值最佳接收倾角切换为辐照值非最佳接收倾角,因此,会导致光伏跟踪系统损失一部分发电量。
[0100]
在实际应用中,可以根据光伏跟踪系统在未来的一个预设运行周期内,进入降温
运行模式后的光照强度和散热程度,确定光伏跟踪系统的损失发电量,以及在未来的一个预设运行周期内,进入正常运行模式后的光照强度和散热程度,确定光伏跟踪系统的提升发电量。
[0101]
(2)判断提升发电量是否不小于损失发电量,以确定发电性能影响参数是否满足对应的第二阈值条件。
[0102]
本实施例中,当提升发电量不小于损失发电量时,确定发电性能影响参数满足对应的第二阈值条件。
[0103]
需要说明的是,当发电性能影响参数不满足对应的第二阈值条件时,则光伏跟踪系统继续运行在降温运行模式,直至发电性能影响参数满足对应的第二阈值条件,控制光伏跟踪系统由降温运行模式切换为正常跟踪模式。
[0104]
步骤s203、控制光伏跟踪系统由降温运行模式切换为正常跟踪模式,并记录光伏跟踪系统在降温运行模式运行的结束时间;
[0105]
需要说明的是,光伏跟踪系统每次在降温运行模式完成降温姿态调整后,会重新恢复到正常跟踪模式,等待下一次的交替时刻。
[0106]
步骤s204、根据所述起始时间和所述结束时间得到在一个所述预设运行周期内所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式下的降温运行总时间;
[0107]
步骤s205、基于所述预设运行周期和所述降温总运行时间,得到在所述复合跟踪模式的一个所述预设运行周期内所述光伏跟踪系统在所述正常跟踪模式下的正常运行总时间;
[0108]
假设,预设运行周期为δt,降温运行总时间为δt1,则正常运行总时间δt2=δt

δt1。
[0109]
步骤s206、当所述光伏跟踪系统在所述正常跟踪模式的运行时间达到所述正常运行总时间时,控制所述光伏跟踪系统由所述正常跟踪模式切换为所述降温运行模式,并进入下一个所述预设运行周期。
[0110]
本发明中,当光伏跟踪系统进入复合跟踪模式后,为了便于光伏组件散热降温,控制光伏跟踪系统最先运行在降温运行模式。光伏跟踪系统在降温运行模式和正常跟踪模式之间的切换是根据提升发电量和损失发电量的大小关系而定的,当基于历史辐照值和光伏组件的倾角被调节后的降温效果,预测光伏跟踪系统在未来的一个预设运行周期内进入降温运行模式的损失发电量以及进入正常跟踪模式的提升发电量后,若提升发电量不小于损失发电量,为了提高发电效率,则控制光伏跟踪系统由降温运行模式切换为正常跟踪模式。
[0111]
需要说明的是,当光伏跟踪系统在复合跟踪模式完成降温姿态调整后,也即,当监测到发电性能影响参数不满足对应的第一阈值条件时,控制光伏跟踪系统从复合跟踪模式切换为正常跟踪模式。
[0112]
因此,控制方法还可以包括:
[0113]
当光伏跟踪系统在所述复合跟踪模式运行预设时间段后,再次获取最新发电性能影响参数;
[0114]
判断最新发电性能影响参数是否满足对应的第一阈值条件;
[0115]
如果否,则控制光伏跟踪系统从复合跟踪模式切换为所述正常跟踪模式。
[0116]
本实施例中,当最新发电性能影响参数不满足对应的第一阈值条件时,表明光伏
组件的温度对光伏跟踪系统发电效率的影响降低,此时,控制光伏跟踪系统从复合跟踪模式切换为正常跟踪模式。
[0117]
具体的,以发电性能影响参数为组件背板温度为例进行说明,当光伏跟踪系统运行在正常跟踪模式时,若监测到组件背板温度不小于50
°
时,则控制光伏跟踪系统进入复合跟踪模式。当检测到组件背板温度小于50
°
时,控制光伏跟踪系统从复合跟踪模式下恢复为正常跟踪模式。
[0118]
在光伏跟踪系统上执行上述控制方法时,控制器可以控制所有的光伏阵列同时调整光伏组件倾角,也可以使光伏阵列分批次进行光伏组件倾角的调整。
[0119]
因此,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式,具体可以包括:
[0120]
控制光伏跟踪系统中所有的光伏阵列同时从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。
[0121]
或者
[0122]
控制光伏跟踪系统中所有的光伏阵列分批次从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式。
[0123]
在实际应用中,可以将全天的跟踪模式分为上午、中午和下午三个时间区间,在上午和下午时,光伏跟踪系统采用正常跟踪模式,在中午温度较高时,光伏跟踪系统采用复合跟踪模式,比如当光照时刻在[11:00,13:00]内时,光伏跟踪系统采用复合跟踪模式。
[0124]
具体的,参见图6所示的光伏跟踪系统的跟踪模式转换示意图,整个曲线表示光伏跟踪系统的功率曲线,当光伏跟踪系统监测的发电性能影响参数满足对应的第一阈值条件时,即图6中a点,光伏跟踪系统由正常跟踪模式切换为复合跟踪模式,使光伏跟踪系统在降温运行模式和正常跟踪模式之间交替运行。其中,两种模式交替的时间间隔由降温调整带来的提升发电量和损失发电量确定。降温运行模式为光伏组件倾角被调节到预设角度,使相邻光伏组件之间形成气流通道,促进光伏组件散热降温。当光伏跟踪系统完成降温姿态调整后,光伏跟踪系统重新恢复到正常跟踪模式,等待下一次交替模式的调整。当监测的发电性能影响参数不满足对应的第一阈值条件时,即图6中b点,光伏跟踪系统退出复合跟踪模式,并进入正常跟踪模式运行。
[0125]
本发明中,正常跟踪模式和复合跟踪模式下的降温运行模式的气流方向如图7所示。在正午时分正常跟踪模式下的光伏组件平行于地面,光伏组件上方和下方基本无通道进行气流流动,所以光伏组件下方的气流在内部循环,无法与外界进行热交换。而在降温运行模式下,光伏组件倾角被调整,光伏组件倾角从水平姿态转换到有倾角的状态,形成竖向的气流通道,组件上方和下方可进行热交换,从而达到光伏组件快速降温的目的,为正常跟踪模式下的光伏跟踪系统提供较低温度的光伏组件。
[0126]
为便于理解本发明所要保护的技术方案,下面以发电性能影响参数为光照时刻,第一阈值条件为11点

13点为例,对光伏跟踪系统的控制过程进行阐述,具体如下:
[0127]
降温运行模式和正常跟踪模式下光伏跟踪系统的功率曲线如图8所示。在11点之前光伏系统运行在正常跟踪模式,跟踪器自动跟踪最大辐照。在11点时光伏跟踪系统进入复合跟踪模式,由正常跟踪模式和降温运行模式交替运行组成。图8中下降曲线表示系统工作在降温运行模式,相对平稳曲线部分表示光伏跟踪系统运行在正常跟踪模式。在13点时光伏跟踪系统退出复合跟踪模式,进入正常跟踪模式。在11点

13点这一时间段内,降温运行模式下,光伏组件不是位于最佳倾角,光伏跟踪系统的输出功率不及正常跟踪模式下的
输出功率,甚至不及常规光伏配置下的输出功率,但是维持时间很短,仅几十秒到1分钟。在散热降温调整完之后,由于光伏组件温度降低,因此,当光伏跟踪系统恢复到正常跟踪模式时,发电功率是大于常规跟踪模式的。综合来看,复合跟踪模式下的整体输出功率高于正常跟踪模式下的输出功率,从而提升了光伏跟踪系统的发电量。
[0128]
与上述方法实施例相对应,本发明还公开了一种光伏跟踪系统的控制器。
[0129]
参见图9,本发明实施例公开的一种光伏跟踪系统的控制器的结构示意图,该控制器为图2所示实施例中的控制器,该控制器包括:
[0130]
第一参数获取单元301,用于获取发电性能影响参数;
[0131]
其中,发电性能影响参数包括但不限于光照时刻、温度、系数输出功率、光伏组件倾角和辐照度中的任意一种或多种组合。
[0132]
第一判断单元302,用于判断所述发电性能影响参数是否满足对应的第一阈值条件;
[0133]
第一模式切换单元303,用于在所述第一判断单元402判断为是的情况下,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式;
[0134]
其中,所述复合跟踪模式为降温运行模式和所述正常跟踪模式的组合;所述降温运行模式为光伏组件倾角被调节到预设角度,使相邻光伏组件之间形成气流通道。
[0135]
在实际应用中,通过转动光伏跟踪支架对光伏组件进行姿态调整,将光伏组件倾角调节到预设角度,该预设角度可以为光伏组件倾角较大的姿态,比如50
°‑
60
°
之间,以使相邻光伏组件之间形成气流通道,主要为竖向的气流通道,从而便于光伏组件散热降温。
[0136]
综上可知,本发明公开了一种光伏跟踪系统的控制器,当发电性能影响参数满足对应的第一阈值条件时,控制光伏跟踪系统从正常跟踪模式切换为复合跟踪模式,复合跟踪模式为降温运行模式和正常跟踪模式的组合,在降温运行模式下,光伏组件倾角被调节至预设角度,使得光伏组件之间形成气流通道,从而便于光伏组件散热降温,因此,本发明有效降低了因光伏组件的温度较高对发电效率的影响。
[0137]
为进一步优化上述实施例,控制器还可以包括:
[0138]
第一控制子单元,用于当所述光伏跟踪系统进入所述复合跟踪模式后,控制所述光伏跟踪系统最先运行在所述降温运行模式,并记录所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式运行的起始时间;
[0139]
判断子单元,用于判断所述发电性能影响参数是否满足对应的第二阈值条件;
[0140]
其中,发电性能影响参数满足对应的第二阈值条件,比如,提升发电量不小于损失发电量,温度降低到满足条件以下,或是发电量增大到发电量阈值以上等等。
[0141]
因此,判断子单元具体可以用于:
[0142]
基于历史辐照值和所述光伏组件的倾角被调节后的降温效果,预测所述光伏跟踪系统在未来的一个预设运行周期内进入所述降温运行模式的损失发电量以及进入所述正常跟踪模式的提升发电量,其中,所述预设运行周期为:所述光伏跟踪系统在所述复合跟踪模式下的运行周期,判断提升发电量是否不小于损失发电量,以确定发电性能影响参数是否满足对应的第二阈值条件。
[0143]
第二控制子单元,用于在判断子单元判断为是的情况下,控制所述光伏跟踪系统由所述降温运行模式切换为所述正常跟踪模式,并记录所述光伏跟踪系统在所述降温运行
模式运行的结束时间;
[0144]
降温运行总时间计算子单元,用于根据所述起始时间和所述结束时间,得到在所述复合跟踪模式的一个所述预设运行周期内所述光伏跟踪系统在所述降温运行模式下的降温运行总时间;
[0145]
正常运行总时间计算子单元,用于基于所述预设运行周期和所述降温总运行时间,得到在一个所述预设运行周期内所述光伏跟踪系统在所述正常跟踪模式下的正常运行总时间;
[0146]
第三控制子单元,用于当所述光伏跟踪系统在所述正常跟踪模式的运行时间达到所述正常运行总时间时,控制所述光伏跟踪系统由所述正常跟踪模式切换为所述降温运行模式,并进入下一个所述预设运行周期。
[0147]
本发明中,当光伏跟踪系统进入复合跟踪模式后,为了便于光伏组件散热降温,控制光伏跟踪系统最先运行在降温运行模式。光伏跟踪系统在降温运行模式和正常跟踪模式之间的切换是根据提升发电量和损失发电量的大小关系而定的,当基于历史辐照值和光伏组件的倾角被调节后的降温效果,预测光伏跟踪系统在未来的一个预设运行周期内进入降温运行模式的损失发电量以及进入正常跟踪模式的提升发电量后,若提升发电量不小于损失发电量,为了提高发电效率,则控制光伏跟踪系统由降温运行模式切换为正常跟踪模式。
[0148]
需要说明的是,当光伏跟踪系统在复合跟踪模式完成降温姿态调整后,也即,当监测到发电性能影响参数不满足对应的第一阈值条件时,控制光伏跟踪系统从复合跟踪模式切换为正常跟踪模式。
[0149]
因此,控制器还可以包括:
[0150]
第二参数获取单元,用于当所述光伏跟踪系统在所述复合跟踪模式运行预设时间段后,再次获取最新发电性能影响参数;
[0151]
第二判断单元,用于判断所述最新发电性能影响参数是否满足对应的第一阈值条件;
[0152]
第二模式切换单元,用于在所述第二判断单元判断为否的情况下,控制所述光伏跟踪系统从所述复合跟踪模式切换为所述正常跟踪模式。
[0153]
需要特别说明的是,控制器实施例中,各组成部分的具体工作原理,请参见方法实施例对应部分,此处不再赘述。
[0154]
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0155]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0156]
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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