一种光伏系统的制作方法

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏系统。

背景技术

光伏系统能够将光能转化为电能，并为三相电网供电。一般，光伏系统中包括光伏逆变器，光伏逆变器的直流端口与光伏阵列连接，交流端口与三相电网连接，光伏逆变器可以将光伏阵列产生的直流电转换交流电后输出给三相电网。由于光伏阵列的输出功率波动较大，因此大多数光伏系统会采用光伏超配的技术方案，即光伏阵列的理论输出功率与光伏逆变器的转换功率之间的比值大于1:1。

对于采用光伏超配方案的光伏系统，在光伏阵列输出功率良好的情况下，光伏逆变器无法将光伏阵列输出的所有直流电转换为交流电并输出给三相电网，这便造成了一定的浪费，因此，需要在光伏系统中增加储能变换器和蓄电池，以在蓄电池中存储多余的能量。在一种现有的光伏系统中，光伏逆变器分别与光伏阵列和储能变换器连接，根据光伏阵列提供的直流电的电能的大小向储能变换器提供控制指令，储能变换器根据控制指令进行储能路径和放电路径的切换，从而实现对蓄电池蓄电和放电的控制。

然而，光伏逆变器向储能变换器提供控制指令的过程具有一定时延，使控制蓄电池蓄电和放电的切换不够及时，造成光伏系统的能量利用率下降，因此，现有的具备储能功能的光伏系统能量利用率还有待进一步提升。

技术实现要素：

本申请提供一种光伏系统，用以提高光伏系统的能量利用率。

第一方面，本申请实施例提供一种光伏系统，包括：光伏阵列、储能变换器、蓄电池和光伏逆变器。其中，光伏阵列用于将吸收的光能转化为直流电的电能，并将直流电输出给储能变换器。储能变换器包括至少一个光伏端口、至少一个蓄电端口和至少一个逆变器端口，储能变换器的至少一个光伏端口与光伏阵列连接，至少一个蓄电端口与蓄电池连接，至少一个逆变器端口与光伏逆变器连接，储能变换器用于：在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，将从光伏端口输入的一部分直流电通过逆变器端口提供给光伏逆变器，将从光伏端口输入的另一部分直流电通过蓄电端口存入蓄电池；在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，将从光伏端口输入的直流电作为一部分直流电通过逆变器端口提供给光伏逆变器，并通过蓄电端口从蓄电池获取另一部分直流电通过逆变器端口提供给光伏逆变器。蓄电池用于存储储能变换器提供的直流电或为储能变换器提供直流电。光伏逆变器包括至少一个直流端口和至少一个交流端口，光伏逆变器的至少一个直流端口与储能变换器的逆变器端口连接，至少一个交流端口与电网连接，光伏逆变器用于通过直流端口从储能变换器接收直流电，将直流电变换为交流电后通过交流端口将交流电输出给电网。

采用以上系统架构，光伏阵列与储能变换器直接连接，由储能变换器直接根据光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能与电网单位时间内所需的电能之间的大小关系控制蓄电池蓄电或放电，省去了光伏逆变器向储能变换器发送指令的过程，降低了控制蓄电池在蓄电状态和放电状态之间切换的时延，从而有利于提高系统的能量利用率。

基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，储能变换器还用于：在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，根据光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能对光伏阵列进行最大功率点跟踪；在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内的电能时，向光伏逆变器发送第一指令，第一指令用于触发光伏逆变器对光伏阵列进行最大功率点跟踪。

采用以上系统架构，由于储能变换器通过不同的端口分别与光伏阵列和光伏逆变器连接，因此储能变换器可以较为准确地确定光伏阵列单位时间内为储能变换器提供的直流电的电能的能量值，从而可以更精确地跟踪光伏阵列的最大功率点，进而提高光伏系统的能量利用率。在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，储能变换器无法对光伏阵列进行最大功率点跟踪，储能变换器可以通过第一指令触发光伏逆变器的最大功率点跟踪功能，由光伏逆变器实现对光伏阵列的最大功率点跟踪。

基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，储能变换器包括控制单元和多个变换器单元；控制单元，与多个变换器单元连接，用于：针对任一变换器单元，根据电网单位时间内所需的电能，确定该变换器单元在单位时间内需要向光伏逆变器提供的单元电能；在该变换器单元单位时间内从光伏端口接收的直流电的电能大于该变换器单元的单元电能时，向该变换器单元提供第一控制信号；在该变换器单元单位时间内从光伏端口接收的直流电的电能小于该变换器单元的单元电能时，向该变换器单元提供第二控制信号；储能变换器的多个变换器单元，分别与储能变换器的多个光伏端口、多个逆变器端口一一对应连接，任一变换器单元用于：接收从对应的光伏端口输入的直流电；在收到控制单元提供的第一控制信号时，将从对应的光伏端口接收的一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给光伏逆变器，将从对应的光伏端口输入的另一部分直流电通过蓄电端口存入蓄电池；在收到所述控制单元提供的第二控制信号时，将从对应的光伏端口接收的直流电作为一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给光伏逆变器，并通过蓄电端口从蓄电池获取另一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给光伏逆变器。

采用以上系统架构，储能变换器多个变换器单元分别与多个光伏端口一一对应连接，使得储能变换器可以实现对光伏阵列更为精细的最大功率点跟踪，而且，多个变换器单元分别与多个逆变器端口一一对应连接，使得储能变换器可以与组串式光伏逆变器连接，为在光伏系统中集成组串式光伏逆变器提供了基础。

基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，变换器单元包括能量传感器、第一节点和第一直流转换器；第一节点与变换器单元对应的逆变器端口连接；能量传感器，分别与变换器单元对应的光伏端口、第一节点和控制单元连接，用于检测单位时间内从光伏端口接收、向第一节点传递的直流电的电能的能量值，并将该能量值提供给控制单元；第一直流转换器，分别与控制单元、第一节点和蓄电端口连接，用于在接收到控制单元提供的第一控制信号时，将从能量传感器流向第一节点的一部分直流电通过第一节点连接的逆变器端口提供给光伏逆变器，将从能量传感器流向第一节点的另一部分直流电通过蓄电端口存入蓄电池；或，在接收到控制单元提供的第二控制信号时，将从能量传感器流向第一节点的直流电作为一部分直流电通过第一节点连接的逆变器端口提供给光伏逆变器，并通过蓄电端口从蓄电池获取另一部分直流电通过第一节点连接的逆变器端口提供给光伏逆变器。

在上述系统架构中，提供了一种储能变换器的具体实现结构。

基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，光伏逆变器包括交直流转换器、多个第二直流转换器、交流端口和多个直流端口；多个第二直流转换器分别与交直流转换器和多个直流端口一一对应连接，任一第二直流转换器用于：从对应的直流端口接收储能变换器提供的直流电，对直流电进行升压并将升压后的直流电提供给交直流转换器；交直流转换器与光伏逆变器的交流端口连接，用于：接收多个第二直流转换器提供的升压后的直流电，将升压后的直流电转换为交流电并通过交流端口将交流电输出给电网。

采用上述系统架构，系统中的光伏逆变器可以为组串式光伏逆变器，由于组串式光伏逆变器在对光伏阵列进行最大功率点跟踪时，比集中式光伏逆变器更为精确，能量利用率更高，因此采用上述系统架构有利于进一步提高光伏系统整体的能量利用率。

基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，储能变换器还用于：在向光伏逆变器发送第一指令之后，向光伏逆变器发送多个电能信息；多个电能信息分别包括多个变换器单元的单元标识，以及单元标识对应的变换器单元单位时间内从蓄电池获取的直流电的电能的能量值；光伏逆变器对光伏阵列进行最大功率点跟踪时，具体用于：针对任一电能信息，根据电能信息中变换器单元的单元标识，确定第一变换器单元对应的目标直流转换器；第一变换器单元为所述储能变换器的多个变换器单元中，与单元标识对应的变换器单元；目标直流转换器为光伏逆变器的多个第二直流转换器中，接收第一变换器单元提供的直流电的第二直流转换器；确定目标直流转换器单位时间内从对应的直流端口接收的直流电的电能的能量值；根据电能信息中的能量值以及目标直流转换器单位时间内从对应的直流端口接收的直流电的电能的能量值，确定光伏阵列中第一光伏子阵列单位时间内向储能变换器提供的直流电的电能的能量值；第一光伏子阵列为光伏阵列的多个光伏子阵列中，为第一变换器单元提供直流电的光伏子阵列；根据第一光伏子阵列单位时间内向储能变换器提供的直流电的电能的能量值，对第一光伏子阵列进行最大功率点跟踪。

采用上述系统架构，光伏逆变器可以通过储能变换器提供的多个电能信息分别确定光伏阵列中与储能变换器连接的每一个光伏子阵列单位时间内向储能变换器提供的直流电的电能的能量值，进而可以对每一个光伏子阵列进行最大功率点跟踪，不仅保存了组串式光伏逆变器更精细的最大功率点跟踪的特点，而且，相较于现有的储能变换器与光伏阵列在光伏逆变器直流侧直接耦合的系统架构，本申请中光伏逆变器对储能变换器连接的每一个光伏子阵列单位时间内向储能变换器提供的直流电的电能的能量值的判断更为准确，进一步提高了最大功率点跟踪的精度。

基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，储能变换器包括多个光伏端口，光伏阵列包括多个光伏子阵列；多个光伏子阵列与多个光伏端口分别一一对应连接；光伏逆变器包括多个直流端口，储能变换器包括多个逆变器端口；多个直流端口与多个逆变器端口分别一一对应连接。

本申请提供的一种具体可能的储能变换器、光伏逆变器和光伏阵列之间的连接关系。

基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，光伏逆变器包括第一光伏逆变器和第二光伏逆变器；光伏阵列包括多个光伏子阵列和多个附加子阵列；第一光伏逆变器，包括多个第一直流端口，一部分第一直流端口与储能变换器中的一部分逆变器端口一一对应连接，另一部分第一直流端口与光伏阵列的一部分附加子阵列一一对应连接；第二光伏逆变器，包括多个第二直流端口，一部分第二直流端口与储能变换器中的另一部分逆变器端口一一对应连接，另一部分第二直流端口与光伏阵列的另一部分附加子阵列一一对应连接；第一光伏逆变器，用于确定与一部分附加子阵列连接的第一直流端口输入的直流电的电能的能量值，并将能量值提供给储能变换器；第二光伏逆变器，用于确定与另一部分附加子阵列连接的第二直流端口输入的直流电的电能的能量值，并将能量值提供给储能变换器；储能变换器具体用于：根据电网单位时间内所需的电能，确定第一光伏逆变器单位时间内所需输出的第一交流电的电能和第二光伏逆变器单位时间内所需输出的第二交流电的电能；根据第一光伏逆变器提供的能量值和第一交流电的电能，确定第一光伏逆变器单位时间内所需的第一直流电的电能；根据第二光伏逆变器提供的能量值和第二交流电的电能，确定第二光伏逆变器单位时间内所需的第二直流电的电能；在单位时间内从光伏端口输入的直流电的电能大于第一直流电的电能和第二直流电的电能之和时，将从光伏端口输入的一部分直流电通过逆变器端口提供给第一光伏逆变器和第二光伏逆变器，将从光伏端口输入的另一部分直流电通过蓄电端口存入蓄电池；在单位时间内从光伏端口输入的直流电的电能小于第一直流电的电能和第二直流电的电能之和时，将从光伏端口输入的直流电作为一部分直流电通过逆变器端口提供给第一光伏逆变器和第二光伏逆变器，并通过蓄电端口从蓄电池获取另一部分直流电通过逆变器端口提供给第一光伏逆变器和第二光伏逆变器。

采用上述系统架构，在单个光伏逆变器的转换效率和光伏阵列理论发光效率一定的情况下，可以实现更低的超配比。

基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，光伏阵列包括第一光伏阵列和第二光伏阵列；储能变换器包括第一储能变换器和第二储能变换器；蓄电池包括第一蓄电池和第二蓄电池；第一储能变换器的第一光伏端口与第一光伏阵列连接，第一逆变器端口与光伏逆变器的一部分直流端口连接，第一蓄电端口与第一蓄电池连接；第二储能变换器的第二光伏端口与第二光伏阵列连接，第二逆变器端口与光伏逆变器的另一部分直流端口连接，第二蓄电端口与第二蓄电池连接；第一储能变换器用于：根据电网单位时间内所需的交流电的电能确定第一储能变换器单位时间内需要向光伏逆变器提供的第三直流电的电能和第二储能变换器单位时间内需要向光伏逆变器提供的第四直流电的电能，并将第四直流电的电能的能量值提供给第二储能变换器；在第一光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于第三直流电的电能时，将从第一光伏端口输入的一部分直流电通过第一逆变器端口提供给光伏逆变器，将从第一光伏端口输入的另一部分直流电通过第一蓄电端口存入第一蓄电池；在第一光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于第三直流电的电能时，将从第一光伏端口输入的直流电作为一部分直流电通过第一逆变器端口提供给光伏逆变器，并通过第一蓄电端口从第一蓄电池获取另一部分直流电通过第一逆变器端口提供给光伏逆变器；第二储能变换器用于：获取第一储能变换器提供的第四直流电的电能的能量值；在第二光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于第四直流电的电能时，将从第二光伏端口输入的一部分直流电通过第二逆变器端口提供给光伏逆变器，将从第二光伏端口输入的另一部分直流电通过第二蓄电端口存入第二蓄电池；在第二光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于第四直流电的电能时，将从第二光伏端口输入的直流电作为一部分直流电通过第二逆变器端口提供给光伏逆变器，并通过第二蓄电端口从第二蓄电池获取另一部分直流电通过第二逆变器端口提供给光伏逆变器。

采用上述系统架构，在光伏逆变器的转换效率和单个光伏阵列理论发光效率一定的情况下，可以实现更高的超配比。

上述蓄电池可以包括铅碳电池，和/或，磷酸铁锂电池，和/或，三元锂电池，和/或，钠硫电池，和/或，液流电池。

一种可能的实现方式中，所述电网单位时间内所需的电能是所述储能变换器根据所述电网发送的供电指令确定的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种直流耦合光伏系统的系统架构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光伏系统架构示意图；

图3为一种光伏阵列结构示意图；

图4为一种集中式光伏逆变器结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种储能变换器与电网之间通信连接关系示意图；

图6为本申请实施例提供的一种储能变换器结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种储能变换器结构示意图；

图8为一种组串式光伏逆变器结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种可能的光伏系统架构示意图之一；

图10为本申请实施例提供的一种可能的光伏系统架构示意图之二；

图11为本申请实施例提供的一种可能的光伏系统架构示意图之三。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例作进一步详细描述。

图1为一种直流耦合光伏系统的系统架构示意图，如图1所示，光伏系统100包括光伏阵列101、储能变换器102、蓄电池103和光伏逆变器104。其中，光伏阵列101与光伏逆变器104连接，用于将吸收的光能转化为直流电的电能并将直流电输出给光伏逆变器104。光伏逆变器104，分别与电网和储能变换器104连接，用于确定电网单位时间内所需的电能；在光伏阵列101单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需电能时，向储能变换器102发送第一控制指令；在光伏阵列101单位时间内产生的直流电的电能不大于电网单位时间内所需电能时，向储能变换器102发送第二控制指令，以及，从光伏阵列101和/或储能变换器102接收直流电，将直流电转化为交流电后输出给电网。储能变换器102与蓄电池103连接，用于在收到第一控制指令时，将光伏阵列101产生的一部分直流电存入蓄电池103；在收到第二控制指令时，从蓄电池103获取一部分直流电并提供给光伏逆变器104。

对于图1所示的光伏系统100，储能变换器102根据光伏逆变器104的控制指令控制蓄电池103蓄电或放电，由于光伏逆变器104向储能变换器102提供控制指令的过程具有一定时延，使蓄电池103蓄电和放电的切换不够及时，进而使光伏系统100的能量利用率下降。

基于此，本申请实施例提供了一种光伏系统架构。图2为本申请实施例提供的一种光伏系统架构示意图，如图2所示，光伏系统200包括：光伏阵列201、储能变换器202、蓄电池203和光伏逆变器204。其中，储能变换器202包括至少一个逆变器端口2021、至少一个光伏端口2022和至少一个蓄电端口2023。在光伏系统200中，储能变换器202通过至少一个逆变器端口2021与光伏逆变器204连接，通过至少一个光伏端口2022与光伏阵列201连接，通过至少一个蓄电端口2023与蓄电池203连接。光伏逆变器204包括至少一个直流端口2041和交流端口2042，光伏逆变器204通过至少一个直流端口2041与储能变换器的至少一个逆变器端口2021连接，通过交流端口2042与电网连接。

在光伏系统200为电网供电时，光伏阵列201将吸收的光能转化为直流电的电能，并将直流电输出给储能变换器202。储能变换器202通过光伏端口2022接收光伏阵列201提供的直流电；在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，储能变换器202将从光伏端口2022输入的一部分直流电通过逆变器端口2021提供给光伏逆变器204，将从光伏端口2022输入的另一部分直流电通过蓄电端口2023存入蓄电池203；储能变换器202在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，将从光伏端口2022输入的直流电作为一部分直流电通过逆变器端口2021提供给光伏逆变器204，并通过蓄电端口2023从蓄电池203获取另一部分直流电通过逆变器端口2021提供给光伏逆变器204。光伏逆变器204通过直流端口接收储能变换器202提供的直流电，将直流电变换为交流电后通过交流端口2042将交流电输出给电网。

应理解，图2中光学系统200与电网之间的连接关系为简化示意，具体实现时，光伏系统200与电网之间还可以连接有其它电网设备，例如，光伏系统200与电网之间还可以接有变压器，由变压器对光伏系统200提供的交流电进行升压以实现高压输送等，此类本领域常规技术本申请对此并不多作限制。

在图2所示的光伏系统200中，光伏阵列201与储能变换器202直接连接，由储能变化器202直接根据光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能与电网单位时间内所需的电能之间的大小关系控制蓄电池203蓄电或放电，省去了光伏逆变器204向储能变换器202发送指令的过程，降低了控制蓄电池203在蓄电状态和放电状态之间切换的时延，从而能够提高系统的能量利用率。

在图2所示的光伏系统200中，光伏阵列201可以是由多个光伏电池组成的阵列结构，如图3所示的光伏阵列，图3中每一个小方格代表一个光伏电池。光伏阵列中的一行光伏电池并联构成一个光伏组串pv(如图3中pv1～pv18)。一般情况下，光伏组串可以作为调节光伏阵列光转化效率的基本单位。在本申请所提供的光伏系统200中，光伏阵列201包括至少一个光伏子阵列，任一光伏子阵列包括至少一个光伏组串pv。在光伏阵列中的光伏子阵列与储能变换器102连接时，属于同一光伏子阵列的光伏组串pv与储能变换器202中的同一个光伏端口2022连接，属于不同光伏子阵列的光伏组串pv与储能变换器202中的不同的光伏端口2022连接。

在图2所示的光伏系统200中，蓄电池203可以是单个的蓄电池，也可以是由多个蓄电池组成的蓄电池集群。具体实施时，蓄电池203可以是铅碳电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、钠硫电池、液流电池中的一种或多种的组合，可根据实际应用环境、成本预算等灵活选择。

在图2所示的光伏系统200中，光伏逆变器204可以是集中式光伏逆变器。如图4所示的集中式光伏逆变器400，由一个第三直流(dc/dc)转换器401和一个交直流(dc/ac)转换器402构成，其中，第三dc/dc转换器401一端与集中式光伏逆变器400的直流端子2041连接，另一端与dc/ac转换器402的直流端连接，第三dc/dc转换器401用于从直流端子2041接收储能变换器202提供的直流电，并对直流电升压后提供给dc/ac转换器402。dc/ac转换器的交流端与集中式光伏逆变器400的交流端口2042连接，用于将升压后的直流电转换为交流电并通过交流端口2042将交流电输出给电网。集中式光伏逆变器的结构较组串式光伏逆变器更为简单，比较容易集成在光伏系统中。

在图2所示的光伏系统200中，储能变换器202根据光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能与电网单位时间内所需的电能之间的相对大小关系控制蓄电池203蓄电或放电：在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能在满足电网单位时间内所需的电能之外仍有剩余，储能变换器202将从光伏端口2022输入的一部分直流电通过逆变器端口2021提供给光伏逆变器204，以满足电网的电能需求，同时，将从光伏端口2022输入的另一部分直流电通过蓄电端口2023存入蓄电池203，使蓄电池203存入剩余电能，减少对光伏阵列201所产生的直流电的电能的浪费，提高光伏系统200的能量利用率；在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，此时光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能无法满足电网的电能需求，储能变换器202将从光伏端口2022输入的直流电作为一部分直流电通过逆变器端口2021提供给光伏逆变器204，并通过蓄电端口2023从蓄电池203获取另一部分直流电并通过逆变器端口2021提供给光伏逆变器204，从蓄电池203获取的直流电的电能可以补偿光伏阵列2021单位时间内产生的直流电的电能少于电网单位时间能所需的电能的部分，从而满足电网的电能需求。

在图2所示的光伏系统200中，储能变换器202至少可以通过以下两种方式确定电网单位时间所需的电能：

方式一，储能变换器202内部包括若干预设值，可以作为电网单位时间内所需的电量。例如，工作日白天用电量少，储能变换器202可以将较低预设值作为电网单位时间内需求的电能，工作日晚上用电量高，储能变换器202可以将较大预设值作为电网单位时间内所需的电能。上述方式一易于实现，比较适用于电网供电情况较为简单的场景。

方式二，储能变换器202与电网之间还包括有线或无线的通信连接，如图5中储能变换器202与电网之间的虚线所示。电网周期或实时向储能变换器202发送供电指令，储能变换器202根据电网发送的供电指令确定电网单位时间内所需的电能。上述方式二，对电网单位时间内所需的电能判断更为准确，尤其适用于电网供电情况比较复杂的场景。

在光伏发电技术领域，多由光伏逆变器对光伏阵列进行最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，mppt)，可以显著提高光伏阵列的输出功率，进而提高光伏系统的能量利用率。然而，由图1所示的直流耦合光伏系统架构可见，光伏阵列101所提供的直流电和储能变换器102所提供的直流电在光伏逆变器104的直流侧耦合后输入光伏逆变器104，光伏逆变器104所接收的直流电实际为光伏阵列101和储能变换器102分别提供的直流电耦合之后的直流电，使得光伏逆变器104在对光伏阵列101进行最大功率点跟踪时，会受到储能变换器102所提供的直流电的干扰，从而无法准确跟踪光伏阵列101的最大功率点，不利于光伏系统能量利用率的进一步提升。

基于此，在一种可行的实现方式中，图2所示光伏系统200中储能变换器202还具有最大功率点跟踪功能。储能变换器202在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，根据光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能对光伏阵列201进行最大功率点跟踪；在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内的电能时，储能变换器202向光伏逆变器204发送第一指令，第一指令用于触发光伏逆变器204对光伏阵列201进行最大功率点跟踪。

采用以上系统架构，由于储能变换器202通过不同的端口分别与光伏阵列201和光伏逆变器204连接，因此储能变换器202可以较为准确地确定光伏阵列201单位时间内为储能变换器202提供的直流电的电能的能量值，从而可以更精确地跟踪光伏阵列201的最大功率点，进而提高光伏系统200的能量利用率。

在现有的光伏系统中，最大功率点跟踪是由光伏逆变器中的dc/dc转换器实现的。由于储能变换器用于从蓄电池获取直流电或将直流电存入蓄电池，因此储能变换器中也存在dc/dc转换器以对直流电进行升压或降压，本申请可以利用了储能变换器中的dc/dc转换器实现了储能变换器的最大功率点跟踪功能。在图2所示的光伏系统200中，由于在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，储能变换器202将光伏阵列201单位时间内产生的直流电全部输出给了光伏逆变器204，同时，从蓄电池203获取直流电，此时，dc/dc转换器用于对从蓄电池203获取的直流电进行变压，光伏阵列201产生的直流电并不会经过储能变换器202的dc/dc转换器，因此，在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，储能变换器202便无法对光伏阵列201进行最大功率点跟踪。为了保证对光伏阵列201的最大功率点跟踪，储能变换器202在光伏阵列201单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，向光伏逆变器24发送第一指令，通过第一指令触发光伏逆变器204的最大功率点跟踪功能，由光伏逆变器204对光伏阵列201进行最大功率点跟踪。

为了更进一步提高最大功率点跟踪的精度，在一种可行的实现方式中，如图6所示，储能变换器600包括控制单元601和多个变换器单元602(如图中602a、602b、……、602f)。控制单元601，分别与多个变换器单元602连接，用于：针对任一变换器单元602，根据电网单位时间内所需的电能，确定该变换器单元602在单位时间内需要向光伏逆变器提供的单元电能；在该变换器单元602单位时间内从光伏端口2022接收的直流电的电能大于该变换器单元602的单元电能时，向该变换器单元602提供第一控制信号a1；在该变换器单元602单位时间内从光伏端口2022接收的直流电的电能小于该变换器单元602的单元电能时，向该变换器单元602提供第二控制信号a2。

储能变换器600的多个变换器单元602，分别与储能变换器600的多个光伏端口2022、多个逆变器端口2021一一对应连接，任一变换器单元602用于：接收从对应的光伏端口2022输入的直流电；在收到控制单元601提供的第一控制信号a1时，将从对应的光伏端口2022接收的一部分直流电通过对应的逆变器端口2021提供给光伏逆变器，将从对应的光伏端口2022输入的另一部分直流电通过蓄电端口2023存入蓄电池；在收到所述控制单元601提供的第二控制信号a2时，将从对应的光伏端口2022接收的直流电作为一部分直流电通过对应的逆变器端口2021提供给光伏逆变器，并通过蓄电端口2023从蓄电池获取另一部分直流电通过对应的逆变器端口2021提供给光伏逆变器。

具体实施过程中，控制单元601可以通过多种可行的方式确定每一个变换器单元602的单元电能。例如，控制单元601根据电网单位时间内需要的电能和变换器单元602的数量进行平均，所获得的平均值作为每一个变换器单元602的单元电能。显然，控制单元601还可以采用其它更复杂的方式确定每一个变换器单元602的单元电能，本申请不再一一举例。

在图2中储能变换器202为图6所示的储能变换器600时，由于储能变换器202中多个变换器单元602分别与多个光伏端口2022一一对应连接，使得储能变换器2022可以通过多个变换器单元602中的任一个变换器单元602对连接该变换器单元602对应的光伏端口6022的光伏子阵列进行最大功率点跟踪，从而提高对光伏阵列整体的最大功率点跟踪的精度。而且，多个变换器单元602分别与多个逆变器端口2021一一对应连接，使得储能变换器202可以与组串式光伏逆变器204连接，为在光伏系统中集成组串式光伏逆变器204提供了基础。

基于图6所示的储能变换器，本申请实施例提供一种具体可行的变换器单元结构，如图7所示。变换器单元602包括能量传感器6021、第一节点n和第一直流(dc/dc)转换器6022。

能量传感器6021，分别与变换器单元602对应的光伏端口6022、第一节点n和控制单元601连接，用于检测单位时间内从光伏端口6022接收、向第一节点n传递的直流电的电能的能量值，并将该能量值提供给控制单元601。

第一dc/dc转换器，分别与控制单元601、第一节点n和蓄电端口2023连接，用于在接收到控制单元601提供的第一控制信号a1时，将从能量传感器6021流向第一节点n的一部分直流电通过蓄电端口2023存入蓄电池，而从能量传感器6021流向第一节点n的另一部分直流电则会从第一节点n所连接的逆变器端口2023提供给光伏逆变器；在接收到控制单元601提供的第二控制信号a2时，第一dc/dc转换器通过蓄电端口2023从蓄电池获取一部分直流电并从第一节点n所连接的逆变器端口2023提供给光伏逆变器，而从能量传感器6021流向第一节点n的直流电将作为另一部分直流电通过第一节点n所连接的逆变器端口2021提供给光伏逆变器。

应理解，“一部分”和“另一部分”的概念是相对的，例如直流电z＝x+y，其中，x为z中的一部分直流电，y为z中的另一部分直流电，也可以认为，y为z中的一部分直流电，x为z中的另一部分直流电。

如上所述，在图2所示的光伏系统200中，储能变换器202采用图6所示的结构时，图2中光伏逆变器204还可以为组串式光伏逆变器，如图8所示。光伏逆变器800包括交直流(dc/ac)转换器802、多个第二直流转换器801(如图8中801a、801b、……、801f)、交流端口8042和多个直流端口8041；多个第二dc/dc转换器801分别与dc/ac转换器802和多个直流端口2041一一对应连接，任一第二dc/dc转换器801用于：从对应的直流端口2041接收储能变换器202提供的直流电，对直流电进行升压并将升压后的直流电提供给dc/ac转换器802。dc/ac转换器802与光伏逆变器800的交流端口2042连接，用于：接收多个第二dc/dc转换器801提供的升压后的直流电，将升压后的直流电转换为交流电并通过交流端口2042将交流电输出给电网。

组串式光伏逆变器相较于集中式光伏逆变器，具有更高的最大功率点跟踪精度。在本申请所提供的光伏系统中，既使在由光伏逆变器对光伏阵列进行最大功率点跟踪的情况下，也会由于光伏逆变器为组串式逆变器，而保证最大功率点跟踪的精度。组串式光伏逆变器在光伏系统中的具体应用可参考本申请后续提供的三个光伏系统的具体实现方式。

在组串式光伏逆变器对光伏阵列进行最大功率点跟踪时，需要确定光伏阵列单位时间内生成的直流电的电能的能量值。基于图2所示的光伏系统、图6所示的储能变换器600和图8所示的组串式光伏逆变器800，本申请提供以下两种可行的组串式光伏逆变器进行最大功率点跟踪的实现方式：

在一种可行的实现方式中，储能变换器202在向光伏逆变器204发送第一指令，触发光伏逆变器204对光伏阵列201进行最大功率点跟踪之后，还会向光伏逆变器204发送多个电能信息；多个电能信息分别包括多个变换器单元602的单元标识，以及单元标识对应的变换器单元602单位时间内从蓄电池603获取的直流电的电能的能量值，例如，电能信息1包括变换器单元602a的单元标识以及变换器单元602a单位时间内从蓄电池3获得的直流电的电能的能量值pa；电能信息2包括变换器单元602b的单元标识以及变换器单元602b单位时间内从蓄电池3获得的直流电的电能的能量值pb；……；电能信息6包括变换器单元602f的单元标识以及变换器单元602f单位时间内从蓄电池3获得的直流电的电能的能量值pf。

光伏逆变器204对光伏阵列201进行最大功率点跟踪时，针对接收到的任一电能信息，根据电能信息中变换器单元602的单元标识，确定第一变换器单元602g对应的目标dc/dc转换器801g；第一变换器单元602g为储能变换器202的多个变换器单元602中，与单元标识对应的变换器单元602；目标直流转换器801g为光伏逆变器204的多个第二dc/dc转换器801中，接收第一变换器单元602g提供的直流电的第二dc/dc转换器801；确定目标dc/dc转换器801g单位时间内从对应的直流端口2041接收的直流电的电能的能量值；根据电能信息中的能量值以及目标dc/dc转换器801g单位时间内从对应的直流端口2041接收的直流电的电能的能量值，确定光伏阵列201中第一光伏子阵列2011g单位时间内向储能变换器202提供的直流电的电能的能量值；第一光伏子阵列2011g为光伏阵列201的多个光伏子阵列2011中，为第一变换器单元602g提供直流电的光伏子阵列2011；根据第一光伏子阵列2011g单位时间内向储能变换器202提供的直流电的电能的能量值，对第一光伏子阵列2011g进行最大功率点跟踪。

举例说明，光伏逆变器204在接收到电能信息1后，根据电能信息1中的单元标识，确定第一变换器单元602g为储能变换器202中的变换器单元602a，在光伏逆变器202中第二dc/dc转换器801a接收变换器单元602a提供的直流电，因此第二dc/dc转换器801a为目标dc/dc转换器801g。光伏逆变器204进一步确定第二dc/dc转换器801a从直流端口2041接收的直流电的电能的能量值，根据第二dc/dc转换器801a从直流端口接收的直流电的电能的能量值以及电能信息1中变换器单元602a单位时间内从蓄电池203中获取的直流电的电能的能量值，便可以确定单位时间内光伏阵列201所提供的直流电的电能的能量值，进而便可以通过第二dc/dc转换器801a实现对变换器单元602a所连接的光伏子阵列进行最大功率点跟踪。

在另一种可行的实现方式中，电能信息可以包括任一变换器单元602的单元标识和该变换器单元602从光伏端口2022接收的直流电的电能的能量值。光伏逆变器204在根据电能信息中的变换器单元602的单元标识确定第一变换器单元602g所对应的目标dc/dc转换器801g后，根据电能信息中变换器单元602g从光伏端口2022接收的直流电的电能的能量值确定单位时间内光伏阵列201中与变换器单元602g相连的光伏子阵列为变换器单元602g提供的直流电的电能的能量值，进而便可以通过目标dc/dc转换器801g实现对该光伏子阵列进行最大功率点跟踪。

采用以上任意一种实现方式，光伏逆变器204可以通过储能变换器202提供的多个电能信息分别确定光伏阵列201中与储能变换器202连接的每一个光伏子阵列2011单位时间内向储能变换器202提供的直流电的电能的能量值，进而可以对每一个光伏子阵列2011进行最大功率点跟踪，不仅保留了组串式光伏逆变器较为精确的最大功率点跟踪的特点，而且，相较于现有的储能变换器与光伏阵列在光伏逆变器直流侧直接耦合的系统架构，本申请中光伏逆变器204对储能变换器202连接的每一个光伏子阵列2011单位时间内向储能变换器202提供的直流电的电能的能量值的判断更为准确，进一步提高了最大功率点跟踪的精度。

为了进一步说明本申请所提供的光伏系统，本申请在图2所示的光伏系统的基础上，提供了以下三种可行的包括组串式光伏逆变器的光伏系统的系统架构。

图9为本申请实施例提供的一种可能的光伏系统架构示意图之一，在图9所示的光伏系统中，储能变换器202包括多个光伏端口2022(如图9中的光伏端口2022a、2022b、……、2022f)，光伏阵列201包括多个光伏子阵列2011(如图9中的光伏子阵列2011a、2011b、……、2011f)；多个光伏子阵列2011与多个光伏端口2022分别一一对应连接；光伏逆变器204包括多个直流端口2041(如图9中的直流端口2041a、2041b、……、2041f)，储能变换器202包括多个逆变器端口(如图9中的逆变器端口2021a、2021b、……、2021f)；多个直流端口2041与多个逆变器端口2021分别一一对应连接。

在图9所示的光伏系统为电网提供电能时，光伏阵列201将吸收的光能转化为直流电的电能，并将直流电输出给储能变换器202。其中，光伏阵列201中的多个光伏子阵列2011分别通过其所连接的储能变换器202的光伏端口2022向储能变换器202提供电能。

储能变换器202通过多个光伏端口2022分别接收光伏阵列201中多个光伏子阵列2011提供的直流电，在光伏阵列201单位时间内提供的直流电的电能大于电网单位时间内需要的电能时，将光伏阵列201单位时间内提供的一部分直流电通过多个逆变器端口2021提供给光伏逆变器204，将光伏阵列201单位时间内提供的另一部分直流电通过蓄电端口2023存入蓄电池203，同时，分别对光伏阵列201中的多个光伏子阵列2011进行最大功率点跟踪。在光伏阵列201单位时间内提供的直流电的电能小于电网单位时间内需要的电能时，将光伏阵列201单位时间内提供的直流电作为一部分直流电通过多个逆变器端口2021提供给光伏逆变器204，将从蓄电池203获取的直流电作为另一部分直流电通过多个逆变器端口2021提供给光伏逆变器204，同时，通过通信连接，向光伏逆变器204发送第一指令，以及，多个电能信息。

光伏逆变器204分别通过多个直流端口2041接收储能变换器202提供的直流电，将直流电转换为交流电后通过交流端口2042将交流电输出给电网。在接收到第一指令后，开启最大功率点跟踪功能，并根据储能变换器202提供的多个电能信息分别对光伏阵列201中的多个光伏子阵列2011进行最大功率点跟踪。

图10为本申请实施例提供的一种可能的光伏系统架构示意图之二，如图10所示，光伏逆变器包括第一光伏逆变器204a和第二光伏逆变器204b。光伏阵列201包括多个光伏子阵列2011和多个附加子阵列2012(如图10中2012a、2012b、……、2012f)。

第一光伏逆变器204a，包括多个第一直流端口2041a，一部分第一直流端口2041a与储能变换器202中的一部分逆变器端口2021一一对应连接，另一部分第一直流端口2041a与光伏阵列201的一部分附加子阵列2022一一对应连接；第二光伏逆变器204b，包括多个第二直流端口2041b，一部分第二直流端口2041b与储能变换器202中的另一部分逆变器端口2021一一对应连接，另一部分第二直流端口2041b与光伏阵列201的另一部分附加子阵列2022一一对应连接。

在图10所示的光伏系统为电网供电时，第一光伏逆变器204a确定与一部分附加子阵列2012(如图10中2012a、2012b和2012c)连接的第一直流端口2041a输入的直流电的电能的能量值，并将能量值通过有线或无线的通信连接提供给储能变换器202；第二光伏逆变器204b确定与另一部分附加子阵列2012(如图10中2012d、2012e和2012f)连接的第二直流端口2041b输入的直流电的电能的能量值，并将能量值通过有线或无线的通信连接提供给储能变换器202。

储能变换器202通过通信连接接收第一光伏逆变器204a提供的直流电的电能的能量值和第二光伏逆变器204b提供的直流电的电能的能量值，并执行以下操作：

步骤一：根据电网单位时间内所需的电能，确定第一光伏逆变器204a单位时间内所需输出的第一交流电的电能p1和第二光伏逆变器204b单位时间内所需输出的第二交流电的电能p2。

在步骤一中，储能变换器202可以让第一光伏逆变器204a和第二光伏逆变器204b平均分担电网单位时间内所需的电能，也可以根据两个光伏逆变器的转换效率确定两个光伏逆变器分别需要向电网输出的交流电的电能，比如，若第一光伏逆变器204a的转换效率明显高于第二光伏逆变器204b，则第一光伏逆变器204a可以为电网提供电网所需电能的较大部分。

步骤二：根据第一光伏逆变器204a提供的能量值和第一交流电的电能，确定第一光伏逆变器204a单位时间内所需的第一直流电的电能pa1。

在步骤二中，第一光伏逆变器204a提供的能量值为第一光伏逆变器204a所连接的附加子阵列2012为第一光伏逆变器204a提供的直流电的电能的能量值。在第一光伏逆变器204a提供的直流电的电能的能量值小于第一交流电的电能p1时，可以将第一交流电的电能p1与直流电的电能的能量值之间的差值作为第一光伏逆变器单位时间内所需的第一直流电的电能pa1。在第一光伏逆变器204a提供的能量值大于第一交流电的电能p1时，则储能变换器202无需为第一光伏逆变器204a提供直流电，可以确定第一直流电的电能pa1为0。

步骤三：根据第二光伏逆变器204b提供的能量值和第二交流电的电能，确定第二光伏逆变器204b单位时间内所需的第二直流电的电能pb1。

步骤三的具体实施与步骤二类似，不再赘述。

步骤四：在单位时间内从光伏端口2022输入的直流电的电能大于第一直流电的电能pa1和第二直流电的电能pa2之和时，将从光伏端口2022输入的一部分直流电通过逆变器端口2021提供给第一光伏逆变器204a和第二光伏逆变器204b，将从光伏端口2022输入的另一部分直流电通过蓄电端口2023存入蓄电池203；在单位时间内从光伏端口2022输入的直流电小于第一直流电的电能pa1和第二直流电的电能pb1之和时，将从光伏端口2022输入的直流电作为一部分直流电通过逆变器端口2021提供给第一光伏逆变器204a和第二光伏逆变器204b，并通过蓄电端口2023从蓄电池203获取另一部分直流电通过逆变器端口2021提供给第一光伏逆变器204a和第二光伏逆变器204b。

在步骤四中，储能变换器202通过多个逆变器端口2021分别向第一光伏逆变器204a和第二光伏逆变器204b提供直流电，具体可以为，通过与第一光伏逆变器204a相连的逆变器端口2021向第一光伏逆变器204a提供单位时间内电能的能量值为pa1的直流电，通过与第二光伏逆变器204b相连的逆变器端口2021向第二光伏逆变器204b提供单位时间内电能的能量值为pb1的直流电。

此外，在单位时间内从光伏端口2022输入的直流电的电能大于第一直流电的电能pa1和第二直流电的电能pa2之和时，储能变换器202还会通过多个光伏端口2022对光伏阵列201中的多个光伏子阵列2011分别进行最大功率点跟踪，第一光伏逆变器204a对与其连接的附加子阵列2012a、2012b和2012c分别进行最大功率点跟踪，第二光伏逆变器204b对与其连接的附加子阵列2012d、2012e和2012f分别进行最大功率点跟踪。在单位时间内从光伏端口2022输入的直流电的电能小于第一直流电的电能pa1和第二直流电的电能pa2之和时，由第一光伏逆变器204a对与其连接的附加子阵列2012a、2012b和2012c，以及，部分光伏子阵列2011分别进行最大功率点跟踪；由第二光伏逆变器204b对与其连接的附加子阵列2012d、2012e和2012f，以及，另一部分光伏子阵列2011分别进行最大功率点跟踪。

采用上述系统架构，在单个光伏逆变器的转换效率和光伏阵列理论发光效率一定的情况下，可以实现更低的超配比。

图11为本申请实施例提供的一种可能的光伏系统架构示意图之三，如图11所示，光伏阵列包括第一光伏阵列201a和第二光伏阵列201b，储能变换器包括第一储能变换器202a和第二储能变换器202b，蓄电池包括第一蓄电池203a和第二蓄电池203b。第一储能变换器202a的第一光伏端口2021a与第一光伏阵列201a连接，第一逆变器端口2021a与光伏逆变器204的一部分直流端口2041连接，第一蓄电端口2023a与第一蓄电池203a连接。第二储能变换器202b的第二光伏端口2022b与第二光伏阵列201b连接，第二逆变器端口2021b与光伏逆变器204的另一部分直流端口2041连接，第二蓄电端口2023b与第二蓄电池203连接。

在图11所示的光伏系统为电网提供电能时，第一储能变换器202a执行以下步骤：

步骤一：根据电网单位时间内所需的电能确定第一储能变换器202a单位时间内需要向光伏逆变器202提供的第三直流电的电能p3和第二储能变换器单位202b时间内需要向光伏逆变器202提供的第四直流电的电能p4，并将第四直流电的电能p4的能量值通过通信连接提供给第二储能变换器202b。

在步骤一中，第一储能变换器202a作为主储能变换器，第二储能变换器202b作为从储能变换器。由第一储能变换器202a确定第一储能变换器202a和第二储能变换器202b需要向光伏逆变器204提供的第三直流电的电能p3和第四直流电的电能p4。光伏逆变器204可以将接收到的直流电转化为交流电并输出给电网，因此在不考虑损耗等因素的情况下，第三直流电p3和第四直流电p4之和可以为电网单位时间所需的电能。

步骤二：在第一光伏阵列201a单位时间内产生的直流电的电能大于第三直流电的电能p3时，将从第一光伏端口2022a输入的一部分直流电通过第一逆变器端口2021a提供给光伏逆变器204，将从第一光伏端口2022a输入的另一部分直流电通过第一蓄电端口2023a存入第一蓄电池203a；在第一光伏阵列201a单位时间内产生的直流电的电能小于第三直流电的电能p3时，将从第一光伏端口2022a输入的直流电作为一部分直流电通过第一逆变器端口2021a提供给光伏逆变器204，并通过第一蓄电端口2023a从第一蓄电池203a获取另一部分直流能通过第一逆变器端口2021a提供给光伏逆变器204。

第二储能变换器则执行以下步骤：

步骤一：获取第一储能变换器202a提供的第四直流电的电能p4的能量值。

步骤二：在第二光伏阵列201b单位时间内产生的直流电的电能大于第四直流电的电能p4时，将从第二光伏端口2022b输入的一部分直流电通过第二逆变器端口2021b提供给光伏逆变器204，将从第二光伏端口2022b输入的另一部分直流电通过第二蓄电端口2023b存入第二蓄电池203b；在第二光伏阵列201b单位时间内产生的直流电的电能小于第四直流电的电能p4时，将从第二光伏端口2022b输入的直流电作为一部分直流电通过第二逆变器端口2021b提供给光伏逆变器204，并通过第二蓄电端口2023b从第二蓄电池203b获取另一部分直流电通过第二逆变器端口2021b提供给光伏逆变器204。

此外，在第一光伏阵列201a单位时间内产生的直流电的电能大于第三直流电的电能p3时，第一储能变换器202a还会对第一光伏阵列201a中的多个光伏子阵列进行最大功率点跟踪。在第一光伏阵列201a单位时间内产生的直流电的电能小于第三直流电的电能p3时，则由光伏逆变器204对第一光伏阵列201a中的多个光伏子阵列进行最大功率点跟踪。同样的，在第二光伏阵列201b单位时间内产生的直流电的电能大于第四直流电的电能p4时，第二储能变换器202b还会对第二光伏阵列201b中的多个光伏子阵列进行最大功率点跟踪。在第二光伏阵列201b单位时间内产生的直流电的电能小于第四直流电的电能p4时，则由光伏逆变器204对第二光伏阵列201b中的多个光伏子阵列进行最大功率点跟踪。

采用上述系统架构，在光伏逆变器的转换效率和单个光伏阵列理论发光效率一定的情况下，实现更高的超配比。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。