CN109193777B - 一种功率优化器以及光伏发电*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种功率优化器以及光伏发电***，其中，该功率优化器中变换器的输入端与至少一个光伏组件相连，作为功率优化器的输入端。变换器的输出端作为功率优化器的输出端，多个功率优化器的输出端相串联。控制器与变换器电连接，获取变换器的第一电参量，当第一电参量小于第一阈值时，控制变换器处于功率变换模式，以使变换器对光伏组件的直流电能进行功率变换。当第一电参量大于第一阈值时，控制变换器处于直通模式，以使变换器的输出端与输入端直接连通，此时，该变换器输入端的光伏组件与电网或负载之间只存在逆变器这一级功率变换，消除了该变换器的DC/DC变换效率损失。光伏发电***中处于直通模式的变换器数量越多，其***效率越高。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种功率优化器以及光伏发电***。
背景技术
随着光伏发电的快速发展，对光伏组件发电效率的要求也逐步提高。通常，如图1所示，为了提高光伏组件的发电效率，可以在光伏组件上并联功率优化器，并将串联后的功率优化器并联到逆变器上，由逆变器将直流电转换成交流电，实现并网。
具体的，功率优化器为实现对光伏组件的MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)的DC/DC变换器，例如buck、boost、4开关对称buckboost变换器等，以获得光伏组件的最大输出功率，消除了光伏组件串联失配以及并联失配。
然而，发明人发现，功率优化器却在光伏发电***中增加了一级DC/DC功率变换器，即，光伏组件的直流电能需要经过功率优化器的DC/DC变换后，再经过逆变器的DC/AC输送到后级电网或者负载上，两级的功率变换导致光伏发电***的***效率较低。
因此，如何提供一种功率优化器以及光伏发电***，能够提高光伏发电***的转换效率，是本领域技术人员亟待解决的一大技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种功率优化器以及光伏发电***，能够提高光伏发电***的转换效率。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种功率优化器，包括：变换器以及控制器；
所述变换器的输入端与至少一个光伏组件相连，作为所述功率优化器的输入端；
所述变换器的输出端作为所述功率优化器的输出端，多个所述功率优化器的输出端相串联；
所述控制器与所述变换器电连接，获取所述变换器的第一电参量，当所述第一电参量小于第一阈值时，控制所述变换器处于功率变换模式，以使所述变换器对所述光伏组件的直流电能进行功率变换；当所述第一电参量大于所述第一阈值时，控制所述变换器处于直通模式，以使所述变换器的输出端与输入端直接连通，所述第一电参量包括所述变换器的输出功率、输出电压以及输入电流中的任意一个或多个参数。
可选的，所述变换器对所述光伏组件的直流电能进行功率变换，包括：
所述变换器对所述光伏组件进行最大功率点跟踪，输出所述光伏组件的最大功率至所述变换器的输出端。
可选的，还包括存储器，所述存储器存储所述第一阈值。
可选的，所述第一阈值小于等于所述功率优化器的额定功率的1.1倍。
可选的，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的第一电参量确定；
至少两个所述控制器获取所述第一电参量的时间间隔小于第一预设时长。
可选的，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的第一电参量确定，包括：
确定多个所述变换器的第一电参量中的最大值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量中去掉最小值的部分所述第一参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量中部分所述第一参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量的不同系数的加权平均值为所述第一阈值。
可选的，还包括通信电路，
所述通信电路用于接收外部设备发送的所述第一阈值，并将所述第一阈值传输至所述控制器，
或，
所述通信电路用于接收其他所述变换器发送的第一电参量，并将所述第一电参量传输至所述控制器，以使所述控制器基于至少两个所述变换器的第一电参量确定所述第一阈值。
可选的，所述控制器还获取第二阈值，当所述第一电参量小于所述第二阈值时，控制所述变换器处于直通模式或者待机模式，所述第二阈值小于所述第一阈值。
一种光伏发电***，包括：母线变换器以及至少两个上述的功率优化器；
多个所述功率优化器的输出端相串联，串联后的光伏组串与直流母线电连接；
所述母线变换器对所述直流母线的直流电能进行最大功率点跟踪，并将所述直流电能转换成预设直流电或预设交流电。
可选的，其特征在于所述第一阈值基于至少两个所述变换器的第一电参量确定；
至少两个所述控制器获取所述第一电参量的时间间隔小于第一预设时长。
可选的，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的第一电参量确定，包括：
确定多个所述变换器的第一电参量中的最大值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量中去掉最小值的部分所述第一参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量中部分所述第一参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量的不同系数的加权平均值为所述第一阈值。
可选的，还包括通信主机，
所述通信主机用于将所述第一阈值传输至多个所述控制器，
或，
所述通信主机用于将所述变换器的第一电参量传输至多个所述控制器，以使所述控制器基于至少两个所述变换器的第一电参量确定所述第一阈值。
可选的，所述控制器还获取第二阈值，当所述第一电参量小于所述第二阈值时，控制所述变换器处于直通模式或者待机模式，所述第二阈值小于所述第一阈值。
基于上述技术方案，本发明提供了一种功率优化器，包括变换器以及控制器。其中，变换器的输入端与至少一个光伏组件相连，作为功率优化器的输入端。变换器的输出端作为功率优化器的输出端，多个功率优化器的输出端相串联。控制器与变换器电连接，获取变换器的第一电参量，当第一电参量小于第一阈值时，控制变换器处于功率变换模式，以使变换器对光伏组件的直流电能进行功率变换。当第一电参量大于第一阈值时，控制变换器处于直通模式，以使变换器的输出端与输入端直接连通，此时，光伏发电***只有一级功率变换，因此，提高了光伏发电***的***效率。
附图说明
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种优化器***的结构示意图；
图2为现有技术中又一种优化器***的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种功率优化器***的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种功率优化器***的波形示意图；
图5为本发明实施例提供的一种功率优化器***的又一波形示意图；
图6为本发明实施例提供的一种功率优化器***的又一波形示意图。
具体实施方式
结合背景技术可知，虽然功率优化器使每个光伏组件的输出功率最大化、消除了光伏组件的串并联失配，但是却在光伏发电***中增加了一级DC/DC功率变换器，光伏组件的直流电能需要经过功率优化器的DC/DC变换后，再经过逆变器的DC/AC输送到后级电网或者负载上，两级的功率变换导致光伏发电***的***效率较低。尤其在光伏组件之间的串并联失配现象较小、或者一天只有部分时间段内有串并联失配时(移动的阴影遮挡)，功率优化器进行MPPT带来的发电量提升可能无法弥补DC/DC变换的效率损失带来的发电量损失，导致***发电量降低。
因此，如图3所示，本发明实施例提供了一种功率优化器，包括：变换器以及控制器。
其中，所述变换器的输入端与至少一个光伏组件相连，作为所述功率优化器的输入端。所述变换器的输出端作为所述功率优化器的输出端，多个所述功率优化器的输出端相串联。
所述控制器与所述变换器电连接，获取所述变换器的第一电参量，当所述第一电参量小于第一阈值时，控制所述变换器处于功率变换模式，以使所述变换器对所述光伏组件的直流电能进行功率变换；当所述第一电参量大于所述第一阈值时，控制所述变换器处于直通模式，以使所述变换器的输出端与输入端直接连通。此时，该变换器输入端的光伏组件与电网或负载之间只存在逆变器DC/AC这一级功率变换，消除了该变换器的DC/DC变换效率损失。光伏***中处于直通模式的变换器数量越多，光伏发电***的***效率越高。
需要说明的是，在本实施例中，变换器为DC/DC变换器，可以工作于功率变换模式，用于对输入端的光伏组件的直流电能进行功率变换，再输出变换后的直流电能到输出端；或者，可以工作于直通模式，将输入端和输出端直接连通。其中，DC/DC变换器可以为buck、boost、4开关对称buckboost以及其他可以实现功率变换的DC/DC变换器中的一种。
并且，变换器的功率变换模式，主要用于对输入端光伏组件的电能进行MPPT，除此，还可以进行缓启动、限功率运行等。其中，缓启动(也叫软启动)，用于变换器的启动阶段，平缓地从待机阶段运行到功率变换运行模式，例如，从待机状态按照输入电流变化率0.2A/s的速度变化到最大功率点电流。限功率运行用于在变换器自身运行状态接近临界值时(例如输出电压达到临界值、环境温度达到临界值)降低输出功率，以对变换器自身进行保护，或者在接收到外部下达的限功率运行指令后降低输出功率。
在光伏组串中，由于串联的功率优化器的输出电流相等，因此，输出电压较大的功率优化器其输出功率也较大。另外，功率优化器的输出功率全部来自于输入端的光伏组件，功率大小与功率优化器的输入电流(光伏组件的输出电流)正相关。因此，第一电参量可以用功率优化器的输入功率或输出功率、输出电压、输入电流的其中任意一个。
除此，在本实施例中，第一电参量由采样电路采集得到，或者由采样电路采集后，再由控制器运算得到。请结合图3，若第一电参量是输出电压Vo，则通过电压采样电路采集输出电压Vo，传送给控制器，控制器将输出电压Vo与第一阈值(例如为30V)进行比较，若低于第一阈值，则控制变换器进行功率变换运行，若高于第一阈值，则控制变换器工作于直通模式。若第一电参量是变换器所变换的直流电能的输入功率或输出功率，则需根据采集的输入电压、输入电流来计算输入功率，或者根据采集的输出电压、输出电流来计算输出功率。输入功率与输出功率基本相等，只相差一个变换器效率，因此也可以用输入功率替代输出功率。
具体的，在本实施例中，第一阈值可以为固定值，例如，所述第一阈值小于等于所述功率优化器的额定功率的1.1倍。当然，第一阈值还可以为变化的值，例如，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的第一电参量确定，至少两个所述变换器的第一电参量之间的时间间隔小于第一预设时长。
其中，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的第一电参量确定，包括：
确定多个所述变换器的第一电参量中的最大值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量中去掉最小值的部分所述第一参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量中部分所述第一参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量的不同系数的加权平均值为所述第一阈值。
示意性的，第一阈值可以是一个固定的值，例如为80％*额定功率、额定功率、110％*额定功率等，此时功率优化器还包括存储器，用于存储所述第一阈值，在存储器掉电时不会丢失该第一阈值，存储器可以为EEPROM、FLASH、ROM以及其他掉电不易失数据的存储器中的一种。
变换器在功率变换运行时，内部的开关管会高频斩波工作，产生较大的开关损耗和热量，在产品设计时需要增加额外的散热措施。出于性能和成本的综合考虑，通常都按照允许变换器轻度过载运行来设计散热，比如允许变换器按照110％*额定功率长期运行，在输入功率更大时，变换器会进入功率降额运行或者过热保护，以防止产生热量的速度超过散热的速度导致产品损坏。
由于功率优化器中的DC/DC变换器可以支持直通运行，例如采用图2中的4开关对称buckboost变换器，在S1、S3导通、S2、S4关闭时，即处于直通运行，此时输入端的电能直接传送到输出端，变换器没有开关管的高频斩波损耗，因此发热量大幅降低，可以输入更大的直流电能。
因此，在本实施例中，可以设置功率优化器的第一阈值为110％*额定功率，在输入功率低于110％*额定功率时，功率优化器进行功率变换运行，对输入端光伏组件进行MPPT，在输入功率高于110％*额定功率时，功率优化器进入直通运行，使输入端的功率全部传送到输出端，此时功率优化器不再进行MPPT。
如图4所示，光伏组件的标称功率是在光照1000W/m2、环境温度25℃的STC环境下测量得到的，在光照超过1000W/m2、或者环境温度低于25℃时，其输出功率会超过标称功率，图4所示的阴影部分就是光伏组件在超过1000W/m2光照时的额外输出功率，因此，当光伏***中按照标称功率选择同样功率的功率优化器时，采用本实施例的功率优化器，额定功率采用光伏组件的标称功率，第一阈值选择为额定功率，不会导致光伏组件的额外输出功率被功率优化器限制。在光伏组件输出功率不超过标称功率时，功率优化器进行MPPT工作，在光伏组件输出功率超过标称功率时，功率优化器进入直通运行，保证光伏组件的所有输出功率都能输出到光伏组串上。
除此，对于双面发电的光伏组件，随地面反射条件不同，其背面发电功率约为5％～30％*正面标称功率，可以完全按照正面标称功率来选择本实施例的功率优化器，第一阈值选择为额定功率，其总输出功率不超过正面标称功率时，功率优化器进行MPPT工作，在总输出功率超过正面标称功率时，功率优化器进入直通运行，保证双面光伏组件的所有输出功率都能输出到光伏组串上。
另外，由于光伏组件输出功率与光照和环境温度有关，在大部分时间内，光照和环境温度都达不到STC环境，导致光伏组件的输出功率在大部分时间内都低于标称功率。例如，在早晨、傍晚、多云和阴雨天气下，光伏组件的输出功率都无法达到标称功率。图5所示是某300W组件在一周时间内的输出功率变化，1周内只有在第2天的正午时分才达到300W。若该光伏组件配置300W的功率优化器，则在超过90％的时间内，功率优化器都处于轻载状态，达不到功率优化器的额定功率。根据本实施例，可以采用额定功率250W的功率优化器，在光伏组件输出功率不超过250W时，功率优化器进行MPPT工作，在光伏组件输出功率超过250W时，功率优化器进入直通运行，保证光伏组件的所有输出功率都能输出到光伏组串上。相比于采用300W的功率优化器，本实施例采用250W功率优化器，可以大幅降低功率优化器的设备成本。
可见，根据本实施例，在输入功率超过第一阈值时，可以认为输入端的光伏组件没有出现阴影遮挡等影响发电量的情况，功率优化器进入直通工作，放弃对输入端光伏组件的MPPT，光伏组件由后级的光伏逆变器执行MPPT来维持最大功率输出。因此，避免了在光伏组件没有阴影遮挡等串并联失配时，功率优化器和光伏逆变器两级变换器同时进行功率变换工作导致***发电效率较低的问题。
即，第一阈值还可以是变化的值，具体的：在光伏***和光伏组件的运行环境不同时，选取不同的第一阈值，以使光伏***和光伏组件保持在最佳运行状态。
在本实施例中，光伏***包含1个光伏组串，或者多个并联的光伏组串，每个光伏组串由至少2个功率优化器输出端串联形成，每个功率优化器输入端连接至少1个光伏组件。所有的光伏组串耦合在直流母线上，母线变换器耦合在直流母线与光伏***的负载之间，对直流母线上的电能进行MPPT、并转换为负载所需要的电能形式。最常见的母线变换器是逆变器，用于对直流母线上的直流电能进行MPPT，并将直流电能转换为交流电能，供给交流负载使用或者传送到交流电网上。在其他的实施方式中，母线变换器也可以为DC/DC变换器，例如为储能变换器，耦合在直流母线和储能电池之间，进行功率变换以对直流母线上的电能进行MPPT，并将电能存储到储能电池中。
光伏***还包括一个通信主机，用于与所述光伏发电***中的至少2个功率优化器进行通信，通过通信获取功率优化器的第一电参量。通信主机可以是独立的设备，也可以集成在光伏***其它设备中，例如集成在光伏逆变器、汇流箱、并网箱或者其中1个功率优化器中。通信主机通过无线通信(如WiFi、Lora、Zigbee等)或者PLC通信与功率优化器进行通信。
通信主机获取到功率优化器的第一电参量后，进行第一数学运算，得到第一阈值，并通过通信下发给至少1个功率优化器。为了确保能及时响应光伏***的运行状态的变化，通信主机获取第一电参量、计算得到第一阈值、下发给功率优化器的操作应定时进行，例如每1分钟执行一次，并且建议执行一次不超过60分钟。
除此，通信主机与功率优化器之间的通信采用主从模式。如果光伏***中功率优化器数量较多，通信主机通过通信轮询一遍所需时间较长，若等全部轮询一遍，获取到的不同功率优化器的第一电参量的时间跨度较大，计算第一电参量可能会产生较大的误差。因此，通信主机可以在获取到少数功率优化器的第一电参量后，即开始计算和下发第一阈值，以提高***响应速度。例如，光伏***中有编号1～100共100个功率优化器，通信主机在通信轮询完编号1～10的10个功率优化器后，即可计算和下发第一阈值，在通信轮询完编号11～20的10个功率优化器后，再次计算和下发第一阈值，按照这种随时间跳跃推移的方式，计算和下发第一阈值的速度比轮询完100个功率优化器再计算下发的速度提高了10倍。通信主机还可以在轮询完编号为1～10的10个功率优化器后计算下发第一阈值，在轮询完第11号功率优化器后，以编号2～11的10个功率优化器再计算和下发第一阈值，在轮询完第12号功率优化器后，以编号3～12的10个功率优化器再计算和下发第一阈值……这样滚动推移计算和下发第一阈值，速度可以提高100倍。
进一步的，通信主机还可以通过广播指令下发第一阈值，也可以在下发给单个功率优化器的查询第一电参量的单播指令中携带最新计算的第一阈值。无论是广播指令还是单播指令，光伏***中的所有功率优化器都可以接收到，并且解析出第一阈值。
综上，本实施例中，功率优化器还包括通信电路，用于与通信主机之间交互通信，包括接收通信主机下发的获取第一电参量及其他电参量的指令、回复包含第一电参量的通信数据、接收通信主机下发的第一阈值等，通信电路也可以监听通信主机与其他功率优化器之间的通信。
第一阈值的计算，也可以直接在功率优化器中进行。在通信主机与功率优化器通信获取运行数据时，每个功率优化器都可以监听到其他功率优化器的回复信号，并截取其中的第一电参量，然后按照第一运算得到第一阈值。在光伏***中功率优化器数量较多时，为了提高响应速度，功率优化器也可以采用上述通信主机类似的方式，按照时间顺序向后滚动推移或者跳跃推移，采用部分功率优化器的第一电参量进行计算，例如选择最近5分钟监听到的其他功率优化器的第一电参量来计算第一阈值。当然，功率优化器在利用其他功率优化器的第一电参量计算第一阈值时，也可以包括自身的电参量进去。
具体的，第一运算用于计算合适的第一阈值。
优选地，第一运算可以是计算多个功率优化器的第一电参量的最大值，将该最大值作为第一阈值。例如获取最近5分钟内所有功率优化器的功率，计算其最大值，以该最大值作为第一阈值。功率优化器通过自身计算或者由通信主机下发得到该第一阈值后，判断自身当前功率与第一阈值的大小，若不超过第一阈值，表明该功率优化器输入端的光伏组件相比***中其他光伏组件发电量偏低，应当进行MPPT工作以消除对其他光伏组件串并联失配的影响，若超过则表明该功率优化器输入端的光伏组件发电量状态良好，功率优化器可以进入直通运行，消除自身功率变换运行的损耗。
优选地，第一运算可以是计算多个功率优化器的第一电参量的平均值，将该平均值作为第一阈值。例如获取最近5分钟内所有功率优化器的功率，计算其平均值，以该平均值作为第一阈值。若某个功率优化器当前功率不超过该平均值，表明该功率优化器输入端的光伏组件相比***中其他光伏组件发电量偏低，应当进行MPPT工作以消除对其他光伏组件串并联失配的影响，若超过则表明该功率优化器输入端的光伏组件发电量状态良好，功率优化器可以进入直通运行，消除自身功率变换运行的损耗。
在上述第一运算执行平均值计算的过程中，还可以去掉部分第一电参量最小的值，以调整功率优化器进入直通运行的概率。例如，在最近1分钟内获取到30个功率优化器的功率值，去掉功率值最低的10个功率优化器的功率值，用剩余的20个功率优化器的功率值的平均值作为第一阈值。
在上述第一运算执行平均值计算的过程中，还可以对获取的第一电参量进行加权平均，以调整功率优化器进入直通运行的概率。例如，在最近1分钟内获取到30个功率优化器的功率值，按照功率从大到小，对应的比例系数也从大到小，最后计算加权平均值作为第一阈值。
还可以在上述第一运算执行平均值计算的过程中，还可以直接选取部分第一电参量最大的值，以调整功率优化器进入直通运行的概率。例如，在最近1分钟内获取到30个功率优化器的功率值，选取功率值最大的10个功率优化器的功率值，计算平均值作为第一阈值。
采用去掉部分第一电参量最小的值、选取部分最大值、按照功率大小选择不同的系数等方法后再计算平均值作为第一阈值，可以提高计算的第一阈值的大小，避免部分轻微遮挡导致发电量略低的光伏组件所对应的功率优化器进入直通运行。
还可以在上述计算得到最大值、平均值、加权平均值后，再乘以一个系数或者增减一个固定值后再作为第一阈值，以调整功率优化器进入直通运行的概率，例如，计算得到最大值后，以0.8*最大值作为第一阈值，将提高功率优化器进入直通运行的概率，以1.1*最大值作为第一阈值，将降低功率优化器进入直通运行的概率。
除此，本实施例提供的功率优化器，还包括通信电路，所述通信电路用于将所述第一阈值传输至所述控制器，或，所述通信电路用于将所述变换器的第一电参量传输至所述控制器，以使所述控制器基于至少两个所述变换器的第一电参量确定所述第一阈值。
在上述实施例的基础上，本实施例提供的功率优化器中，所述控制器还获取第二阈值，当所述第一电参量小于所述第二阈值时，控制所述变换器处于直通模式或者待机模式，所述第二阈值小于所述第一阈值。
示意性的，光伏组件在弱光等功率较小的状态下，输出到后级功率优化器的电压和电流都较小，并且波动较大，功率优化器执行MPPT的精度将会大幅降低，另外，功率优化器在执行MPPT时的自身损耗(控制器及其他控制电路的耗电、DC/DC变换器的功率变换损坏)占光伏组件发电功率的比重增大，导致功率优化器执行MPPT得不偿失。在这种情况下，也控制功率优化器进行直通运行，以尽量提高光伏发电***的发电量。
在本实施例中，设定一个第二阈值，功率优化器将自身的第一电参量与第二阈值进行比较，若低于第二阈值，则控制DC/DC变换器工作于待机模式。例如，设置第二阈值为50W，当功率优化器的输入电流低于50W时，则进入直通运行。
第二阈值小于第一阈值，图6所示是一个功率优化器设置第一阈值为300W、第二阈值为50W时，一天运行状态的示意图。其中，阴影部分代表直通运行，其余部分代表MPPT运行。光伏组件在早晚弱光低功率、及正午的强光大功率下，功率优化器均运行在直通模式，降低了功率优化器自身功率变换的损耗，提高了光伏发电***的发电效率。
该第二阈值也可以为控制功率优化器启动或者待机的阈值，功率优化器将自身的第一电参量与第二阈值进行比较，若低于第二阈值，则控制DC/DC变换器工作于待机模式，不再进行MPPT或者直通工作，延迟一段时间后，功率优化器再尝试重新启动，以检测第一电参量是否达到了第二阈值。采用这种方式可以在早晚等弱光环境下，减少功率优化器因输入功率较低而反复打嗝运行的次数，或者导致后级的逆变器反复打嗝运行的次数。例如，设置第二阈值为0.05A，当功率优化器的输入电流低于0.05A时，则进入待机模式，等待5分钟后，再重新进行MPPT运行，检测输入电流是否超过0.05A，若超过，则进入MPPT运行，否则继续等待5分钟。
除此，本实施例还提供了一种光伏发电***，包括：母线变换器以及至少两个上述的功率优化器；
多个所述功率优化器的输出端相串联，串联后的光伏组串与直流母线电连接；
所述母线变换器对所述直流母线的直流电能进行最大功率点跟踪，并将所述直流电能转换成预设直流电或预设交流电。
可选的，其特征在于所述第一阈值基于至少两个所述变换器的第一电参量确定；
至少两个所述变换器的第一电参量之间的时间间隔小于第一预设时长。
可选的，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的第一电参量确定，包括：
确定多个所述变换器的第一电参量中的最大值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量中去掉最小值的部分所述第一参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量中部分所述第一参量的平均值为所述第一阈值；
确定多个所述变换器的第一电参量的不同系数的加权平均值为所述第一阈值。
可选的，还包括通信主机，
所述通信主机用于将所述第一阈值传输至多个所述控制器，
或，
所述通信主机用于将所述变换器的第一电参量传输至多个所述控制器，以使所述控制器基于至少两个所述变换器的第一电参量确定所述第一阈值。
可选的，所述控制器还获取第二阈值，当所述第一电参量小于所述第二阈值时，控制所述变换器处于直通模式或者待机模式，所述第二阈值小于所述第一阈值。
该光伏发电***的工作原理请参见上述功率优化器的工作原理，在此不重复叙述。
综上，本发明提供了一种功率优化器以及光伏发电***，其中，该功率优化器包括变换器以及控制器。其中，变换器的输入端与至少一个光伏组件相连，作为功率优化器的输入端。变换器的输出端作为功率优化器的输出端，多个功率优化器的输出端相串联。控制器与变换器电连接，获取变换器的第一电参量，当第一电参量小于第一阈值时，控制变换器处于功率变换模式，以使变换器对光伏组件的直流电能进行功率变换。当第一电参量大于第一阈值时，控制变换器处于直通模式，以使变换器的输出端与输入端直接连通，此时，光伏发电***只有一级功率变换，因此，提高了光伏发电***的***效率。
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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
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。
Claims (11)
1.一种功率优化器，其特征在于，包括：变换器以及控制器；
所述变换器的输入端与至少一个光伏组件相连，作为所述功率优化器的输入端；
所述变换器的输出端作为所述功率优化器的输出端，多个所述功率优化器的输出端相串联；
所述控制器与所述变换器电连接，获取所述变换器的输出功率或输入电流，当所述输出功率或输入电流小于相应的第一阈值时，控制所述变换器处于功率变换模式，以使所述变换器对所述光伏组件的直流电能进行功率变换；当所述输出功率或输入电流大于相应的所述第一阈值时，控制所述变换器处于直通模式，以使所述变换器的输出端与输入端直接连通。
2.根据权利要求1所述的功率优化器，其特征在于，所述变换器对所述光伏组件的直流电能进行功率变换，包括：
所述变换器对所述光伏组件进行最大功率点跟踪，输出所述光伏组件的最大功率至所述变换器的输出端。
3.根据权利要求1所述的功率优化器，其特征在于，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的输出功率或输入电流确定；
至少两个所述控制器获取所述输出功率或输入电流的时间间隔小于第一预设时长。
4.根据权利要求3所述的功率优化器，其特征在于，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的输出功率或输入电流确定，包括：
确定多个所述变换器的输出功率或输入电流中的最大值为所述第一阈值；
或者确定多个所述变换器的输出功率或输入电流的平均值为所述第一阈值；
或者确定多个所述变换器的输出功率或输入电流中去掉最小值的部分第一电参量的平均值为所述第一阈值；所述第一电参量为功率优化器的输出功率或者输入电流；
或者确定多个所述变换器的输出功率或输入电流中部分所述第一电参量的平均值为所述第一阈值；
或者确定多个所述变换器的输出功率或输入电流的不同系数的加权平均值为所述第一阈值。
5.根据权利要求1所述的功率优化器，其特征在于，还包括通信电路，
所述通信电路用于接收外部设备发送的所述第一阈值，并将所述第一阈值传输至所述控制器，
或，
所述通信电路用于接收其他所述变换器发送的输出功率或输入电流，并将所述输出功率或输入电流传输至所述控制器，以使所述控制器基于至少两个所述变换器的输出功率或输入电流确定所述第一阈值。
6.根据权利要求1所述的功率优化器，其特征在于，所述控制器还获取第二阈值，当所述输出功率或输入电流小于所述第二阈值时，控制所述变换器处于直通模式或者待机模式，所述第二阈值小于所述第一阈值。
7.一种光伏发电***，其特征在于，包括：母线变换器以及至少两个如权利要求1-6任一项所述的功率优化器；
多个所述功率优化器的输出端相串联，串联后的光伏组串与直流母线电连接；
所述母线变换器对所述直流母线的直流电能进行最大功率点跟踪，并将所述直流电能转换成预设直流电或预设交流电。
8.根据权利要求7所述的光伏发电***，其特征在于所述第一阈值基于至少两个所述变换器的输出功率或输入电流确定；
至少两个所述控制器获取所述输出功率或输入电流的时间间隔小于第一预设时长。
9.根据权利要求8所述的光伏发电***，其特征在于，所述第一阈值基于至少两个所述变换器的输出功率或输入电流确定，包括：
确定多个所述变换器的输出功率或输入电流中的最大值为所述第一阈值；
或者确定多个所述变换器的输出功率或输入电流的平均值为所述第一阈值；
或者确定多个所述变换器的输出功率或输入电流中去掉最小值的部分第一电参量的平均值为所述第一阈值；所述第一电参量为功率优化器的输出功率或者输入电流；
或者确定多个所述变换器的输出功率或输入电流中部分所述第一电参量的平均值为所述第一阈值；
或者确定多个所述变换器的输出功率或输入电流的不同系数的加权平均值为所述第一阈值。
10.根据权利要求7所述的光伏发电***，其特征在于，还包括通信主机，
所述通信主机用于将所述第一阈值传输至多个所述控制器，
或，
所述通信主机用于将所述变换器的输出功率或输入电流传输至多个所述控制器，以使所述控制器基于至少两个所述变换器的输出功率或输入电流确定所述第一阈值。
11.根据权利要求7所述的光伏发电***，其特征在于，所述控制器还获取第二阈值，当所述输出功率或输入电流小于所述第二阈值时，控制所述变换器处于直通模式或者待机模式，所述第二阈值小于所述第一阈值。
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