CN114006416A - 电源输出功率配置*** - Google Patents

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CN114006416A CN202111620557.1A CN202111620557A CN114006416A CN 114006416 A CN114006416 A CN 114006416A CN 202111620557 A CN202111620557 A CN 202111620557A CN 114006416 A CN114006416 A CN 114006416A
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Abstract

本公开涉及一种电源输出功率配置***。***包括：电源单元、子串功率优化单元和输出功率配置单元，其中，电源单元包括多个电源子串；子串功率优化单元与电源子串的数量相同，子串功率优化单元与电源子串一一相连，用于控制与其相连的所述电源子串输出最大功率；输出功率配置单元与每一所述子串功率优化单元相连，用于控制每一子串功率优化单元的输出端状态。如此，输出功率配置单元可以控制每一子串功率优化单元的输出端状态，避免电源输出功率配置***中单一的子串功率串联输出拓扑结构，提高了功率输出结构的灵活性以及***稳定性。

Description

电源输出功率配置***
技术领域
本公开涉及供电电路技术领域，具体地，涉及一种电源输出功率配置***。
背景技术
光伏发电***在接受光照后输出直流电压和直流电流，通常，光伏组件产生的直流电压和直流电流远低于交流电网所需要的电压和电流的需求，因此，需要多个光伏组件在光伏发电***内组合使用形成光伏阵列，从而为交流电网提供必要的电压和电流。
在相关技术中，由于电源的输出功率与其负载有关，因此，在光伏阵列的负载—逆变器的输入级配置最大功率点追踪模块（以下简称MPPT模块，Maximum Power PointTracking），以动态调整光伏阵列的等效负载以实现最大程度上获取光伏功率的目的。
发明内容
为了解决相关技术中存在的问题，本公开的目的是提供一种电源输出功率配置***。
为了实现上述目的，本公开提供一种电源输出功率配置***，所述***包括：电源单元、子串功率优化单元和输出功率配置单元，其中，所述电源单元包括多个电源子串；
所述子串功率优化单元与所述电源子串的数量相同，且所述子串功率优化单元与所述电源子串一一相连，所述子串功率优化单元用于控制与其相连的所述电源子串输出最大功率；
所述输出功率配置单元与每一所述子串功率优化单元相连，用于控制每一所述子串功率优化单元的输出端状态，以输出可调整的功率。
可选地，所述输出功率配置单元，用于获取每一所述子串功率优化单元的输入电参数，并将所述输入电参数小于预设电参数的子串功率优化单元确定为目标子串功率优化单元，以及，将所述目标子串功率优化单元的输出端状态从第一状态调整为第二状态，直到所述目标子串功率优化单元的输入电参数增大至不小于所述预设电参数时，将所述目标子串功率优化单元的输出端状态从所述第二状态调整为所述第一状态，其中，所述第一状态与所述第二状态不同。
可选地，在所述输入电参数为电流且所述第一状态为串联状态时，所述第二状态为并联状态；或者，在所述电参数为电压且所述第一状态为串联状态时，所述第二状态为暂停状态。
可选地，所述输出功率配置单元，用于获取每一所述子串功率优化单元的温度，并将温度大于预设温度的子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态。
可选地，所述***还包括逆变器，所述逆变器与所述输出功率配置单元相连；
所述逆变器，用于将电源单元提供的直流电转换为交流电；
所述输出功率配置单元，用于获取所述逆变器的工作状态，若所述工作状态为限流状态，则将每一所述子串功率优化单元的输出端状态调整为并联状态，并再次获取所述逆变器的工作状态，若所述工作状态仍为限流状态，则将至少一个所述子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到所述逆变器退出限流状态时将该至少一个所述子串功率优化单元的输出端状态恢复至所述并联状态；以及
所述输出功率配置单元，用于在所述逆变器的工作状态为限压状态时，将每一所述子串功率优化单元的输出端状态调整为串联状态，并再次获取所述逆变器的工作状态，若所述工作状态仍为限压状态，则将至少一个所述子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到所述逆变器退出限压状态时将该至少一个所述子串功率优化单元的输出端状态恢复至所述串联状态。
可选地，所述输出功率配置单元，用于在确定所述电源输出功率配置***工作在安全模式时，控制每一所述子串功率优化单元的输出端状态为暂停状态。
可选地，所述输出功率配置单元包括开关组件、驱动组件和逻辑处理组件；
其中，所述开关组件包括多个开关，且该每一开关连接在预设位置，以实现通过调整该多个开关的工作状态控制每一所述子串功率优化单元的输出端状态的目的，其中，开关的工作状态包括闭合状态和断开状态；
所述逻辑处理组件与所述驱动组件相连，用于存储预设的控制逻辑和多个开关的工作状态与每一所述子串功率优化单元的输出端状态的对应关系，并能够根据所述控制逻辑确定每一所述子串功率优化单元的目标输出端状态，以及，根据所述目标输出端状态和所述对应关系确定每一开关的目标工作状态，根据每一开关的目标工作状态生成驱动信号，并向所述驱动组件发送所述驱动信号；
所述驱动组件与每一开关相连，用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号控制各开关工作在所述目标工作状态下，以将所述每一所述子串功率优化单元的输出端状态调整为所述目标输出端状态。
可选地，所述输出功率配置单元还包括通信组件和安全组件；
所述通信组件分别与每一所述子串功率优化单元、所述逻辑处理组件相连，用于获取所述每一所述子串功率优化单元的输入电参数和/或温度，并发送给所述逻辑处理组件；
所述安全组件与所述逻辑处理组件相连，用于在确定所述电源输出功率配置***的安全状态异常时，确定所述电源输出功率配置***工作模式为安全模式，并向所述逻辑处理组件发送安全模式信号。
可选地，所述输出功率配置单元还包括采样组件；
所述采样组件分别与所述逻辑处理组件、每一所述子串功率优化单元相连，用于采集每一所述子串功率优化单元的输出电流和/或输出电压，并发送给所述逻辑处理组件；
所述逻辑处理组件，还用于在逆变器工作状态为限流状态时，根据每一所述子串功率优化单元的输出电流，确定将输出端状态调整为暂停状态的子串功率优化单元，以及，在逆变器工作状态为限压状态时，根据每一所述子串功率优化单元的输出电压，确定将输出端状态调整为暂停状态的子串功率优化单元。
可选地，所述电源单元为光伏组件。
通过上述技术方案，电源单元中包括的每一电源子串均与一子串功率优化单元相连，如此，每一子串功率优化单元能够单独对电源子串进行功率优化，使得子串功率优化单元的MPPT算法简洁高效。此外，输出功率配置单元可以控制每一子串功率优化单元的输出端状态，避免电源输出功率配置***中单一的子串功率串联输出拓扑结构，提高了功率输出结构的灵活性以及***稳定性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。
图1是相关技术中一种光伏发电***结构示意图。
图2是相关技术中另一种光伏发电***结构示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种电源输出功率配置***的示意图。
图4是根据一实施例示出的另一种电源输出功率配置***的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是相关技术中一种光伏发电***结构示意图。如图1所示，该***将多个光伏组件串联为光伏组串，再将多个光伏组串并联，形成光伏阵列，之后，将光伏阵列的输出并联至逆变器的输入端。其中，图1中的DC为直流电，AC为交流电。然而，由于光伏组件的输出特性与材料、工艺、老化程度、光照强度、温度和遮挡等因素都有密切关联，因而即使是同一批次的光伏组件，实际工作时，其P-V（功率-电压）特性曲线亦会不同。同一光伏组串内的各块光伏组件，由于输出端串联，其输出电流必须一致，各并联光伏组串电压必须一致，这些限制导致提供给逆变器输入端的P-V曲线呈现复杂的多峰特性，即使逆变器利用MPPT模块找到最大功率点，但是该功率与各块光伏组件独立运行时各自可能输出的最大功率之和相比，仍然有较大差距，这就是光伏组件失配引起的功率损失。
图2是相关技术中另一种光伏发电***结构示意图。为了解决图1所示的光伏发电***中的光伏组件失配引起的功率损失，在图2中，将组件MPPT直接与光伏组件相连。这样，每块光伏组件的工作点是独立的，与图1所示的光伏发电***相比，显著提升了逆变器的输入功率，而且不再需要光伏组件有同样的规格以保证相似的输出特性，亦不要求每个光伏组串包含同样多的串联光伏组件。其中，组件MPPT通常被称为组件功率优化器。
然而，由于光伏组件内部的PN结并非简单串联，主流结构是将其分为三个PN结子串，各子串与一个旁路二极管并联后，再串联形成光伏组件输出，这样的结构能够在光伏组件发生严重局部遮挡时，缓解热斑的发生。但是，这样的结构却导致图2所示***中每个组件级MPPT模块所连接的光伏组件输出呈现多各功率峰值，这样增加了MPPT算法的复杂性，也影响了MPPT效率。
因此，相关技术中的光伏发电***存在以下问题：1）组件级优化器需要面对多峰寻优的算法复杂性与寻优效率的矛盾。2）固定子串优化器输出连接方式灵活性不高，可能导致部分电子元件长期承担相对较高的电压或电流。3）固定子串优化器输出连接方式，可能无法灵活应对逆变器限流限压等特殊工况。
为了解决相关技术中存在的问题，本公开提供一种电源输出功率配置***，可以对各子串功率优化单元的输出端状态进行配置，继承了子串功率优化单元MPPT算法简洁高效的优点，同时避免单一的串联输出结构，提高了输出的灵活性以及***稳定性。
图3是根据一示例性实施例示出的一种电源输出功率配置***的示意图。该***可以包括电源单元10、子串功率优化单元20和输出功率配置单元30，其中，电源单元10可以包括多个电源子串。
电源单元10可以为光伏组件、燃料电池包、化学电池包等等。其中，若电源单元10为燃料电池包或化学电池包，则电源子串即为电池包内的单体电池，若电源单元10为光伏组件，则电源子串即为光伏子串。此外，在本公开中，电源单元10的数量可以为一个也可以为多个。需要说明的是，本公开对电源单元10及其数量、以及一个电源单元10包括的电源子串的数量均不作具体限制。在图3中，以一个电源单元10包括三个电源子串（分别记为第一电源子串10a、第二电源子串10b和第三电源子串10c）为例进行说明。
在本公开中，子串功率优化单元20为既能升压又能降压的功率变换电路，且具备输出限流和限压功能，以保证内部元件电气安全。并且，子串功率优化单元20与电源子串的数量相同，且每一子串功率优化单元与电源子串相连，用于控制与其相连的电源子串输出最大功率。
示例地，如图3所示，子串功率优化单元20的数量也为三个，分别记为第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c，且第一子串功率优化单元20a与第一电源子串10a相连，第二子串功率优化单元20b与第二电源子串10b相连，第三子串功率优化单元20c与第三电源子串10c相连。如此，每一电源子串的输出均经由与其相连的子串功率优化单元独立执行MPPT处理后，输出最大功率。
输出功率配置单元可以与每一子串功率优化单元相连，用于控制每一子串功率优化单元的输出端状态，以输出可调整的功率。其中，每一子串功率优化单元的输出端状态可以包括：单独输出功率状态、串联状态、并联状态和暂停状态。值得说明的是，单独输出功率状态是指只有该子串功率优化单元输出功率，其他子串功率优化单元均处于暂停状态；串联状态是指该子串功率优化单元与其他至少一个子串功率优化单元串联；并联状态是指该子串功率优化单元与其他至少一个子串功率优化单元并联。
如图3所示，输出功率配置单元30分别与第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的输出端相连。示例地，第一子串功率优化单元20a的输出端Na+、Na-、第二子串功率优化单元20b的输出端Nb+、Nb-、第三子串功率优化单元20c的输出端Nc+、Nc-均与输出功率配置单元30相连。如此，输出功率配置单元30可以对第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c进行连接拓扑配置后，整体输出并联至电源输出功率配置***总输出端口V+、V-。
值得说明的是，在图3中，输出功率配置单元30能够对第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的输出端状态进行控制，以实现可调整的功率输出结构。其中，功率输出结构包括以下几种：（1）三个子串功率优化单元的输出端状态均为串联状态；（2）三个子串功率优化单元中两个子串功率优化单元的输出端状态为串联状态，一个子串功率优化单元的输出端状态为并联状态；（3）三个子串功率优化单元中两个子串功率优化单元的输出端状态为并联状态，一个子串功率优化单元的输出端状态为串联状态；（4）三个子串功率优化单元中两个子串功率优化单元的输出端状态为并联状态或串联，一个子串功率优化单元的输出端状态为暂停状态；（5）三个子串功率优化单元中两个子串功率优化单元的输出端状态为暂停状态，一个子串功率优化单元的输出端状态为单独输出功率状态；（6）三个子串功率优化单元的输出端状态均为暂停状态；（7）三个子串功率优化单元的输出端状态均为并联状态。
值得说明的是，若子串功率优化单元的数量变化，则功率输出结构的数量也会变化。此外，在电源输出功率配置***总输出端口还并联有输出电容和旁路二极管，其中，输出电容和旁路二极管并未在图3中示出。
采用上述技术方案，电源单元中包括的每一电源子串均与一子串功率优化单元相连，如此，每一子串功率优化单元能够单独对电源子串进行功率优化，使得子串功率优化单元的MPPT算法简洁高效。此外，输出功率配置单元可以控制每一子串功率优化单元的输出端状态，避免电源输出功率配置***中单一的串联输出拓扑结构，提高了功率输出结构的灵活性以及***稳定性。
在实际应用中，输出功率配置单元30正常启动并完成初始化后，首先，将每一子串功率优化单元的输出端状态设置为串联状态，然后，再根据实际情况对每一子串功率优化单元的输出端状态进行调整，从而实现功率最优输出的同时避免电子元件长期工作在大电流、高温或高压条件，达到提升***稳定性的目的，并且，提高***的安全性。
可选地，输出功率配置单元可以获取每一子串功率优化单元的输入电参数，并将输入电参数小于预设电参数的子串功率优化单元确定为目标子串功率优化单元，以及，将目标子串功率优化单元的输出端状态从第一状态调整为第二状态，直到目标子串功率优化单元的输入电参数增大至不小于预设电参数时，将目标子串功率优化单元的输出端状态从第二状态调整为第一状态，其中，第一状态与第二状态不同。
在一种实施例中，在输入电参数为电流且第一状态为串联状态时，第二状态为并联状态。如图3所示，当第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c中的某一个子串功率优化单元的输入电流小于预设电流时，认为该子串功率优化单元输入端接入的电源子串产生的电流较小（若电源单元为光伏组件，则认为该子串功率优化单元输入端连接的光伏子串接收的光照强度下降）。示例地，假设第一子串功率优化单元20a的输入电流小于预设电流，则第一子串功率优化单元20a即为目标子串功率优化单元，此时，输出功率配置单元30可以将该目标子串功率优化单元的输出端状态从串联状态调整为并联状态，以降低目标子串功率优化单元提升电流的压力，直到该目标子串功率优化单元的输入电流恢复至不小于预设电流时再将其输出端状态从并联状态调整为串联状态。
在另一种实施例中，在输入电参数为电压且第一状态为串联状态时，第二状态为暂停状态。如图3所示，当第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c中的某一个子串功率优化单元的输入电压小于预设电压时，认为该子串功率优化单元输入端接入的电源子串产生的电压较小（若电源单元为光伏组件，则认为该子串功率优化单元输入端连接的光伏子串遇到严重的局部遮挡，存在较大的热斑风险）。示例地，假设第一子串功率优化单元20a的输入电压小于预设电压，则第一子串功率优化单元20a即为目标子串功率优化单元，此时，输出功率配置单元30可以将该目标子串功率优化单元的输出端状态从串联状态调整为暂停状态，直到该目标子串功率优化单元的输入电压恢复至不小于预设电压时再将其输出端状态从暂停状态调整为串联状态。
可选地，输出功率配置单元还可以获取每一子串功率优化单元的温度，并将温度大于预设温度的子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态。
其中，预设温度可以是预先设置的一个安全温度，当子串功率优化单元的温度高于该预设温度时，认为子串功率优化单元可能会受到损害，此时，可以暂停该子串功率优化单元输出功率，以使其温度降低至预设温度。当该子串功率优化单元的温度降低至小于或等于该预设温度时，再将该子串功率优化单元的输出单状态恢复至可输出功率状态。
可选地，所述***还包括逆变器，该逆变器与输出功率配置单元相连，该逆变器用于将电源单元提供的直流电转换为交流电。输出功率配置单元还用于获取逆变器的工作状态，若工作状态为限流状态，则将每一子串功率优化单元的输出端状态调整为并联状态，并再次获取逆变器的工作状态，若工作状态仍为限流状态，则将至少一个子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到逆变器退出限流状态时将该至少一个子串功率优化单元的输出端状态恢复至并联状态。
示例地，输出功率配置单元在确定逆变器的工作状态为限流状态时，将每一子串功率优化单元的输出端状态均调整为并联状态，之后，再次确定逆变器的工作状态，若逆变器的工作状态仍为限流状态，则可以将其中一个或多个子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到逆变器退出限流状态时将该一个或多个子串功率优化单元的输出端状态恢复为并联状态。
该输出功率配置单元还用于在逆变器的工作状态为限压状态时，将子串功率优化单元的输出端状态调整为串联状态，并再次获取逆变器的工作状态，若工作状态仍为限压状态，则将至少一个子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到逆变器退出限压状态时将该至少一个子串功率优化单元的输出端状态恢复至串联状态。
示例地，输出功率配置单元在确定逆变器的工作状态为限压状态时，将每一子串功率优化单元的输出端状态均调整为串联状态，之后，再次确定逆变器的工作状态，若逆变器的工作状态仍为限压状态，则可以将其中一个或多个子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到逆变器退出限压状态时将该一个或多个子串功率优化单元的输出端状态恢复为串联状态。
可选地，输出功率配置单元用于在确定电源输出功率配置***工作在安全模式时，控制每一子串功率优化单元的输出端状态为暂停状态。
在电源输出功率配置***工作在安全模式时，表明此时电源输出功率配置***本身出现异常或者其工作的周围环境出现异常，此时，为了确保电源输出功率配置***中各元件的安全，可以暂停每一子串功率优化单元输出功率。在电源输出功率配置***退出安全模式时，再将每一子串功率优化单元的输出端状态恢复为串联状态或并联状态。
下面以一个完整的实施例对本公开所提供的电源输出功率配置***进行详细说明。
图4是根据一实施例示出的另一种电源输出功率配置***的示意图。如图4所示，该输出功率配置单元30包括开关组件301、驱动组件302和逻辑处理组件303。
开关组件301包括多个开关，且每一开关连接在预设位置，以实现通过调整该多个开关的工作状态控制每一子串功率优化单元的输出端状态的目的，其中，开关的工作状态包括闭合状态和断开状态。
如图4所示，开关组件301包括串联开关S12、S23、S13，并联开关P12、P12’、P23、P23’、P13、P13’以及换路开关T和T’，其中，各开关可以为MOSFET电子开关。在图4中，S12跨接于Na-和Nb+两端，S23跨接于Nb-和Nc+两端，S13跨接于Na-和Nc+两端，P12跨接于Na+和Nb+两端，P12’跨接于Na-和Nb-两端，P23跨接于Nb+和Nc+两端，P23’跨接于Nb-和Nc-两端，P13跨接于Na+和Nc+两端，P13’跨接于Na-和Nc-两端。T跨接于Nb-和V-两端，T’跨接于Nc-和V-两端。值得说明的是，图4仅示出了一种开关组件连接位置的示例，其他连接位置若能实现通过调整该多个开关的工作状态控制每一子串功率优化单元的输出端状态的目的，也是可行的，本公开对开关的连接位置不作具体限制。
逻辑处理组件303与驱动组件302相连，用于存储预设的控制逻辑和该多个开关的工作状态与每一子串功率优化单元的输出端状态的对应关系，并能够根据控制逻辑确定每一子串功率优化单元的目标输出端状态，以及，根据目标输出端状态和对应关系确定每一开关的目标工作状态，根据每一开关的目标工作状态生成驱动信号，并向驱动组件302发送驱动信号。
在本公开中，控制逻辑用于指示逻辑处理组件303如何根据实际情况确定每一子串功率优化单元的输出端状态。其中，将在下文中详细描述控制逻辑。
驱动组件302与每一开关相连，用于接收驱动信号，并根据驱动信号控制各开关的工作状态，以将每一子串功率优化单元的输出端状态调整为目标输出端状态。
其中，开关组件内各开关的工作状态与子串功率优化单元的输出端状态的对应关系如下表所示，在表中数字①②③代表对应子串功率优化单元的输出端口（即①代表Na+和Na-端口的输出，②代表Nb+和Nb-端口的输出，③代表Nc+和Nc-端口的输出），表中”1”代表开关的闭合状态，”0”代表开关的断开状态，“-”代表任意状态。
Figure 344032DEST_PATH_IMAGE001
在表中，①②③串表示第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的输出端状态均为串联状态。①②串③并表示表示第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b的输出端状态为串联状态，第三子串功率优化单元20c的输出端状态为并联状态。①②并③串表示第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b的输出端状态为并联状态，第三子串功率优化单元20c的输出端状态为串联状态。①②③并表示第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的输出端状态均为并联状态。①②串③退出表示第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b的输出端状态为串联状态，第三子串功率优化单元20c的输出端状态为暂停状态。①单独运行表征第一子串功率优化单元20a的输出端状态为单独输出功率状态，第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的输出端状态为暂停状态。
值得说明的是，上述表中所示的对应关系，是基于图4中开关组件301的连接方式而言的，若开关组件301的连接方式发生变化，则表中所示的对应关系也应发生变化。
此外，如图4所示，该输出功率配置单元30还可以包括通信组件304。该通信组件304分别与每一子串功率优化单元、逻辑处理组件303相连，通信组件304可以获取到每一子串功率优化单元的输入电参数和/或温度，并发送给逻辑处理组件303。
在一种实施例中，逻辑处理组件303内存储的控制逻辑为将输入电流小于预设电流的子串功率优化单元的输出端状态调整为并联状态，以及将输入电流不小于预设电流的子串功率优化单元的输出端状态调整为串联状态。这样，逻辑处理组件303接收每一子串功率优化单元的输入电流，并将输入电流小于预设电流的子串功率优化单元确定为目标子串功率优化单元。
示例，逻辑处理组件303接收通信组件304发送的每一子串功率优化单元的输入电流，假设第一子串功率优化单元20a的输入电流小于预设电流，则将第一子串功率优化单元20a确定为目标子串功率优化单元，并确定第一子串功率优化单元20a的目标输出端状态为并联状态，第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c的目标输出端状态为串联状态，即，第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c串联后与第一子串功率优化单元20a并联。此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关的工作状态为开关S12、P12、P13’、T’处于闭合状态，其他开关均处于断开状态，之后，生成指示驱动组件302驱动开关S12、P12、P13’、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关S12、P12、P13’、T’闭合，其他开关断开。
此外，当逻辑处理组件303确定第一子串功率优化单元20a的输入电流恢复至不小于预设电流时，确定第一子串功率优化单元20a的目标输出端状态为串联状态，即，第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c串联，此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关的工作状态为开关S12、S23、T’处于闭合状态，其他开关处于断开状态，之后，生成指示驱动组件302驱动开关S12、S23、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关S12、S23、T’闭合，其他开关断开。
在另一种实施例中，逻辑处理组件303内存储的控制逻辑为将输入电压小于预设电压的子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，以及将输入电压不小于预设电压的子串功率优化单元的输出端状态调整为串联状态。这样，逻辑处理组件303接收每一子串功率优化单元的输入电压，并将输入电压小于预设电压的子串功率优化单元确定为目标子串功率优化单元。
示例地，逻辑处理组件303接收通信组件304发送的每一子串功率优化单元的输入电压，假设第一子串功率优化单元20a的输入电压小于预设电压，则将第一子串功率优化单元20a确定为目标子串功率优化单元，并确定第一子串功率优化单元20a的目标输出端状态为暂停状态，第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c的目标输出端状态为串联状态，此时，根据上述表中所示的对应关系，确定出各开关的工作状态为开关S23、P12、T’处于闭合状态，其他开关均处于断开状态，之后，生成指示驱动组件302驱动开关S23、P12、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关S23、P12、T’闭合，其他开关断开。
此外，当逻辑处理组件303确定第一子串功率优化单元20a的输入电压恢复至不小于预设电压时，确定第一子串功率优化单元20a的目标输出端状态为串联状态，即，第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c串联，此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关的工作状态为开关S12、S23、T’处于闭合状态，其他开关处于断开状态，之后，生成指示驱动组件302驱动开关S12、S23、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关S12、S23、T’闭合，其他开关断开。
在又一种实施例中，逻辑处理组件303内存储的控制逻辑为将温度大于预设温度的子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态。这样，逻辑处理组件303接收每一子串功率优化单元的温度，并将温度大于预设温度的子串功率优化单元确定为目标子串功率优化单元。
示例地，逻辑处理组件303接收通信组件304发送的每一子串功率优化单元的温度，假设第一子串功率优化单元20a的温度大于预设温度，则将第一子串功率优化单元20a确定为目标子串功率优化单元，并确定第一子串功率优化单元20a的目标输出端状态为暂停状态，第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c的目标输出端状态为串联状态。此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关的工作状态为开关S23、P12、T’处于闭合状态，其他开关均处于断开状态，之后，生成指示驱动组件302驱动开关S23、P12、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关S23、P12、T’闭合，其他开关断开。
此外，当逻辑处理组件303确定第一子串功率优化单元20a的温度恢复至不大于预设温度时，确定第一子串功率优化单元20a的目标输出端状态为串联状态，即，第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c串联，此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关的工作状态为开关S12、S23、T’处于闭合状态，其他开关处于断开状态，之后，生成指示驱动组件302驱动开关S12、S23、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关S12、S23、T’闭合，其他开关断开。
如图4所示，该输出功率配置单元30还包括采样组件305，该采样模块305分别与逻辑处理组件303、每一子串功率优化单元相连，采样模块305用于采集每一子串功率优化单元的输出电流或输出电压，并发送给逻辑处理组件303。
在一种实施例中，逻辑处理组件303内存储的控制逻辑为逆变器工作在限流状态时，将每一子串功率优化单元的输出端状态调整为并联状态，若调整后逆变器仍工作在限流状态，则将输出电流较低的子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到逆变器退出限流状态后，将状态为暂停状态的子串功率优化单元的输出端状态恢复为并联状态。
示例地，当逻辑处理组件303确定逆变器工作在限流状态时，确定第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的目标输出端状态均为并联状态，即，第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c并联。此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关的工作状态为开关P12、P12’、P23、P23’、T’处于闭合状态，其他开关均处于断开状态，之后，生成指示驱动组件302驱动开关P12、P12’、P23、P23’、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关P12、P12’、P23、P23’、T’闭合，其他开关断开。值得说明的是，根据上述表中示出的对应关系可知，开关组件有四种方式以使第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c并联，该示例中仅以一种方式进行说明。
逻辑处理组件303接收采样组件305发送的每一子串功率优化单元的输出电流，假设第一子串功率优化单元20a的输出电流小于第二子串功率优化单元20b的输出电流，第二子串功率优化单元20b的输出电流小于第三子串功率优化单元20c的输出电流。当第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c并联之后，逻辑处理组件303再次确定逆变器仍工作在限流状态时，确定第一子串功率优化单元20a的目标输出端状态为暂停状态，此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关的工作状态为开关P12、P23、P23’、T’处于闭合状态，其他开关处于断开状态，并生成指示驱动组件302驱动开关P12、P23、P23’、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关P12、P23、P23’、T’闭合，其他开关断开。之后，逻辑处理组件303再次确定逆变器的工作状态，若仍为限流状态，则确定第二子串功率优化单元20b的目标输出端状态为暂停状态，并按照上述方式控制相应开关闭合或断开，直至逆变器退出限流状态时，按照上述方式控制相应开关闭合或断开以将处于暂停状态的子串功率优化单元恢复至并联状态。
在一种实施例中，逻辑处理组件303内存储的控制逻辑为逆变器工作在限压状态时，将每一子串功率优化单元的输出端状态调整为串联状态，若调整后逆变器仍工作在限压状态，则将输出电压较低的子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到逆变器退出限压状态后，将状态为暂停状态的子串功率优化单元的输出端状态恢复为串联状态。
示例地，当逻辑处理组件303确定逆变器工作在限压状态时，确定第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的目标输出端状态均为串联状态，即，第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c串联。此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关的工作状态为开关S12、S23、T’处于闭合状态，其他开关均处于断开状态，并生成指示驱动组件302驱动开关S12、S23、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关S12、S23、T’闭合，其他开关断开。
逻辑处理组件303接收采样组件305发送的每一子串功率优化单元的输出电压，假设第一子串功率优化单元20a的输出电压小于第二子串功率优化单元20b的输出电压，第二子串功率优化单元20b的输出电压小于第三子串功率优化单元20c的输出电压。当第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c串联之后，若逻辑处理组件303再次确定逆变器工作在限压状态，则确定第一子串功率优化单元20a的目标输出端状态为暂停状态，此时，根据上述表中所示的对应关系，确定各开关状态为开关P12、S23、T’处于闭合状态，其他开关处于断开状态，并生成指示驱动组件302驱动开关P12、S23、T’闭合其他开关断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关P12、S23、T’闭合，其他开关断开。之后，再次确定逆变器的工作，若仍为限压状态，则确定第二子串功率优化单元20b的目标输出端状态为暂停状态，并按照上述方式控制相应开关闭合或断开，直至逆变器退出限压状态时，按照上述方式控制相应开关闭合或断开以将处于暂停状态的子串功率优化单元恢复至串联状态。
值得说明的是，逻辑处理组件303还可以获取到逆变器限流状态的限流大小，如此，在第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的目标输出端状态均为并联状态，逆变器仍未退出限流状态时，可以根据每一子串功率优化单元的输出电流和限流大小，确定出将输出端状态调整为暂停状态的子串功率优化单元。示例地，假设第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的输出电流分别为5A、5A、8A，限流大小为10A，则逻辑处理组件303可以将第三子串功率优化单元20c的输出端状态确定为暂停状态，以使逆变器退出限流状态。同样地，当逆变器的限压大小为10V，若串联的第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b和第三子串功率优化单元20c的输出电压分别为5V、5V、8V，则逻辑处理组件303可以将第三子串功率优化单元20c的输出端状态确定为暂停状态，以使逆变器退出限压状态。
采用上述技术方案，根据逆变器的工作状态，调整子串功率优化单元的输出端状态，避免逆变器进入限流或限压状态，提升***的灵活性。
如图4所示，该输出功率配置单元30还包括安全组件306，该安全组件306与逻辑处理组件303相连，用于在确定电源输出功率配置***的安全状态异常时，确定电源输出功率配置***工作在安全模式，并向逻辑处理组件发送安全模式信号。
示例地，安全组件306确定电源输出功率配置***的安全状态异常的方式包括但不限于以下几种：检测到强制关断信号、检测到心跳信号异常以及检测到环境参数异常（例如，通过烟雾传感器检测到火灾发生）。
在一种实施例中，逻辑处理组件303内存储的控制逻辑为电源输出功率配置***工作在安全模式，将每一子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态。
示例地，逻辑处理组件303在接收到安全组件306发送的安全模式信号时，确定开关T和T’断开，以将第一子串功率优化单元20a、第二子串功率优化单元20b、第三子串功率优化单元20c的输出端状态为暂停状态。之后，生成指示驱动组件302驱动开关T和T’断开的驱动信号。如此，在驱动组件302接收到该驱动信号时，可以控制开关T和T’断开。
此外，该逻辑处理组件303还可以包括电源管理组件，该电源管理组件可以为输出功率配置单元30内包括的其他组件提供工作电源，在图4中并未示出该电源管理组件。
值得说明的是，输出功率配置单元中的开关数目和连接方式不受具体实施方式的限制，任何能够将子串功率优化器的输出端状态进行灵活配置管理的连接方式，均属于本公开保护范围。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电源输出功率配置***，其特征在于，所述***包括：电源单元、子串功率优化单元和输出功率配置单元，其中，所述电源单元包括多个电源子串；
所述子串功率优化单元与所述电源子串的数量相同，且所述子串功率优化单元与所述电源子串一一相连，所述子串功率优化单元用于控制与其相连的所述电源子串输出最大功率；
所述输出功率配置单元与每一所述子串功率优化单元相连，用于控制每一所述子串功率优化单元的输出端状态，以输出可调整的功率。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述输出功率配置单元，用于获取每一所述子串功率优化单元的输入电参数，并将所述输入电参数小于预设电参数的子串功率优化单元确定为目标子串功率优化单元，以及，将所述目标子串功率优化单元的输出端状态从第一状态调整为第二状态，直到所述目标子串功率优化单元的输入电参数增大至不小于所述预设电参数时，将所述目标子串功率优化单元的输出端状态从所述第二状态调整为所述第一状态，其中，所述第一状态与所述第二状态不同。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，在所述输入电参数为电流且所述第一状态为串联状态时，所述第二状态为并联状态；或者，在所述电参数为电压且所述第一状态为串联状态时，所述第二状态为暂停状态。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述输出功率配置单元，用于获取每一所述子串功率优化单元的温度，并将温度大于预设温度的子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括逆变器，所述逆变器与所述输出功率配置单元相连；
所述逆变器，用于将电源单元提供的直流电转换为交流电；
所述输出功率配置单元，用于获取所述逆变器的工作状态，若所述工作状态为限流状态，则将每一所述子串功率优化单元的输出端状态调整为并联状态，并再次获取所述逆变器的工作状态，若所述工作状态仍为限流状态，则将至少一个所述子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到所述逆变器退出限流状态时将该至少一个所述子串功率优化单元的输出端状态恢复至所述并联状态；以及
所述输出功率配置单元，用于在所述逆变器的工作状态为限压状态时，将每一所述子串功率优化单元的输出端状态调整为串联状态，并再次获取所述逆变器的工作状态，若所述工作状态仍为限压状态，则将至少一个所述子串功率优化单元的输出端状态调整为暂停状态，直到所述逆变器退出限压状态时将该至少一个所述子串功率优化单元的输出端状态恢复至所述串联状态。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，
所述输出功率配置单元，用于在确定所述电源输出功率配置***工作在安全模式时，控制每一所述子串功率优化单元的输出端状态为暂停状态。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的***，其特征在于，所述输出功率配置单元包括开关组件、驱动组件和逻辑处理组件；
其中，所述开关组件包括多个开关，且每一开关连接在预设位置，以实现通过调整该多个开关的工作状态控制每一所述子串功率优化单元的输出端状态的目的，其中，开关的工作状态包括闭合状态和断开状态；
所述逻辑处理组件与所述驱动组件相连，用于存储预设的控制逻辑和多个开关的工作状态与每一所述子串功率优化单元的输出端状态的对应关系，并能够根据所述控制逻辑确定每一所述子串功率优化单元的目标输出端状态，以及，根据所述目标输出端状态和所述对应关系确定每一开关的目标工作状态，根据每一开关的目标工作状态生成驱动信号，并向所述驱动组件发送所述驱动信号；
所述驱动组件与每一开关相连，用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号控制各开关工作在所述目标工作状态下，以将所述每一所述子串功率优化单元的输出端状态调整为所述目标输出端状态。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述输出功率配置单元还包括通信组件和安全组件；
所述通信组件分别与每一所述子串功率优化单元、所述逻辑处理组件相连，用于获取所述每一所述子串功率优化单元的输入电参数和/或温度，并发送给所述逻辑处理组件；
所述安全组件与所述逻辑处理组件相连，用于在确定所述电源输出功率配置***的安全状态异常时，确定所述电源输出功率配置***工作模式为安全模式，并向所述逻辑处理组件发送安全模式信号。
9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述输出功率配置单元还包括采样组件；
所述采样组件分别与所述逻辑处理组件、每一所述子串功率优化单元相连，用于采集每一所述子串功率优化单元的输出电流和/或输出电压，并发送给所述逻辑处理组件；
所述逻辑处理组件，还用于在逆变器工作状态为限流状态时，根据每一所述子串功率优化单元的输出电流，确定将输出端状态调整为暂停状态的子串功率优化单元，以及，在逆变器工作状态为限压状态时，根据每一所述子串功率优化单元的输出电压，确定将输出端状态调整为暂停状态的子串功率优化单元。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的***，其特征在于，所述电源单元为光伏组件。
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