CN109638882B - 光伏*** - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种光伏***，涉及电力技术领域，能够提升光伏组串的工作电压。该光伏***包括适配电路、第一光伏组串和第二光伏组串和控制器，控制器包括逆变器或汇流箱，第一光伏组串、第二光伏组串用于为控制器提供电能；适配电路用于与第一光伏组串串联，适配电路还用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，将第二光伏组串与第一光伏组串串联连接。

Description

光伏***
技术领域
本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种光伏***。
背景技术
目前，在电力***中，可以通过光伏***进行发电。通常，光伏***包括多个光伏组串，每一光伏组串由多个光伏组件串联构成。组串用于实现太阳能到电能的转换。多个组串与一个或多个逆变器连接，由逆变器输出的电能可用于为负载供电。
通常，每一组串包含的光伏组件数目与单个光伏组件的开路电压相关。单个光伏组件的开路电压越高，每一组串可包含的光伏组件数目越少。而光伏组件的开路电压与环境温度相关，温度越低，光伏组件的开路电压越高，组串可包含的光伏组件数目越少。可见，对于同一组串，若在温度低时其工作电压正常，那么在温度升高时，其工作电压会相应降低，进而，工作功率也相应降低，导致无法满足发电量需求。
为了提升组串的功率，现有技术提出一种解决方案，对每一光伏组件连接一个降压器，通过降低单个光伏组件的电压，来实现接入更多光伏组件的目的。
但是，为每个光伏组件均配置一个降压器，导致降压器数目较多，使得光伏***的结构复杂。同时，降压器在进行降压时会产生效率损失，导致发电量较低。
发明内容
本申请实施例提供一种光伏***，能够提升光伏***中光伏组串的工作电压。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种光伏***，光伏***包括适配电路、第一光伏组串、第二光伏组串和控制器，控制器包括逆变器或汇流箱。
其中，第一光伏组串、第二光伏组串用于为控制器提供电能。
适配电路用于与第一光伏组串串联，适配电路还用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，将第二光伏组串与第一光伏组串串联连接。
如此，将第二光伏组串接入第一光伏组串，意味着，接入光伏***，并向控制器输出功率的光伏组串数目增多，也就是向控制器输出功率的光伏组件数目增多，能够提升总的光伏组串的工作电压，使得发电量有所增加。同时，一个适配电路可以控制第二光伏组串接入第一光伏组串，也就是，一个适配电路可控制多个光伏组件串接入光伏***，不必为每一光伏组件单独配置一个控制接入的电路，简化了光伏***结构。
在一种可能的设计中，光伏***的具体结构可以为：适配电路包括控制电路、第一开关和第一元件；第一元件的第一端与第一光伏组串的输出端连接，第一元件的第二端与控制器的输入端连接；第一元件，用于在控制器未上电时，将第一光伏组串接入控制器，还用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，断开第一光伏组串与控制器之间的通路，还用于在第一光伏组串的电压超出预设阈值时，断开第一光伏组串与控制器之间的通路。
第一开关的不动端与第一元件的第一端连接，或者，第一开关的不动端与第二光伏组串的输入端连接，第一开关的动端与控制电路连接，第一开关用于在控制电路的控制下开启或闭合，并在闭合状态下，将第二光伏组串串联接入第一光伏组串；在控制器未上电时，第一开关默认为开路状态；
第二光伏组串的输出端与第一元件的输出端连接。
控制电路，用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，控制第一开关闭合。
可选的，第一元件晶体管；晶体管的正极与第一光伏组串的输出端连接，晶体管的负极与控制器的输入端连接。
可选的，第一元件为第二开关，第二开关的不动端与第一光伏组串的输出端连接，或者，第二开关的不动端与控制器的输入端连接，第二开关的动端与控制电路连接。
在一种可能的设计中，光伏***的具体结构可以为：第一元件的第一端与第一开关连接，第一元件的第二端与第一光伏组串的输入端连接；第一元件，用于在控制器未上电时，将第一光伏组串接入控制器，还用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值或者电压超出预设阈值时，断开第一光伏组串与控制器之间的通路。
第一开关的不动端与第一元件的第一端连接，或者，第一开关的不动端与第二光伏组串的输入端连接，第一开关的动端与控制电路连接，第一开关用于在控制电路的控制下开启或闭合，并在闭合状态下，将第二光伏组串接入第一光伏组串；在控制器未上电时，第一开关默认为断开状态；
第二光伏组串的输出端与第一元件的第二端连接。
控制电路，用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，控制第一开关闭合。
第一光伏组串的输出端与控制器连接。
可选的，第一元件为晶体管，晶体管的正极与第一开关连接，晶体管的负极与第一光伏组串的输入端连接。
可选的，第一元件为第二开关，第二开关的不动端与第一开关连接，或者，第二开关的不动端与第一光伏组串的输入端连接；第二开关的动端与控制电路连接。
在一种可能的设计中，光伏***的具体结构可以为：第一元件的第一端与第一光伏组串中第一光伏组件的输出端连接，第一元件的第二端与第一光伏组串中第二光伏组件的输入端连接；第一元件，用于在控制器未上电时，将第一光伏组串接入控制器，还用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，断开第一光伏组串与控制器之间的通路，还用于在第一光伏组串的电压超出预设阈值时，断开第一光伏组串与控制器之间的通路，第一光伏组件为第一光伏组件中相邻的两个光伏组件中的前一光伏组件，第二光伏组件为第一光伏组件中相邻的两个光伏组件中的后一光伏组件。
第一开关的不动端与第一元件的第一端连接，或者，第一开关的不动端与第二光伏组串的输入端连接，第一开关的动端与控制电路连接，第一开关用于在控制电路的控制下开启或闭合，并在闭合状态下，将第二光伏组串接入第一光伏组串。
第二光伏组串的输出端与第一元件的第二端连接。
控制电路，用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，控制第一开关闭合。
第一光伏组串中位于尾端的光伏组件的输出端与控制器的输入端连接。
可选的，第一元件为晶体管，晶体管的正极与第一光伏组件的输出端连接，晶体管的负极与第二光伏组件的输入端连接。
可选的，第一元件为第二开关，第二开关的不动端与第一光伏组件的输出端连接，或者，第二开关的不动端与第二光伏组件的输入端连接；第二开关的动端与控制电路连接。
在一种可能的设计中，光伏***的具体结构可以为：第二元件的第一端与第一光伏组串的输出端连接，第二元件的第二端与控制器的输入端连接；第二元件，用于在控制器未上电时，将第一光伏组串接入控制器，还用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值，或者电压大于预设阈值时，断开第一光伏组串与控制器之间的通路。
变换电路的第一输入端与第二光伏组串的输入端连接，变换电路的第二输入端与第二光伏组串的输出端连接，变换电路的第一输出端与第二元件的第一端连接，变换电路的第二输出端与第二元件的第二端连接；变换电路还与控制电路连接；变换电路用于在控制电路的控制下将第二光伏组串接入第一光伏组串；在控制器未上电时，变换电路的第一输出端和第二输出端之间的输出电压值为0或者为小于第三阈值的数值。
控制电路，用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，控制变换电路将第二光伏组串接入第一光伏组串。
可选的，第二元件为晶体管，晶体管的正极与第一光伏组串的输出端连接，晶体管的负极与控制器的输入端连接。
可选的，第二元件为第二开关，第二开关的不动端与第一光伏组串的输出端连接，或者，第二开关的不动端与控制器的输入端连接；第二开关的动端与控制电路连接。
在一种可能的设计中，光伏***的具体结构可以为：第二元件的第二端与第一光伏组串的输入端连接；第二元件，用于在控制器未上电时，将第一光伏组串接入控制器，还用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值，或者第一光伏组串的电压大于预设阈值时，断开第一光伏组串与控制器之间的通路。
变换电路的第一输入端与第二光伏组串的输入端连接，变换电路的第二输入端与第二光伏组串的输出端连接，变换电路的第一输出端与第二元件的第一端连接，变换电路的第二输出端与第二元件的第二端连接；变换电路还与控制电路连接；变换电路用于在控制电路的控制下将第二光伏组串接入第一光伏组串；在控制器未上电时，变换电路的第一输出端和第二输出端之间的输出电压值为0或者为小于第三阈值的数值。
控制电路，用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，控制变换电路将第二光伏组串接入第一光伏组串。
第一光伏组串的输出端与控制器的输入端连接。
可选的，第一元件为第二开关，第二开关的不动端与变换电路的第一输入端连接，或者，第二开关的不动端与第一光伏组串的输入端连接；第二开关的动端与控制电路连接。
可选的，第一元件为晶体管，晶体管的正极与变换电路的第一输出端连接，晶体管的负极与第一光伏组串的输入端连接。
在一种可能的设计中，光伏***的具体结构可以为：第二元件的第一端与第一光伏组件的输出端连接，第二元件的第二端与第二光伏组件的输入端连接，第二元件，用于在控制器未上电时，将第一光伏组串接入控制器，还用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值，或者第一光伏组串的电压大于预设阈值时，断开第一光伏组串与控制器之间的通路，第一光伏组件为第一光伏组件中相邻的两个光伏组件中的前一光伏组件，第二光伏组件为第一光伏组件中相邻的两个光伏组件中的后一光伏组件。
变换电路的第一输入端与第二光伏组串的输入端连接，变换电路的第二输入端与第二光伏组串的输出端连接，变换电路的第一输出端与第二元件的第一端连接，变换电路的第二输出端与第二元件的第二端连接；变换电路还与控制电路连接；变换电路用于在控制电路的控制下将第二光伏组串接入第一光伏组串；还用于在控制电路的控制下，输出第一电压值，第一电压值为0，或者，电压值小于第三阈值。
控制电路，用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，控制变换电路将第二光伏组串接入第一光伏组串，还用于在控制器未上电时，控制变换电路输出第一电压值。
可选的，第一元件为晶体管，晶体管的正极与第一光伏组件的输出端连接，晶体管的负极与第二光伏组件的输入端连接。
可选的，第一元件为第二开关，第二开关的不动端与第一光伏组件的输出端连接，或者，第二开关的不动端与第二光伏组件的输入端连接，第二开关的动端与控制电路连接。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图16为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图17为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图18为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图19为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图20为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图21为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图22为本申请实施例提供的光伏***的结构示意图；
图23为本申请实施例提供的光伏***的工作过程示意图；
图24为本申请实施例提供的光伏***的工作过程示意图；
图25为本申请实施例提供的光伏***中适配电路的连接方式示意图；
图26为本申请实施例提供的光伏***中适配电路的连接方式示意图；
图27为本申请实施例提供的光伏***中适配电路的连接方式示意图。
具体实施方式
本申请的说明书以及附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，或者用于区别对同一对象的不同处理，而不是用于描述对象的特定顺序。此外，本申请的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。需要说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
首先，对本申请实施例设计的技术术语进行介绍：
光伏组件：由太阳能电池片串并联封装形成的直流电源，其中，太阳能电池片能够将太阳能转换为电能。
光伏组串：由多个光伏组件，通过正负极首尾串联方式形成的直流电源。
本申请实施例提供一种光伏***，参见图1，该光伏***包括适配电路103、第一光伏组串101、第二光伏组串102和控制器104。
第一光伏组串101、第二光伏组串102用于为控制器104提供电能。
适配电路103用于与第一光伏组串101串联。适配电路103还用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，将第二光伏组串102与第一光伏组串101串联连接。
其中，本申请实施例提及的控制器104可以为逆变器，或者为汇流箱，或者为具有直流-交流电转换功能或者组串汇流的其他电路、器件等。这里统一说明，下文不再赘述。
第一光伏组串101包括一个或多个光伏组件。
第二光伏组串102包括一个或一个以上光伏组件。
可选的，上述适配电路103包括通信电路，该通信电路用于实现适配电路103与其他电路的通信。比如，适配电路103通过通信电路从控制器104接收控制指令，该控制指令用于指示适配电路103将第二组串加入第一组串。
可选的，通信电路可以是基于电力载波线(Power Line Carrier，PLC)、RS485、无线保真(WIreless-FIdelity，WIFI)、紫蜂协议(zigbee)、Lora、物联网(Internet ofthings，IOT)的电路。
可选的，适配电路103的工作模式包括：切入、切出模式，最大功率点追踪(MaximumPower Point Tracking，MPPT)模式，短路模式。切入模式，指的是，当第一组串的电压低于预设阈值时，将第二组串接入第一组串，切出模式，指的是，当第一组串的电压较高时，比如第一组串的电压超出预设阈值，适配电路103断开第一组串与控制器104之间的连接。MPPT模式，指的是适配电路103可追踪最大功率点，优化输出性能，进而输出最大功率。短路模式，指的是适配电路103输出电压为0。
相应的，上述控制器104也可工作于MPPT模式。
其中，预设阈值包括光伏***的最大允许电压。最大允许电压为控制器104最大输入电压或光伏组串最大输出电压中的最小电压。第一光伏组串101的电压低于预设阈值，存在两种情况。第一种情况，第一光伏组串101的电压低于预设阈值，指的是第一光伏组串101的开路电压小于或等于第一阈值。第二种情况，第一光伏组串101的电压低于预设阈值，指的是第一光伏组串101的对地电压小于或等于第二阈值。其中，第一阈值、第二阈值可以根据具体使用场景确定，本申请实施例对此不进行限制。
在本申请实施例中，可以由适配电路103检测第一光伏组串101的电压，也可以由控制器104检测第一光伏组串101的电压。以适配电路103检测第一光伏组串101的电压为例，作为一种可能的实现方式，适配电路103检测第一光伏组串101的开路电压，当开路电压小于或等于第一阈值时，适配电路103将第二光伏组串102串联接入第一光伏组串101。作为另一种可能的实现方式，适配电路103检测第一光伏组串101的对地电压，当检测到第一光伏组串101的对地电压小于或等于第二阈值时，适配电路103将第二光伏组串102接入第一光伏组串101。
作为一种可能的实现方式，对应于两种情况，第一光伏组串101和适配电路103的串联连接方式有所不同。
在第一种情况中，第一光伏组串101的电压低于预设阈值，指的是第一光伏组串101的开路电压小于或等于第一阈值。相应的，参见图2，适配电路103串联接入第一光伏组串101，可以是适配电路103的输入端与第一光伏组串101的输出端连接。示例性的，图2中，第一光伏组串101包括4个光伏组件，适配电路103的输入端与第一光伏组串101的输出端连接，指的是，整个第一光伏组串101的输出端，即e端与适配电路103的输入端连接。适配电路103的输出端与控制器104的输入端连接。
或者，参见图3，适配电路103串联接入第一光伏组串101，还可以是，适配电路103的输出端与第一光伏***的输入端连接。示例性的，适配电路103的输出端与整个第一光伏组串101的输入端，即a端连接。第一光伏组串101的输出端与控制器104的输入端连接。
或者，参见图4，适配电路103串联接入第一光伏组串101，还可以是，在第一光伏组串101的两个相邻光伏组件之间串联接入适配电路103，即适配电路103的输入端与第一光伏组串101中相邻的任两个光伏组件中的前一组件的输出端连接，适配电路103的输出端与第一光伏组串101中相邻的任两个光伏组件中的后一组件的输入端连接。示例性的，适配电路103的输入端与光伏组件1012的输出端连接，适配电路103的输出端与光伏组件1013的输入端连接。第一光伏组串101中光伏组件1013的输出端与控制器104的输入端连接。当然，适配电路103还可以接在光伏组件1011和光伏组件1012之间，本申请实施例对适配电路103在第一光伏组串101中的具***置不做限定。
在第二种情况中，即第一光伏组串101的电压低于预设阈值，指的是第一光伏组串101的对地电压小于或等于第二阈值的情况下，适配电路103串联接入第一光伏组串101，可以是如图2所示的连接方式，即适配电路103的输入端与整个第一光伏组串101的输出端连接。与可以是如图3所示的连接方式，即适配电路103的输出端与整个第一光伏组串101的输入端连接。
在本申请实施例中，适配电路103的具体结构可以有如下两种情况：
情况1：适配电路103包括控制电路1031、第一开关K1和第一元件1032。
在情况1中，若适配电路103与第一光伏组串101之间采用不同的串联接入方式，光伏***的具体结构可能不同。如下，为本申请实施例提供的3种可能的光伏***的结构。
1、在适配电路103的输入端与第一光伏组串101的输出端连接的情况下，参见图5，第一元件1032的第一端与第一光伏组串101的输出端连接，第一元件1032的第二端与控制器104的输入端连接。第二元件1034，用于在控制器104未上电时，将第一光伏组串101接入控制器104，还用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，断开第一光伏组串101与控制器104之间的通路，还用在第一光伏组串101的电压超出预设阈值时，断开第一光伏组串101与控制器104之间的通路。
第一开关K1的不动端与第一元件1032的第一端连接，或者，第一开关K1的不动端与第二光伏组串102的输入端连接，第一开关K1的动端与控制电路1031连接，第一开关K1用于在控制电路1031的控制下开启或闭合，并在闭合状态下，将第二光伏组串102接入第一光伏组串101。所需说明的是，在控制器104未上电时，第一开关K1默认为开路状态。
在本申请实施例中，开关的开路状态、开启状态为同一概念。这里统一说明，下文不再赘述。
第一开关K1可以为机械开关、电气开关、功率半导体中的至少一个。相应的，可以根据第一开关K1的类型，选取不同类型的控制电路1031。
第二光伏组串102的第二端与第一元件1032的第二端连接。
控制电路1031，用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，控制第一开关K1闭合。
可选的，第一元件1032为晶体管D1。
结合图5所示的连接方式，参见图6，当第一元件1032为晶体管D1时，晶体管D1的正极与第一光伏组串101的输出端连接，晶体管D1的负极与控制器104的输入端连接。
在控制器104未上电时，晶体管D1导通，用于将第一光伏组串101接入控制器104。
在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，晶体管D1截止，切断第一光伏组串101与控制器104之间的通路连接。
在第一光伏组串101的电压超出预设阈值，或控制器104未上电时，晶体管D1导通，此时，第一光伏组串101与控制器104之间的通路形成。
可选的，第一元件1032还可以为第二开关K2。
结合图5所示的连接方式，参见图7，当第一元件1032为第二开关K2时，第二开关K2的不动端与第一光伏组串101的输出端连接，或者，第二开关K2的不动端与控制器104的输入端连接。第二开关K2的动端与控制电路1031连接。第二开关K2，用于当控制器104未上电时，默认闭合，以形成第一光伏组串101与控制器104之间的通路。
若第二开关K2的不动端与第一光伏组串101的输出端连接，第二开关K2，用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，比如，第一光伏组串101的电压较小时，实现动端与控制器104的输入端分离，切断第一光伏组串101与控制器104之间的通路。还用于当第一光伏组串101的电压超出预设阈值时，实现动端与控制器104的输入端分离，切断第一光伏组串101与控制器104之间的通路，避免输入控制器104的功率过大。
若第二开关K2的不动端与控制器104的输入端连接，第二开关K2，用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值，或者第一光伏组串101的电压超出预设阈值时，第二开关K2的动端与第一光伏组串101的输出端分离，切断第一光伏组串101与控制器104之间的通路。
第二开关K2可以为机械开关、电气开关、功率半导体中的至少一个。相应的，可以根据第二开关K2的类型，选取不同类型的控制电路1031。
2、在适配电路103的输出端与第一光伏组串101的输入端连接的情况下，参见图8，光伏***的结构为：第一元件1032的第一端与第一开关K1连接，第一元件1032的第二端与第一光伏组串101的输入端连接。第一元件1032，用于在控制器104未上电时，将第一光伏组串101接入控制器104，还用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值或者电压超出预设阈值时，断开第一光伏组串101与控制器104之间的通路。
第一开关K1的不动端与第一元件1032的第一端连接，或者，第一开关K1的不动端与第二光伏组串102的输入端连接，第一开关K1的动端与控制电路1031连接，第一开关K1用于在控制电路1031的控制下开启或闭合，并在闭合状态下，将第二光伏组串102接入第一光伏组串101。在控制器104未上电时，第一开关K1默认为断开状态。
第二光伏组串102的输出端与第一元件1032的第二端连接。
控制电路1031，用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，控制第一开关K1闭合。
第一光伏组串101的输出端与控制器104连接。
结合图8所示的连接方式，参见图9，当第一元件1032为晶体管D1时，晶体管D1的正极与第一开关K1连接，晶体管D1的负极与第一光伏组串101的输入端连接。在第一光伏组串101的电压低于预设阈值，或者电压超出预设阈值时，晶体管D1截止，切断第一光伏组串101与控制器104之间的通路连接。在控制器104未上电时，晶体管D1导通，此时，第一光伏组串101与控制器104之间的通路形成。
结合图8所示的连接方式，参见图10，当第一元件1032为第二开关K2时，第二开关K2的不动端与第一开关K1连接，或者，第二开关K2的不动端与第一光伏组串101的输入端连接。第二开关K2的动端与控制电路1031连接。
3、在第一光伏组串101的两个相邻光伏组件之间串接适配电路103的情况中，参见图11，示例性的，光伏***的具体结构可以为：第一元件1032的第一端与第一光伏组串101中光伏组件1012的输出端连接，第一元件1032的第二端与第一光伏组串101中光伏组件1013的输入端连接。第一元件1032，用于在控制器104未上电时，将第一光伏组串101接入控制器104，还用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，断开第一光伏组串101与控制器104之间的通路，还用于在第一光伏组串101的电压超出预设阈值时，断开第一光伏组串101与控制器104之间的通路。
第一开关K1的不动端与第一元件1032的第一端连接，或者，第一开关K1的不动端与第二光伏组串102的输入端连接，第一开关K1的动端与控制电路1031连接，第一开关K1用于在控制电路1031的控制下开启或闭合，并在闭合状态下，将第二光伏组串102接入第一光伏组串101。
第二光伏组串102的输出端与第一元件1032的第二端连接。
控制电路1031，用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，控制第一开关K1闭合。
第一光伏组串101中位于尾端的光伏组件1013的输出端与控制器104连接。
当然，上述各图中仅以适配电路103串接在第一光伏组串101中光伏组件1012和光伏组件1013之间为例，在实际应用中，适配电路103可以串接在第一光伏组串101中任意两个相邻光伏组件之间。
结合图11所示的连接方式，参见图12，示例性的，当第一元件1032为晶体管D1时，晶体管D1的正极与第一光伏组串101中光伏组件1012的输出端连接，晶体管D1的负极与第一光伏组串101中光伏组件1013的输入端连接。在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，晶体管D1截止，切断第一光伏组串101与控制器104之间的通路连接。在第一光伏组串101的电压超出预设阈值时，晶体管D1截止，切断第一光伏组串101与控制器104之间的通路连接。在控制器104未上电时，晶体管D1导通，此时，第一光伏组串101与控制器104之间的通路形成。
结合图11所示的连接方式，参见图13，当第一元件1032为第二开关K2时，第二开关K2的不动端与第一光伏组串101中光伏组件1012的输出端连接，或者，第二开关K2的不动端与第一光伏组串101中光伏组件1013的输入端连接。第二开关K2的动端与控制电路1031连接。
情况2：适配电路103包括控制电路1031、变换电路1033和第二元件1034。
与情况1类似，在情况2中，若适配电路103与第一光伏组串101之间采用不同的串联接入方式，光伏***的具体结构也可能不同。如下，为本申请实施例提供的3种可能的光伏***的结构。
1、在适配电路103的输入端与第一光伏组串101的输出端连接的情况下，参见图14，第二元件1034的第一端与第一光伏组串101的输出端连接，第二元件1034的第二端与控制器104的输入端连接。第二元件1034，用于在控制器104未上电时，将第一光伏组串101接入控制器104，还用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值，或者电压大于预设阈值时，断开第一光伏组串101与控制器104之间的通路。
变换电路1033的第一输入端与第二光伏组串102的输入端连接，变换电路1033的第二输入端与第二光伏组串102的输出端连接，变换电路1033的第一输出端与第二元件1034的第一端连接，变换电路1033的第二输出端与第二元件1034的第二端连接。变换电路1033还与控制电路1031连接。变换电路1033用于在控制电路1031的控制下将第二光伏组串102接入第一光伏组串101，并向控制器104输出功率。在控制器104未上电时，变换电路1033的第一输出端和第二输出端之间的输出电压值为0或者为小于第三阈值的数值。
可选的，变换电路1033可以为直流-直流(Direct Current-Direct Current，DC-DC)转换器，或者，为具有直流-直流电转换功能的其他电路、器件等。
以变换电路1033为DC-DC转换器为例，可选的，DC-DC转换器的输入端工作于MPPT模式，如此，DC-DC转换器可追踪最大功率点，优化输出性能，进而输出最大功率。
可选的，DC/DC转换器的输出端工作于电压恒定或可调模式。电压恒定模式，指的是DC-DC转换器的输出电压为固定值，如此，针对有恒压输入需求的控制器104，输入固定值电压，可优化该控制器104的输出性能。可调模式，指的是DC-DC转换器的输出电压不为固定值。
可选的，DC-DC转换器的MPPT模式的扫描速度与控制器104的扫描速度不同，以降低对功率的干扰。
其中，变换电路1033的输入功率为第二光伏组串102的输出功率，变换电路1033通过对第二光伏组串102输出功率进行变换，比如，升压或降压，得到变换电路1033第一输出端和第二输出端之间输出的功率。当第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，变换电路1033将第二光伏组串102接入第一光伏组串101，指的是，由第一光伏组串101和第二光伏组串102共同向控制器104输出功率。这就意味着，变换电路1033向控制器104输出的功率，即控制器104的输入功率大于第一光伏组串101自身的输出功率。
控制电路1031，用于在第一光伏组串101的电压低于预设阈值时，控制变换电路1033的输出功率。还用于在控制器104未上电时，控制变换电路1033输出电压0，或者输出数值小于第三阈值的电压。
结合图14所示的连接方式，参见图15，当第二元件1034为晶体管D1时，晶体管D1的正极与第一光伏组串101的输出端连接，晶体管D1的负极与控制器104的输入端连接。
结合图14所示的连接方式，参见图16，当第二元件1034为第二开关K2时，第二开关K2的不动端与第一光伏组串101的输出端连接，或者，第二开关K2的不动端与控制器104的输入端连接。第二开关K2的动端与控制电路1031连接。
2、在适配电路103的输出端与第一光伏组串101的输入端连接的情况下，光伏***的结构与图14相比，区别在于第二元件1034与第一光伏组串101之间的连接方式发生改变。具体的，参见图17，第二元件1034的第二端与第一光伏组串101的输入端连接。
结合图17所示的连接方式，参见图18，当第一元件1032为第二开关K2时，第二开关K2的不动端与变换电路1033的第一输入端连接，或者，第二开关K2的不动端与第一光伏组串101的输入端连接。第二开关K2的动端与控制电路1031连接。
结合图17所示的连接方式，参见图19，当第一元件1032为晶体管D1时，晶体管D1的正极与变换电路1033的第一输出端连接，晶体管D1的负极与第一光伏组串101的输入端连接。
3、在第一光伏组串101的两个相邻光伏组件之间串接适配电路103的情况中，光伏***的结构与图14所示光伏***结构相比，区别在于第二元件1034与第一光伏组串101之间的连接方式不同。因此，该情况下光伏***中的其他元器件的连接方式，可参见图14对应的实施例。
参见图20，示例性的，第二元件1034的第一端与第一光伏组串101中光伏组件1012的输出端连接，第二元件1034的第二端与第一光伏组串101中光伏组件1013的输入端连接。
结合图20所示的连接方式，参见图21，示例性的，当第一元件1032为晶体管D1时，晶体管D1的正极与第一光伏组串101中光伏组件1012的输出端连接，晶体管D1的负极与第一光伏组串101中光伏组件1013的输入端连接。
结合图20所示的连接方式，参见图22，当第一元件1032为第二开关K2时，第二开关K2的不动端与第一光伏组串101中光伏组件1012的输出端连接，或者，第二开关K2的不动端与第一光伏组串101中光伏组件1013的输入端连接，第二开关K2的动端与控制电路1031连接。
需要说明的是，为了简化描述，上述各图中，均以光伏***包括一个适配电路，该适配电路控制除第一组串外的一个组串接入为例进行说明。实际应用时，光伏***还可包括两个或两个以上适配电路，每个适配电路可以将一个或一个以上光伏组串串联接入当前光伏组串中。适配电路之间可以为串联，可以为并联，每一适配电路可以控制一个或一个以上组串与已接入组串串接，进而将串接后的包含更多光伏组件的组串接入该光伏***。参见图25，两个适配电路之间为串联。参见图26，两个适配电路之间为并联。参见图27，适配电路1与适配电路2之间为并联，适配电路1和适配电路3之间为串联。
进一步的，除图中所示的各元器件之外，光伏***还可以具有如下结构：
在适配电路和控制器之间设置开关(图中并未示出)，该开关用于断开或连通适配电路和控制器之间的通路。比如，参见图12，可以在光伏组件1013的输出端和控制器之间设置开关。或者，在二极管的第二端和光伏组件1013的输入端之间设置开关。又比如，参见图6，在第一组串的输出端和二极管的正极之间设置开关。开关的具***置可根据应用场景灵活确定，这里不做限定。
本申请实施例提供的光伏***，包括适配电路、第一光伏组串和第二光伏组串和控制器。其中，第一光伏组串、第二光伏组串用于为控制器提供电能，适配电路用于与第一光伏组串串联，以及用于在第一光伏组串的电压低于预设阈值时，将第二光伏组串与第一光伏组串串联连接。如此，将第二光伏组串接入第一光伏组串，意味着，接入光伏***，并向控制器输出功率的光伏组串数目增多，能够提升总的光伏组串的工作电压，使得发电量有所增加。同时，一个适配电路可以控制第二光伏组串接入第一光伏组串，也就是，一个适配电路可控制多个光伏组件串接入光伏***，不必为每一光伏组件单独配置一个控制接入的电路，简化了光伏***结构。
结合图5至图13对应的实施例，参见图23，上述光伏***的工作过程包括如下步骤：
S2301、控制器未上电时，第一光伏组串通过适配电路中的第一元件接入控制器。
此时，接入控制器的组串为第一光伏组串，控制器的输入功率等于第一光伏组串的输出功率。
S2302、控制器上电后，第一光伏组串输出功率。
其中，由光伏组串的输出特性可知，在第一光伏组串输出功率的过程中，随着电流的增大，第一光伏组串两端的电压会呈现降低趋势。
S2303、当第一光伏组串的电压低于预设阈值，适配电路控制第一开关闭合，将第二组串接入第一组串。
预设条件包括：第一光伏组串的开路电压小于或等于第一阈值，第一光伏组串的对地电压小于或等于第二阈值中的至少一个。
其中，可以由控制器检测第一光伏组串的电压，也可以由适配电路执行检测电压的流程。
可选的，若由控制器检测第一光伏组串的开路电压或对地电压，则当控制器检测到第一光伏组串的对地电压或开路电压低于预设阈值时，向适配电路发送控制指令，以通知适配电路第一组串的电压低于预设阈值。
可选的，适配电路在从控制器收到控制指令后，根据自身确定的电压控制策略，对接入组串的数量进行控制。比如，第一光伏组串的对地电压较小时，适配电路基于自身的电压控制策略判断接入其他组串后，全部组串的电压是否超出光伏***预设阈值，若全部组串的电压超出预设阈值，则适配电路不将其他组串接入第一光伏组串。若接入其他组串后，全部组串的电压未超出预设阈值，则适配电路控制将其他组串接入第一光伏组串。当然，还可以由控制器确定电压控制策略，并向适配电路发送电压控制策略，电压控制策略包括但不限于：除第一光伏组串外，是否还需接入其他组串，以及确定所需接入的其他组串的数目。
可选的，还可以由适配电路自身对第一光伏组串的电压进行检测。
此时，接入控制器的光伏组串为第一光伏组串和第二光伏组串。相应的，控制器的输入功率等于第一光伏组串的输出功率和第二光伏组串的输出功率之和。
S2304、控制器启动后，当第一光伏组串的电压大于预设阈值时，断开第一组串与控制器之间的连接。
其中，可以通过适配电路控制第一元件，以断开第一组串与控制器之间的连接。还可以通过关断适配电路和控制器之间的其他开关，来断开第一组串与控制器之间的连接。这里不做限制。
结合图14至图22对应的实施例，参见图24，若用于控制第二组串接入的部分为变换电路，则上述光伏***的工作过程可包括如下步骤：
S2401、控制器未上电时，变换电路的第一输出端和第二输出端之间输出电压。且适配电路输出的电压为0或者为小于第三阈值的数值。
由于适配电路输出的电压值较小，这个较小电压值与第一组串的电压相加，不会超过光伏***的预设阈值。
S2402、控制器启动后，当第一组串的电压低于预设阈值时，适配电路输出功率。且该功率与第一组串的功率的和为输入控制器的功率。
S2403、控制器启动后，当第一组串的电压大于或等于第四阈值时，适配电路输出功率。且该功率为0，该功率的数值小于或等于第五阈值。
如此，当第一组串的电压较高时，适配电路限制自身的输出功率，以避免接入光伏***的组串的电压超出预设阈值。
S2404、控制器启动后，当第一组串的电压大于预设阈值时，断开第一组串与控制器之间的连接。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种光伏***，其特征在于，所述光伏***包括适配电路、第一光伏组串、第二光伏组串和控制器，所述控制器包括逆变器或汇流箱，
所述第一光伏组串、所述第二光伏组串用于为所述控制器提供电能；所述适配电路用于与所述第一光伏组串串联，所述适配电路还用于在所述第一光伏组串的电压低于预设阈值时，将所述第二光伏组串与所述第一光伏组串串联连接；其中，所述第一光伏组串的电压低于预设阈值，包括：所述第一光伏组串的输出电压低于预设阈值；所述适配电路包括控制电路、第一开关和第一元件；
其中，所述第一元件的第一端与所述第一光伏组串的输出端连接，所述第一元件的第二端与所述控制器的输入端连接；所述第一开关的不动端与所述第一元件的第一端连接，或者，所述第一开关的不动端与所述第二光伏组串的输入端连接，所述第一开关的动端与所述控制电路连接；所述第二光伏组串的输出端与所述第一元件的输出端连接；第一光伏组串的输出端与控制器连接；
或者，所述第一元件的第一端与第一开关连接，所述第一元件的第二端与所述第一光伏组串的输入端连接；所述第一开关的不动端与所述第一元件的第一端连接，或者，所述第一开关的不动端与所述第二光伏组串的输入端连接，所述第一开关的动端与所述控制电路连接；所述第二光伏组串的输出端与所述第一元件的第二端连接；
或者，所述第一元件的第一端与第一光伏组串中第一光伏组件的输出端连接，所述第一元件的第二端与所述第一光伏组串中第二光伏组件的输入端连接，所述第一光伏组件为所述第一光伏组件中相邻的两个光伏组件中的前一光伏组件，所述第二光伏组件为所述第一光伏组件中相邻的两个光伏组件中的后一光伏组件；所述第一开关的不动端与所述第一元件的第一端连接，或者，所述第一开关的不动端与所述第二光伏组串的输入端连接，所述第一开关的动端与所述控制电路连接；所述第二光伏组串的输出端与所述第一元件的第二端连接；第一光伏组串中位于尾端的光伏组件的输出端与控制器的输入端连接；
或者，所述适配电路包括控制电路、变换电路和第二元件；其中，所述变换电路的输出端工作于电压恒定模式或可调模式，而所述变换电路的输入端工作于最大功率点追踪MPPT模式以追踪所述第一光伏组串和/或所述第二光伏组串的最大功率点，其中所述电压恒定模式是指所述变换电路的输出电压恒定，所述可调模式是指所述变换电路的输出电压可变；
其中，所述第二元件的第一端与所述第一光伏组串的输出端连接，所述第二元件的第二端与所述控制器的输入端连接；所述变换电路的第一输入端与所述第二光伏组串的输入端连接，所述变换电路的第二输入端与所述第二光伏组串的输出端连接，所述变换电路的第一输出端与所述第二元件的第一端连接，所述变换电路的第二输出端与所述第二元件的第二端连接；所述变换电路还与所述控制电路连接；
或者，所述第二元件的第二端与所述第一光伏组串的输入端连接；所述变换电路的第一输入端与所述第二光伏组串的输入端连接，所述变换电路的第二输入端与所述第二光伏组串的输出端连接，所述变换电路的第一输出端与所述第二元件的第一端连接，所述变换电路的第二输出端与所述第二元件的第二端连接；所述变换电路还与所述控制电路连接；所述第一光伏组串的输出端与所述控制器的输入端连接；
或者，所述第二元件的第一端与第一光伏组件的输出端连接，所述第二元件的第二端与所述第二光伏组件的输入端连接，所述第一光伏组件为所述第一光伏组件中相邻的两个光伏组件中的前一光伏组件，所述第二光伏组件为所述第一光伏组件中相邻的两个光伏组件中的后一光伏组件；所述变换电路的第一输入端与所述第二光伏组串的输入端连接，所述变换电路的第二输入端与所述第二光伏组串的输出端连接，所述变换电路的第一输出端与所述第二元件的第一端连接，所述变换电路的第二输出端与所述第二元件的第二端连接；所述变换电路还与所述控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的光伏***，其特征在于，
所述第一元件，用于在所述控制器未上电时，将所述第一光伏组串接入所述控制器，还用于在所述第一光伏组串的电压低于预设阈值时，断开所述第一光伏组串与所述控制器之间的通路，还用于在第一光伏组串的电压超出预设阈值时，断开所述第一光伏组串与所述控制器之间的通路；
所述第一开关用于在所述控制电路的控制下开启或闭合，并在闭合状态下，将所述第二光伏组串串联接入所述第一光伏组串；在控制器未上电时，所述第一开关默认为开路状态；
所述控制电路，用于在所述第一光伏组串的电压低于预设阈值时，控制所述第一开关闭合。
3.根据权利要求1或2所述的光伏***，其特征在于，在所述第一元件的第一端与所述第一光伏组串的输出端连接，所述第一元件的第二端与所述控制器的输入端连接的情况下，所述第一元件晶体管；晶体管的正极与第一光伏组串的输出端连接，晶体管的负极与控制器的输入端连接。
4.根据权利要求1或2所述的光伏***，其特征在于，在所述第一元件的第一端与所述第一光伏组串的输出端连接，所述第一元件的第二端与所述控制器的输入端连接的情况下，所述第一元件为第二开关，第二开关的不动端与第一光伏组串的输出端连接，或者，第二开关的不动端与所述控制器的输入端连接，所述第二开关的动端与所述控制电路连接。
5.根据权利要求1或2所述的光伏***，其特征在于，在所述第一元件的第一端与第一开关连接，所述第一元件的第二端与所述第一光伏组串的输入端连接的情况下，第一元件为晶体管，晶体管的正极与第一开关连接，晶体管的负极与第一光伏组串的输入端连接。
6.根据权利要求1或2所述的光伏***，其特征在于，在所述第一元件的第一端与第一开关连接，所述第一元件的第二端与所述第一光伏组串的输入端连接的情况下，第一元件为第二开关，第二开关的不动端与第一开关连接，或者，第二开关的不动端与所述第一光伏组串的输入端连接；所述第二开关的动端与所述控制电路连接。
7.根据权利要求1或2所述的光伏***，其特征在于，在所述第一元件的第一端与第一光伏组串中第一光伏组件的输出端连接，所述第一元件的第二端与所述第一光伏组串中第二光伏组件的输入端连接的情况下，第一元件为晶体管，晶体管的正极与所述第一光伏组件的输出端连接，晶体管的负极与所述第二光伏组件的输入端连接。
8.根据权利要求1或2所述的光伏***，其特征在于，在所述第一元件的第一端与第一光伏组串中第一光伏组件的输出端连接，所述第一元件的第二端与所述第一光伏组串中第二光伏组件的输入端连接的情况下，第一元件为第二开关，第二开关的不动端与第一光伏组件的输出端连接，或者，第二开关的不动端与所述第二光伏组件的输入端连接；所述第二开关的动端与所述控制电路连接。
9.根据权利要求1所述的光伏***，其特征在于，所述第二元件，用于在所述控制器未上电时，将所述第一光伏组串接入所述控制器，还用于在所述第一光伏组串的电压低于预设阈值，或者电压大于预设阈值时，断开所述第一光伏组串与所述控制器之间的通路；
所述变换电路用于在所述控制电路的控制下将第二光伏组串接入第一光伏组串；在控制器未上电时，所述变换电路的第一输出端和第二输出端之间的输出电压值为0或者为小于第三阈值的数值；
所述控制电路，用于在所述第一光伏组串的电压低于预设阈值时，控制所述变换电路将第二光伏组串接入所述第一光伏组串。
10.根据权利要求1或9所述的光伏***，其特征在于，在所述第二元件的第一端与所述第一光伏组串的输出端连接，所述第二元件的第二端与所述控制器的输入端连接的情况下，第二元件为晶体管，晶体管的正极与第一光伏组串的输出端连接，晶体管的负极与控制器的输入端连接。
11.根据权利要求1或9所述的光伏***，其特征在于，在所述第二元件的第一端与所述第一光伏组串的输出端连接，所述第二元件的第二端与所述控制器的输入端连接的情况下，第二元件为第二开关，第二开关的不动端与第一光伏组串的输出端连接，或者，第二开关的不动端与所述控制器的输入端连接；所述第二开关的动端与所述控制电路连接。
12.根据权利要求1或9所述的光伏***，其特征在于，在所述第二元件的第二端与所述第一光伏组串的输入端连接的情况下，第二元件为第二开关，第二开关的不动端与变换电路的第一输入端连接，或者，第二开关的不动端与所述第一光伏组串的输入端连接；所述第二开关的动端与所述控制电路连接。
13.根据权利要求1或9所述的光伏***，其特征在于，在所述第二元件的第二端与所述第一光伏组串的输入端连接的情况下，第二元件为晶体管，晶体管的正极与变换电路的第一输出端连接，晶体管的负极与第一光伏组串的输入端连接。
14.根据权利要求1或9所述的光伏***，其特征在于，在所述第二元件的第一端与第一光伏组件的输出端连接，所述第二元件的第二端与所述第二光伏组件的输入端连接的情况下，所述控制电路，还用于在所述控制器未上电时，控制所述变换电路输出第一电压值。
15.根据权利要求1或9所述的光伏***，其特征在于，在所述第二元件的第一端与第一光伏组件的输出端连接，所述第二元件的第二端与所述第二光伏组件的输入端连接的情况下，第二元件为晶体管，晶体管的正极与所述第一光伏组件的输出端连接，晶体管的负极与所述第二光伏组件的输入端连接。
16.根据权利要求1或9所述的光伏***，其特征在于，在所述第二元件的第一端与第一光伏组件的输出端连接，所述第二元件的第二端与所述第二光伏组件的输入端连接的情况下，第二元件为第二开关，第二开关的不动端与所述第一光伏组件的输出端连接，或者，第二开关的不动端与所述第二光伏组件的输入端连接，所述第二开关的动端与控制电路连接。
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