CN114498725A - 一种光伏发电***、光伏逆变器及iv曲线扫描的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种光伏发电***、光伏逆变器及IV曲线扫描的方法，涉及光伏发电技术领域。其中，该光伏发电***包括：控制器和M组DC‑DC电路，每组包括N路DC‑DC电路，M为正整数，N为大于1的整数。每路DC‑DC电路的输入端连接至少一路光伏单元，每路光伏单元包括至少一个光伏组件。控制器控制每组的N路DC‑DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC‑DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC‑DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。该光伏发电***能够减小在线IV曲线扫描期间输出的功率波动，并减少了光伏发电***进行在线IV曲线扫描的用时，进而降低在线IV曲线扫描对并网电能质量的影响。

Description

一种光伏发电***、光伏逆变器及IV曲线扫描的方法
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电***、光伏逆变器、汇流箱、光伏优化器及IV曲线扫描的方法。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能转变为电能的一种技术，一直以来得到快速发展。光伏组件作为光伏发电***中的核心部件，用于将光能转换为电能，因此光伏组件的健康状态直接影响了光伏发电***的发电量。在温度、光照强度等环境因素一定的情况下，光伏组件的输出电流随其输出电压变化，可以绘制为电流-电压曲线(以下简称“IV曲线”)。
参见图1，该图为健康的光伏组件的IV曲线的示意图。
对于健康的光伏组件，其IV曲线为抛物线形；若光伏组件已经损坏，或光伏组件受到遮挡，其IV曲线会发生畸变，通过IV曲线扫描技术可以诊断光伏组件的健康状态。
目前应用的IV曲线扫描技术可分为离线IV曲线扫描和在线IV曲线扫描两种。其中，离线IV曲线扫描技术需要运维人员人工携带IV检测仪到光伏组件旁，将光伏组件与光伏发电***断开并接入IV曲线仪进行检测，该方法检测时间非常长，工作量大且检测期间光伏发电***功率损失较大。而在线IV曲线扫描通过对接入光伏***的功率变换电路的光伏组串进行在线IV曲线扫描，能够避免人工操作，降低扫描时间及扫描期间光伏发电***的功率损失。
但是，目前的在线IV曲线扫描的过程中，处于扫描状态的光伏组串的输入电压在波动，其输入功率也相应波动，进而导致光伏组串连接的逆变器、最大功率点跟踪(Maximumpower point tracking，MPPT)器件等的输出功率也随之波动，影响了光伏发电***的并网电能质量，例如可能产生谐波、电压闪变等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种光伏发电***、光伏逆变器、汇流箱、光伏优化器及IV曲线扫描的方法，能够较少在线IV曲线扫描的用时，还能够减小在线IV曲线扫描期间光伏发电***的功率波动，进而降低在线IV曲线扫描对并网电能质量的影响。
第一方面，本申请提供了一种光伏发电***，该光伏发电***包括控制器和M组直流(Direct Current，DC)-直流电路，每组包括N路DC-DC电路，M为正整数，N为大于1的整数。其中，每路DC-DC电路的输入端连接至少一路光伏单元，每路光伏单元包括至少一个光伏组件。控制器用于控制每组的N路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且控制器控制相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
对于该光伏发电***的每组DC-DC电路，在第一路DC-DC电路启动在线IV曲线扫描后，其余每路DC-DC电路并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是依次进行在线IV曲线扫描，且时间间隔小于单路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时，即控制实现了交错扫描，此时每组的N路DC-DC电路进行错峰输出，一方面可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，另一方面可以使得光伏发电***的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描对于并网电能质量的负面影响。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，控制器控制每路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时，先升高DC-DC电路的输入电压直至DC-DC电路的输入电流为零，此时该路DC-DC电路的输入电压为连接的所有光伏单元10的开路电压之和，再控制DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零，在此过程中按照预设采样间隔获取该路DC-DC电路的输入电压和输入电流的对应关系，进而得到IV曲线的扫描结果。
结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，控制器具体用于在控制每组的第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，控制第k路DC-DC电路在第k-1路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，以使时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，k＝2，3，…，N。
对于每组内除第一路DC-DC电路外的其它路DC-DC电路而言，开始进行在线IV曲线扫描的时间为前一路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压值时，即前一路DC-DC电路还未完成在线IV曲线扫描，因此实现了错峰输出。
结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，每路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时间相同，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的各光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。其中，第k-1路DC-DC电路连接的各光伏单元的开路电压之和，为第k-1路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的实时测量数据。
结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。每个光伏单元的额定(Rated)开路电压范围为已知的器件参数，每个光伏单元的预设开路电压可以根据额定开路电压范围进行确定，例如选择额定开路电压范围中的最大值，最小值或中间值。
结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，控制器具体用于控制每组的第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描，预设时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，进而在第一路DC-DC电路先开始进行扫描后，之后的一段时间存在多路DC-DC电路同时进行扫描，并进行错峰输出。
结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，预设时间间隔与N的大小负相关。接入光伏***的DC-DC电路越多，光伏发电***的功率越高，此时可以减小预设时间间隔，进而在维持光伏发电***总输出功率相对稳定的前提下，缩短在线IV曲线扫描的用时。
结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，预设时间间隔为一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时与第二预设比例的乘积。
结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，控制器控制M组DC-DC电路同步进行在线IV曲线扫描。即同时控制多组DC-DC电路各自的第一路DC-DC电路开始扫描。
结合第一方面，在第九种可能的实现方式中，光伏发电***还包括直流-交流(Alternating Current，AC)电路，DC-AC电路与M组DC-DC电路形成逆变器。M组DC-DC电路的正输出端口并联连接DC-AC电路的正输入端口，M组DC-DC电路的负输出端口并联连接DC-AC电路的负输入端口，该逆变器即组串式逆变器。
结合第一方面，在第十种可能的实现方式中，控制器还用于控制DC-AC电路的工作状态，即控制器与DC-AC电路的控制器集成以形成逆变器的控制器。
结合第一方面，在第十一种可能的实现方式中，M组DC-DC电路形成直流汇流箱；M组DC-DC电路的正输出端口并联以形成直流汇流箱的正输出端口；M组DC-DC电路的负输出端口并联以形成直流汇流箱的负输出端口。
结合第一方面，在第十二种可能的实现方式中，DC-DC电路为光伏优化器，每组的N路光伏优化器形成光伏优化器子串。第i个光伏优化器的正输出端口与第i-1个光伏优化器的负输出端口相连，第i个光伏优化器的负输出端口与第i+1个光伏优化器的正输出端口相连，第1个光伏优化器的正输出端口为光伏优化器子串的正输出端口，第N个光伏优化器的负输出端口为光伏优化器子串的负输出端口，i＝2，3，…，N-1。光伏优化器子串的输出端经直流线缆可以与后级MPPT升压汇流箱，或组串式逆变器，或集中式逆变器的输入端相连。多个光伏优化器子串也可以再次进行串联。
第二方面，本申请还提供了一种光伏逆变器，该逆变器为组串式逆变器，输入端连接光伏单元，光伏单元包括至少一个光伏组件。该光伏逆变器包括控制器、DC-AC电路和M组DC-DC电路，每组包括N路DC-DC电路，所述M为正整数，所述N为大于1的整数。其中，M组DC-DC电路的正输出端口并联连接DC-AC电路的正输入端口，M组DC-DC电路的负输出端口并联连接DC-AC电路的负输入端口，每路DC-DC电路的输入端连接至少一路光伏单元；DC-DC电路用于将从光伏单元获取的直流电进行直流变换后传输至DC-AC电路。DC-AC电路用于将获取的直流电转换为交流电。控制器用于控制每组的N路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且控制相邻两路DC-DC电路开始进行在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时。
对于该光伏逆变器的每组DC-DC电路，在第一路DC-DC电路启动在线IV曲线扫描后，其余每路DC-DC电路并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是依次进行在线IV曲线扫描，且时间间隔小于第一路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时，即实现了交错扫描，此时每组的N路DC-DC电路进行错峰输出，一方面可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，另一方面可以使得光伏逆变器的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描光伏逆变器对并网电能质量的负面影响。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，控制器控制每路DC-DC电路依次进行在线IV曲线扫描时，先升高DC-DC电路的输入电压直至DC-DC电路的输入电流为零，再控制DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零。
结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，控制器具体用于控制每组的第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，控制第k路DC-DC电路在第k-1路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，以使时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，k＝2，3，…，N。
结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，每路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时间相同，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的各光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。
结合第二方面，在第五种可能的实现方式中，控制器具体用于控制每组的第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描，预设时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
第三方面，本申请还提供了一种直流汇流箱，直流汇流箱的输入端连接光伏单元，光伏单元包括至少一个光伏组件，直流汇流箱包括控制器和M组DC-DC电路，每组包括N路DC-DC电路，M为正整数，N为大于1的整数。每路DC-DC电路的输入端连接至少一路光伏单元；M组DC-DC电路的正输出端口并联以形成直流汇流箱的正输出端口；M组DC-DC电路的负输出端口并联以形成直流汇流箱的负输出端口。控制器用于控制每组的N路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，控制器控制每路DC-DC电路依次进行在线IV曲线扫描时，先升高DC-DC电路的输入电压直至DC-DC电路的输入电流为零，再控制DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零。
结合第三方面，在第二种可能的实现方式中，控制器具体用于控制每组的第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，控制第k路DC-DC电路在第k-1路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，以使时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，k＝2，3，…，N。
结合第三方面，在第三种可能的实现方式中，每路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时间相同，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的各光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
结合第三方面，在第四种可能的实现方式中，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。
结合第三方面，在第五种可能的实现方式中，控制器具体用于控制每组的第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描，预设时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
第四方面，本申请还提供了一种光伏优化器，用于连接光伏单元，光伏单元包括至少一个光伏组件。该光伏优化器与至少一个光伏优化器串联后形成光伏优化器子串，光伏优化器子串的输出端经直流线缆可以与后级MPPT升压汇流箱，或组串式逆变器，或集中式逆变器的输入端相连。光伏优化器包括控制器和DC-DC电路。DC-DC电路的输入端连接至少一路光伏单元；DC-DC电路的正输出端为光伏优化器的正输出端，DC-DC电路的负输出端为光伏优化器的负输出端。控制器用于控制DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，且控制与前一个串联的光伏优化器开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
第五方面，本申请还提供了一种在线IV曲线扫描方法，应用于以上实现方式提供的光伏发电***。该方法包括以下步骤：
控制每组的N路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且控制相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
利用该方法，在第一路DC-DC电路启动在线IV曲线扫描后，其余每路DC-DC电路并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是依次进行在线IV曲线扫描，且时间间隔小于单路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时，即实现了交错扫描，此时每组的N路DC-DC电路进行错峰输出，一方面可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，另一方面可以使得光伏发电***的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描对于并网电能质量的负面影响。
结合第五方面，在第一种可能的实现方式中，控制相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，具体包括：
控制第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，控制第k路DC-DC电路在第k-1路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，k＝2，3，…，N。
结合第五方面，在第二种可能的实现方式中，每路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时间相同，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的各光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
结合第五方面，在第三种可能的实现方式中，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。
结合第五方面，在第四种可能的实现方式中，控制相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，具体包括：
控制每组的第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描，预设时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
结合第五方面，在第五种可能的实现方式中，预设时间间隔为一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时与第二预设比例的乘积。
结合第五方面，在第六种可能的实现方式中，该方法还包括以下步骤：
控制M组DC-DC电路同步进行在线IV曲线扫描。
附图说明
图1为健康的光伏组件的IV曲线的示意图；
图2为基于组串式逆变器的光伏发电***的示意图；
图3为组串式逆变器的示意图；
图4为基于集中式逆变器及MPPT升压汇流箱的光伏发电***的示意图；
图5为MPPT升压汇流箱的示意图；
图6为基于光伏优化器及组串式逆变器的光伏发电***的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种光伏发电***的示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种光伏发电***的示意图；
图9为本申请实施例提供的DC-DC电路开始扫描的时序示意图一；
图10为本申请实施例提供的DC-DC电路开始扫描的时序示意图二；
图11为本申请实施例提供的光伏发电***进行在线IV曲线扫描时的输出功率示意图；
图12为本申请实施例提供的又一种光伏发电***的示意图；
图13为本申请实施例提供的再一种光伏发电***的示意图；
图14为本申请实施例提供的另一种光伏发电***的示意图；
图15为本申请实施例提供的一种在线IV曲线扫描方法的流程图；
图16为本申请实施例提供的一种光伏逆变器的示意图；
图17为本申请实施例提供的一种直流汇流箱的示意图；
图18为本申请实施例提供的一种光伏优化器的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面首先介绍本申请提供的技术方案的应用场景。
本申请实施例提供的光伏发电***应用在线IV曲线扫描技术，下面结合不同类型的光伏发电***分别说明。
下面首先说明基于组串式逆变器的光伏发电***。
参见图2，该图为基于组串式逆变器的光伏发电***的示意图。
该光伏发电***包括光伏单元10、组串式逆变器11、交流汇流箱/开关盒12以及变压器13。
其中，每个光伏单元10包括一个或多个光伏组件。其中，光伏组件为由太阳能电池片串、并联封装构成的直流电源。
当光伏单元10包括多个光伏组件时，多个光伏组件可以通过正、负极首尾串联的方式形成一个光伏组串，以形成光伏单元10；多个光伏组件也可以先串联形成多个光伏组串，多个光伏组串再并联以形成光伏单元10。
组串式逆变器11的直流侧接入一个或多个光伏单元10，实际应用中，组串式逆变器11的直流侧一般接入多个光伏单元10。
下面具体介绍组串式逆变器。
参见图3，该图为组串式逆变器的示意图。
组串式逆变器11包括两级功率变换电路，第一级为DC-DC电路111，即直流-直流升压电路，第二级为DC-AC电路112，即逆变电路。其中，组串式逆变器11中一般包括多路DC-DC电路111，多路DC-DC电路111的正输出端口并联接入DC-AC电路112的直流侧的正输入端口，多路DC-DC电路111的负输出端口并联接入DC-AC电路112的直流侧的负输入端口。
DC-AC电路112的交流出线端为组串式逆变器11的输出端。
每路DC-DC电路111与至少一路光伏单元10相连，每路DC-DC电路111的正输入端口与光伏单元10的正极相连，每路DC-DC电路111的负输入端口与光伏单元10的负极相连。
多路组串式逆变器11输出的交流电进过交流汇流箱/开关盒12后汇集，再通过变压器13接入交流电网14，也可以直接接入单相或三相交流电网。
应用于以上光伏发电***的在线IV曲线扫描技术，通过控制组串式逆变器11中的DC-DC电路111的输入电压，进而起到扫描光伏单元的输出电压的效果，即实现了对光伏单元的IV曲线扫描。
下面说明基于集中式逆变器及MPPT升压汇流箱的光伏发电***。
参见图4，该图为基于集中式逆变器及MPPT升压汇流箱的光伏发电***的示意图。
图示光伏发电***包括光伏单元10、MPPT升压汇流箱20、集中式逆变器21以及变压器13。
其中，MPPT升压汇流箱为一种DC-DC升压变流器，下面结合附图具体说明。
参见图5，该图为MPPT升压汇流箱的示意图。
MPPT升压汇流箱20一般包括至少两路DC-DC电路111。其中每路DC-DC电路111分别与至少一路光伏单元10相连。每路DC-DC电路111的正输入端口与光伏单元10的正极相连，DC-DC电路111的负输入端口与光伏单元10的负极相连。
各路DC-DC电路111的正输出端口并联接入输出直流母线正极，各路DC-DC电路111的负输出端口并联接入输出直流母线负极。
直流母线的正、负极分别作为MPPT升压汇流箱20的正、负输出端口，经直流线缆与后级直流负载或集中式逆变器21的正、负输入端口相连。
集中式逆变器21用于将直流侧接入的单路或多路彼此并联的直流输入转换为交流输出，一般采用DC-AC单级功率变换。集中式逆变器21输出的交流电经变压器13后汇入交流电网14。
由于集中式逆变器21一般与光伏单元10的电气距离较远，此时需要利用MPPT升压汇流箱20中的DC-DC电路111控制光伏单元的输出电压，以实现对光伏单元的IV曲线扫描。
下面说明基于光伏优化器及组串式逆变器的光伏发电***。
参见图6，该图为基于光伏优化器及组串式逆变器的光伏发电***的示意图。
图示光伏发电***包括光伏单元10、光伏优化器30、组串式逆变器11、交流开关31以及电表32。
其中，光伏优化器30为一种DC-DC变换器，其输入侧接入光伏单元10，输出侧通过串联方式接入组串式逆变器或集中式逆变器，用于升高或降低光伏单元的输出电压。图6中以接入组串式逆变器11为例。
光伏优化器30包括DC-DC电路，该DC-DC电路为降压(BUCK)电路、升压(BOOST)电路或BUCK-BOOST电路。DC-DC电路的正输入端口与光伏单元10的正极相连，DC-DC电路的负输入端口与光伏单元10的负极相连。
DC-DC电路的正极与输出直流母线正极相连，作为光伏优化器30的正输出端口；DC-DC电路的负极与输出直流母线负极相连，作为光伏优化器30的负输出端口。
应用光伏优化器30的光伏发电***，一般将多个光伏优化器30串联以形成子串。
例如，N个光伏优化器首尾串联，即第i个光伏优化器的正输出端口与第i-1个光伏优化器的负输出端口相连，第i个光伏优化器的负输出端口与第i+1个光伏优化器的正输出端口相连，i＝2，3，…，N-1。第1个光伏优化器的正输出端口作为光伏优化器子串的正输出端口，第N个光伏优化器的负输出端口作为光伏优化器子串的负输出端口。光伏优化器子串的输出端经直流线缆与后级MPPT升压汇流箱，或组串式逆变器，或集中式逆变器的输入端相连。图中以连接组串式逆变器11为例。
组串式逆变器11输出的交流电经变压器13后汇入交流电网。
进行在线IV曲线扫描时，对接入图2中组串式逆变器11的DC-DC电路、接入图4中MPPT升压汇流箱20的DC-DC电路，以及接入图6中组串式逆变器11的DC-DC电路的光伏单元进行IV曲线扫描。
在一种实现方式中，采用串行扫描的方式，多路DC-DC电路依次逐个执行IV曲线扫描，即先对第一路DC-DC电路连接的光伏单元进行IV曲线扫描，待结束后再进行先对第二路DC-DC电路连接的光伏单元进行IV曲线扫描，依次类推，直至完成对所有光伏单元的扫描。
串行扫描方式的耗时相对较久，在扫描过程中可能因为环境条件变化导致光照条件波动，影响获取的扫描曲线和诊断结果。并且在扫描过程中，会导致光伏变换器的输出功率不断波动，降低了光伏发电***的并网电能质量。
在另一种可能的实现方式中，采用并行扫描的方式，即同时对接入多路DC-DC电路的光伏单元进行IV曲线扫描。该方式虽然减少了扫描耗时，但是扫描期间光伏变换器的输出功率出现剧烈的波动，严重降低了光伏发电***的并网电能质量。
为了解决以上问题，本申请实施例提供了一种光伏发电***、光伏逆变器、汇流箱、光伏优化器及IV曲线扫描方法，能够同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行IV曲线扫描，节省了扫描时间，还可以避免在线IV曲线扫描期间光伏发电***的总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描对于并网电能质量的负面影响。
下面结合附图对本申请的技术方案进行详细说明。
本申请以下说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。
参见图7，该图为本申请实施例提供的一种光伏发电***的示意图。
该光伏发电***包括光伏单元10、控制器40和M组DC-DC电路。
其中，M为正整数。
每组DC-DC电路包括N路DC-DC电路111a1-111aN。
其中，N为大于1的正整数。
该光伏单元10包括至少一个光伏组件，当光伏单元10包括多个光伏组件时，多个光伏组件可以通过正、负极首尾串联的方式形成一个光伏组串，以形成光伏单元10；多个光伏组件也可以先串联形成多个光伏组串，多个光伏组串再并联以形成光伏单元10。本申请实施例对光伏单元包括的光伏组件的数量不做具体限定。
在对于每路DC-DC电路，其输入端连接至少一路光伏单元10，DC-DC电路的正输入端口与光伏单元10的正极连接，DC-DC电路的负输入端口与光伏单元10的负极连接。
DC-DC电路用于将光伏单元10输入的直流电进行直流变换后输出。
该控制器40用于控制每组的DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC-DC电路开始进行在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，下面具体说明。
控制器40控制每组的N路DC-DC电路111a1-111aN依次进行扫描时，DC-DC电路111a1先开始进行在线IV曲线扫描，DC-DC电路111a2在T1后开始进行在线IV曲线扫描，DC-DC电路111a3在T2后开始进行在线IV曲线扫描，…，DC-DC电路111aN在TN-1后开始进行在线IV曲线扫描，则T1、T2、…TN-1表示时间间隔。以T0表示一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，则T1、T2、…TN-1均小于T0。
本申请实施例对时间间隔的大小不做具体限定。此外，以上的各时间间隔T1、T2、…TN-1可以相同，也可以不同，本申请实施例不做具体限定。在一种较优的实现方式中，以上的各时间间隔相同，以进一步降低在线IV曲线扫描期间N路DC-DC电路总输出功率的波动，并且便于控制。
需要注意的是，本方案中的相邻并非指物理位置上的相邻，而是至开始进行IV曲线扫描的顺序上相邻。
控制器40可以为专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(Field-programmable GateArray，FPGA)、通用阵列逻辑(Generic Array Logic，GAL)或其任意组合，本申请实施例对此不作具体限定。
每组DC-DC电路111a1-111aN中包括可控开关管，本申请实施例不具体限定可控开关管的类型，例如可以为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Filed EffectTransistor，MOSFET，以下简称MOS管)、碳化硅场效应管(Silicon Carbide Metal OxideSemiconductor，SiC MOSFET)等。控制器40可以向可控开关管发送控制信号以控制可控开关管的工作状态。该控制信号可以为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号或脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，PFM)信号等，本申请实施例不做具体限定。
综上所述，该光伏发电***控制每组的N路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，在第一组DC-DC电路启动在线IV曲线扫描后，其余每路DC-DC电路并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是进行交错扫描，即开始进行扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时，此时N路DC-DC电路进行错峰输出，一方面可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，另一方面可以使得光伏发电***的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描对于并网电能质量的负面影响。
本申请提供的技术方案的应用的场景包括：大型光伏电站场景、中小型分布式光伏电站场景、户用光伏发电***等。
下面结合具体的实现方式进行说明。本申请实施例中的以下说明均以M＝1为例，当M为大于1的整数时的原理类似，本申请不再一一说明。此外，以下说明中每路DC-DC电路连接的光伏单元10的数量均相同。
参见图8，该图为本申请实施例提供的另一种光伏发电***的示意图。
控制器40具体包括控制单元401和输出存储单元402。其中，控制单元401用于控制N路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描，即控制单元401可以控制N路DC-DC电路的工作状态。
数据存储单元402包括存储器，存储器可以包括易失性存储器(Volatile Memory，VM)，例如随机存取存储器(Random-access Memory，RAM)。存储器也可以包括非易失性存储器(Non-volatile Memory，NVM)，例如只读存储器(Read-only Memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(Solid-state Drive，SSD)；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器可以是指一个存储器，也可以包括多个存储器。控制单元401和数据存储单元402之间可以进行扫描数据的传输。
上位机50为可以直接发出操控命令的计算机，用于向控制器下达进行在线IV曲线扫描的扫描指令。
当控制器40获取上位机50下达的扫描指令后，开始进行在线IV曲线扫描。控制器的控制单元401控制N路DC-DC电路依次进行扫描时，可以依据电压或时间进行控制，下面具体说明。
第一种：依据电压进行控制。
控制单元401控制每路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时，先升高该路DC-DC电路的输入电压直至该路DC-DC电路的输入电流为零，此时该路DC-DC电路的输入电压为连接的所有光伏单元10的开路电压之和，控制单元401此时获取该开路电压，并将结果传输至上位机50和/或保存在数据存储单元402。
控制单元401再控制该路DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零，并且在此过程中，按照预设采样间隔获取该路DC-DC电路的输入电压和输入电流的对应关系，进而得到IV曲线的扫描结果。其中，输入电压为零时对应的输入电流为该路DC-DC电路连接的所有光伏单元10的短路电流之和。
扫描结果可以传输至上位机50和/或保存在数据存储单元402。
本申请实施例对控制该路DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零的具体实现方式不做限定，但该方式需要呈现出整体减小的规律。例如在一些实施例中，控制单元401控制输入电压减小时，可以控制输入电压先减小，在保持不变，再减小，以此循环直至减小至零。
对于N路DC-DC电路，控制单元401先控制第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，对于剩余的N-1路DC-DC电路，控制其中的第k路DC-DC电路在第k-1路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，以使时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。其中，k＝2，3，…，N。
为了方便理解，下面以N取值为4为例进行说明，当N为其他取值时的原理类似。
参见图9，该图为本申请实施例提供的DC-DC电路开始扫描的时序示意图一。
其中，Voc表示每路DC-DC电路连接的所有光伏单元10的开路电压之和，VA表示预设电压阈值。
0时刻(即初始时刻)第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，控制单元401先控制第一路DC-DC电路的输入电压上升直至该路DC-DC电路的输入电流为零，然后控制该路DC-DC电路的输入电压逐渐减小，T1时刻减小至小于预设电压阈值VA时，此时控制单元401控制第二路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描。以此类推，T2时刻第二路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值VA，控制单元401控制第三路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描。T3时刻第三路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值VA，控制单元401控制第四DC-DC电路开始在线IV曲线扫描。
由图9可以看出，在T1时刻至T2+T0时刻内，同时存在多路DC-DC电路进行扫描。并且多路DC-DC电路进行错峰输出，可以使得光伏发电***在扫描期间的总输出功率相对稳定，减小了波动。此外，当N为4时，若采用现有串行IV曲线在线扫描技术，则需用时为4T0，而图示的扫描用时为T3+T0，即本申请实施例提供的方案还能够缩短在线IV曲线扫描的用时。
在一些实施例中，预设电压阈值与N的大小正相关。接入光伏***的DC-DC电路越多，光伏发电***的功率越高，此时可以增大预设电压阈值，进而在维持光伏发电***总输出功率相对稳定的前提下，缩短在线IV曲线扫描的用时。
例如在一种可能的实现方式中，当启动5路DC-DC电路时，预设电压阈值为VA1；当启动10路DC-DC电路时，预设时间间隔为VA2，则此时VA1＜VA2。
预设电压阈值和DC-DC电路的数量N的对应关系可以预先确定并保存在数据存储单元402中。
在一些实施例中，根据对前一路DC-DC电路进行IV曲线扫描时获取的Voc，确定开启在线IV曲线扫描时刻，即该预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的各光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
其中，第一预设比例可以根据实际情况确定，本申请实施例在此不做具体限定。
在另一些实施例中，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。每个光伏单元的额定(Rated)开路电压范围为已知的器件参数，每个光伏单元的预设开路电压可以根据额定开路电压范围进行确定，例如选择额定开路电压范围中的最大值，最小值或中间值。
第二种：依据时间进行控制。
控制单元401先控制第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，然后控制其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描。
其中，预设时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
控制单元401控制一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时，先升高该路DC-DC电路的输入电压直至DC-DC电路的输入电流为零，此时该路DC-DC电路的输入电压为连接的所有光伏单元10的开路电压之和Voc，控制单元401此时获取该开路电压Voc，并将检测结果传输至上位机50和/或保存在数据存储单元402。
控制单元401再控制该路DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零，并且在此过程中，按照预设采样间隔获取该路DC-DC电路的输入电压和输入电流的对应关系，进而得到IV曲线的扫描结果。其中，输入电压为零时对应的输入电流为该路DC-DC电路连接的所有光伏单元10的短路电流之和。扫描结果可以传输至上位机50和/或保存在数据存储单元402。
本申请实施例对控制该路DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零的具体实现方式不做限定，但整体呈现出减小的规律。
为了方便理解，下面继续以N取值为4为例进行说明，当N为其他取值时的原理类似。
参见图10，该图为本申请实施例提供的DC-DC电路开始扫描的时序示意图二。
0时刻(即初始时刻)第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，第二路DC-DC电路在T1后开始进行在线IV曲线扫描，第三路DC-DC电路在T2后开始进行在线IV曲线扫描，第四路DC-DC电路在T3后开始进行在线IV曲线扫描。T1、T2和T3表示预设时间间隔，各预设时间间隔可以相同也可以不同。以T0表示一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，则各预设时间间隔均小于T0。
由图10可以看出，在进行在线IV曲线扫描的过程中，同时可能存在多路DC-DC电路进行扫描。而由于控制单元401控制每路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时，先升高DC-DC电路的输入电压直至DC-DC电路的输入电流为零，再控制DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零，因此存在多路DC-DC电路进行错峰输出，可以使得光伏发电***在扫描期间的总输出功率相对稳定。
在一些实施例中，预设时间间隔与N的大小负相关。接入光伏***的DC-DC电路越多，光伏发电***的功率越高，此时可以减小预设时间间隔，进而在维持光伏发电***总输出功率相对稳定的前提下，缩短在线IV曲线扫描的用时。
例如在一种可能的实现方式中，控制单元40以相同的预设时间间隔控制多路DC-DC电路依次进行扫描。当启动5路DC-DC电路时，预设时间间隔T1、T2、T3和T4相同且均为△T1；当启动10路DC-DC电路时，预设时间间隔T1、T2、…T9相同且均为△T2，则此时△T2＜△T1。
又例如在另一种可能的实现方式中，控制单元40以不同的预设时间间隔控制多路DC-DC电路依次进行扫描。当启动4路DC-DC电路时，预设时间间隔分别为T1、T2和T3；当启动10路DC-DC电路时，预设时间间隔分别为t1、t2、t3、…t9，则此时t1＜T1，t2＜T2，t3＜T3。
预设时间间隔和DC-DC电路的数量N的对应关系可以预先确定并保存在数据存储单元402中。
在一些实施例中，该预设时间间隔为一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时与第二预设比例的乘积。其中，第二预设比例可以根据实际情况确定，本申请实施例在此不做具体限定。
以上说明中以光伏发电***包括一组DC-DC电路为例进行说明，当光伏发电***包括多组DC-DC电路，控制器40可以控制多组DC-DC电路同步进行在线IV曲线扫描。即同时控制多组DC-DC电路各自的第一路DC-DC电路开始扫描。
下面结合仿真波形说明该光伏发电***具备的技术效果。
参见图11，该图为本申请实施例提供的光伏发电***进行在线IV曲线扫描时的输出功率示意图。
为了更加清楚地表现本申请方案的技术效果，该幅图为3路DC-DC循环进行在线IV曲线扫描时的示意图。由该附图可以看出，第一路DC-DC电路先开始进行扫描，之后的一段时间存在多路DC-DC电路同时进行扫描，但由于同时进行扫描的DC-DC电路开始扫描的时间不同，即进行了错峰输出，具体表现为：对于同时进行扫描的DC-DC电路，其中若干路DC-DC电路的输出功率较低，另外若干路的输出功率较高，相互叠加后使得光伏发电***的总输出功率维持相对稳定，避免了剧烈波动。
综上所述，利用本申请实施例提供的光伏发电***，可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，还可以使得光伏发电***的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描对于并网电能质量的负面影响。
下面说明该光伏发电***的又一种实现方式。
参见图12，该图为本申请实施例提供的又一种光伏发电***的示意图。
该光伏发电***为基于组串式逆变器的光伏发电***，可以参考图2对应的相关说明。
该光伏发电***还包括DC-AC电路(也可以称为逆变电路)112，M组DC-DC电路111与DC-AC电路112形成组串式逆变器11。其中，每路DC-DC电路的正输出端口并联连接DC-AC电路112的正输入端口，每路DC-DC电路的负输出端口并联连接DC-AC电路112的负输入端口。
DC-AC电路112用于将DC-DC电路输入的直流电转换为交流电后进行输出。
该控制单元401还可以与DC-AC电路112的控制器集成在一起，即控制器还可以控制DC-AC电路112的控制状态。
在一些实施例中，该控制器即组串式逆变器11的控制器。
关于控制器的工作原理可以参见以上实施例中的说明，在此不再赘述。
对于组串式逆变器11的每组DC-DC电路，第一路DC-DC电路启动在线IV曲线扫描后，其余每路DC-DC电路并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是依次进行在线IV曲线扫描，且时间间隔小于一路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时，实现了交错扫描，此时每组的N路DC-DC电路进行错峰输出，可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，还可以使得组串式逆变器11的总输出功率较为稳定，减少了在线IV曲线扫描期间组串式逆变器11对并网电能质量的负面影响。
下面说明该光伏发电***的再一种实现方式。
参见图13，该图为本申请实施例提供的再一种光伏发电***的示意图。
该光伏发电***包括直流汇流箱20，可以参考图4对应的相关说明。
此时M组DC-DC电路的正输出端口并联以形成直流汇流箱20的正输出端口，M组DC-DC电路的负输出端口并联以形成直流汇流箱的负输出端口。
关于控制器的工作原理可以参见以上实施例中的说明，在此不再赘述。
在一些实施例中，直流汇流箱20具体为MPPT升压汇流箱，用于对光伏单元输入的直流电进行直流变换，并对光伏单元的最大功率点进行跟踪。
直流汇流箱20的输出端可以连接直流负载，或者连接逆变器。
此时的控制器可以与直流汇流箱20的控制器集成在一起，关于控制器的工作原理可以参见以上实施例中的说明，在此不再赘述。
对于该直流汇流箱20的每组DC-DC电路，在第一路DC-DC电路启动在线IV曲线扫描后，其余每路DC-DC电路并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是依次进行在线IV曲线扫描，且时间间隔小于一路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时，实现了交错扫描，此时每组的N路DC-DC电路进行错峰输出，可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，还可以使得直流汇流箱20的总输出功率较为稳定，减少了在线IV曲线扫描期间直流汇流箱20对并网电能质量的负面影响。
下面说明该光伏发电***的另一种实现方式。
参见图14，该图为本申请实施例提供的另一种光伏发电***的示意图。
该光伏发电***包括光伏优化器30，可以参考图6对应的相关说明。
光伏优化器30即DC-DC电路，用于将光伏组件输入的直流电进行升高或降低后输出。此时光伏发电***包括M组光伏优化器，每组包括N个光伏优化器。
应用光伏优化器30的光伏发电***，一般将多个光伏优化器30串联以形成光伏优化器子串60。
例如，每组的N个光伏优化器首尾串联，即第i个光伏优化器的正输出端口与第i-1个光伏优化器的负输出端口相连，第i个光伏优化器的负输出端口与第i+1个光伏优化器的正输出端口相连，i＝2，3，…，N-1。第1个光伏优化器的正输出端口作为光伏优化器子串60的正输出端口，第N个光伏优化器的负输出端口作为光伏优化器子串60的负输出端口。光伏优化器子串60的输出端经直流线缆与后级MPPT升压汇流箱，或组串式逆变器，或集中式逆变器的输入端相连。
在一种可能的实现方式中，控制器可以与光伏优化器的控制器集成在一起，此时控制器的数量与光伏优化器的数量相同，上位机50同时向各控制器下达扫描指令。
在另一种可能的实现方式中，控制器与光伏优化器的控制器独立设置，可以由一个控制器或若干数目的控制器控制所有的光伏优化器进行在线IV曲线扫描。
关于控制器的工作原理可以参见以上实施例中的说明，在此不再赘述。
对于应用该光伏优化器子串60的光伏发电***，在第一路光伏优化器启动在线IV曲线扫描后，其余每路光伏优化器并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是依次进行在线IV曲线扫描，且时间间隔小于一路光伏优化器在线IV曲线扫描的用时，实现了交错扫描，即此时光伏优化器进行错峰输出，可以同时对多路光伏优化器连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，还可以使得光伏优化器子串60的总输出功率较为稳定，减少了在线IV曲线扫描期间光伏优化器子串60对并网电能质量的负面影响。
基于以上实施例提供的光伏发电***，本申请实施例还提供了一种在线IV曲线扫描方法，应用于光伏发电***，光伏发电***包括光伏单元和M组DC-DC电路，每组包括N路DC-DC电路，M为正整数，N为大于1的整数。每路DC-DC电路的输入端连接至少一路光伏单元，每路光伏单元包括至少一个光伏组件，该方法包括：
控制每组的N路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且控制相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
下面结合附图具体说明。以下方法以控制一组中的N路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描为例，对于其余组可以采用相同的方法进行同步控制。
参见图15，该图为本申请实施例提供的一种在线IV曲线扫描方法的流程图。
该方法包括以下步骤：
S1601：下发扫描指令。
扫描指令用于指示每组中的N路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描。
S1602：控制第1路DC-DC电路启动在线IV曲线扫描。
S1603：升高第1路DC-DC电路输入电压直到其输入电流为0。
此时该路DC-DC电路的输入电压为连接的光伏单元的开路电压之和Voc。
S1604：获取第1路DC-DC电路连接的光伏单元的开路电压之和Voc。
S1605：控制第1路DC-DC电路的输入电压从Voc逐渐减小至零。
S1606：控制剩余N-1路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的间隔。
本步骤可以依据电压或时间进行控制，下面具体说明：
第一种：依据电压进行控制
对于N路DC-DC电路，先控制第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，对于剩余的N-1路DC-DC电路，控制其中的第k路DC-DC电路在第k-1路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，以使时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。其中，k＝2，3，…，N。
预设电压阈值与N的大小正相关。接入光伏***的DC-DC电路越多，光伏发电***的功率越高，此时可以增大预设电压阈值，进而在维持光伏发电***总输出功率相对稳定的前提下，缩短在线IV曲线扫描的用时。
在一些实施例中，根据对前一路DC-DC电路进行IV曲线扫描时获取的Voc，确定开启在线IV曲线扫描时刻，即该预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的各光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
在另一些实施例中，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。每个光伏单元的额定开路电压范围为已知的器件参数，预设开路电压可以根据额定开路电压范围进行确定，例如选择额定开路电压范围中的最大值，最小值或中间值。
第二种：依据时间进行控制。
先控制第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，然后控制其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描。
在一些实施例中，预设时间间隔与N的大小负相关。接入光伏***的DC-DC电路越多，光伏发电***的功率越高，此时可以减小预设时间间隔，进而在维持光伏发电***总输出功率相对稳定的前提下，缩短在线IV曲线扫描的用时。
S1607：获取每路DC-DC电路的输入电压和输入电流。
S1608：绘制每路DC-DC电路连接的光伏单元的IV曲线。
以上步骤的划分仅为方面说明，并不构成对于本申请方法的限定，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离该方法原理的前提下，还可以采取其他可能的实现方式，例如待所有路DC-DC电路均完成在线IV曲线扫描后，再绘制IV曲线。
综上所述，利用本申请实施例提供的方法，在第一路DC-DC电路启动在线IV曲线扫描后，其余每路DC-DC电路并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是依次进行在线IV曲线扫描，且时间间隔小于单路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时，即实现了交错扫描，此时每组的N路DC-DC电路进行错峰输出，一方面可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，另一方面可以使得光伏发电***的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描对于并网电能质量的负面影响。
本申请实施例还提供了一种光伏逆变器，下面结合附图具体说明。
参见图16，该图为本申请实施例提供的一种光伏逆变器的示意图。
该光伏逆变器11包括M组DC-DC电路111、DC-AC电路112和控制器，M为正整数。其中，控制器具体包括控制单元401和数据存储单元402。
每组包括N路DC-DC电路，N为大于1的整数。
每路DC-DC电路111的输入端连接至少一路光伏单元，每路光伏单元包括至少一个光伏组件。
DC-DC电路111的正输入端口连接光伏单元正输出端，DC-DC电路111的负输入端口连接光伏单元的负输出端。各路DC-DC电路的正输出端口并联连接DC-AC电路112的正输入端口，各路DC-DC电路的负输出端口并联连接DC-AC电路的负输入端口。
DC-DC电路111用于将从光伏单元获取的直流电进行直流变换后传输至DC-AC电路112。
DC-AC电路112用于将获取的直流电转换为交流电。
控制器控制每路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时，先升高该路DC-DC电路的输入电压直至该路DC-DC电路的输入电流为零，此时该路DC-DC电路的输入电压为连接的所有光伏单元的开路电压之和，此时获取该开路电压，并将结果传输至上位机和/或保存在数据存储单元402。
控制器再控制该路DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零，并且在此过程中，按照预设采样间隔获取该路DC-DC电路的输入电压和输入电流的对应关系，进而得到IV曲线的扫描结果。其中，输入电压为零时对应的输入电流为该路DC-DC电路连接的所有光伏单元10的短路电流之和。
对于N路DC-DC电路，控制器控制每组的N路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
在一种可能的实现方式中，控制器先控制第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，对于剩余的N-1路DC-DC电路，控制其中的第k路DC-DC电路在第k-1路DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，以使时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。其中，k＝2，3，…，N。
在一些实施例中，预设电压阈值与N的大小正相关。接入光伏***的DC-DC电路越多，光伏发电***的功率越高，此时可以增大预设电压阈值，进而在维持光伏发电***总输出功率相对稳定的前提下，缩短在线IV曲线扫描的用时。
在一些实施例中，根据对前一路DC-DC电路进行IV曲线扫描时获取的Voc，确定开启在线IV曲线扫描时刻，即该预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的各光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
在另一些实施例中，预设电压阈值为第k-1路DC-DC电路连接的光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。每个光伏单元的额定开路电压范围为已知的器件参数，每个预设开路电压可以根据额定开路电压范围进行确定，例如选择额定开路电压范围中的最大值，最小值或中间值。
在另一种可能的实现方式中，控制器先控制第一路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，然后控制其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描。
在一些实施例中，预设时间间隔与N的大小负相关。接入光伏***的DC-DC电路越多，光伏发电***的功率越高，此时可以减小预设时间间隔，进而在维持光伏发电***总输出功率相对稳定的前提下，缩短在线IV曲线扫描的用时。
该预设时间间隔为一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时与第二预设比例的乘积。
综上所述，对于该光伏逆变器的每组DC-DC电路，在第一路DC-DC电路启动在线IV曲线扫描后，其余每路DC-DC电路并未等待前一路完成扫描后才开始扫描，而是依次进行在线IV曲线扫描，且时间间隔小于第一路DC-DC电路在线IV曲线扫描的用时，即实现了交错扫描，此时每组的N路DC-DC电路进行错峰输出，一方面可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，另一方面可以使得光伏逆变器的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描光伏逆变器对并网电能质量的负面影响。
本申请实施例还提供了一种直流汇流箱，下面结合附图具体说明。
参见图17，该图为本申请实施例提供的一种直流汇流箱的示意图。
该直流汇流箱20包括控制器和M组DC-DC电路111,M为正整数。其中，控制器包括控制单元401和数据存储单元402。
每路DC-DC电路111的输入端连接至少一路光伏单元，每路光伏单元包括至少一个光伏组件。
DC-DC电路111的正输入端连接光伏单元的正输出端，DC-DC电路111的负输入端连接光伏单元的负输出端。
M组DC-DC电路111的正输出端口并联以形成直流汇流箱20的正输出端口。
M组DC-DC电路111的负输出端口并联以形成直流汇流箱20的负输出端口。
控制器控制每组的N路DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
关于控制器的具体控制方式可以参见以上实施例的说明，本申请实施例在此不再赘述。
综上所述，利用该直流汇流箱，可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，还可以使得光伏逆变器的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描光伏逆变器对并网电能质量的负面影响。
本申请实施例还提供了一种光伏优化器，下面结合附图具体说明。
参见图18，该图为本申请实施例提供的一种光伏逆变器子串的示意图。
光伏优化器30包括DC-DC电路，用于将光伏组件输入的直流电进行升高或降低后输出。此时光伏发电***包括M组光伏优化器，每组包括N个光伏优化器。
DC-DC电路的输入端连接至少一路光伏单元，每路光伏单元包括至少一个光伏组件。
DC-DC电路的正输入端(即光伏优化器30的正输入端)连接光伏单元的正输出端，DC-DC电路的负输入端(即光伏优化器30的负输入端)连接光伏单元的负输出端。
DC-DC电路的正输出端为光伏优化器30的正输出端，DC-DC电路的负输出端为光伏优化器30的负输出端。
应用光伏优化器30的光伏发电***，一般将多个光伏优化器30串联以形成光伏优化器子串60。
例如，每组的N个光伏优化器首尾串联，即第i个光伏优化器的正输出端口与第i-1个光伏优化器的负输出端口相连，第i个光伏优化器的负输出端口与第i+1个光伏优化器的正输出端口相连，i＝2，3，…，N-1。第1个光伏优化器的正输出端口作为光伏优化器子串60的正输出端口，第N个光伏优化器的负输出端口作为光伏优化器子串60的负输出端口。
形成的M个光伏优化器子串60串联可以进一步串联。
光伏优化器子串60的输出端经直流线缆与后级MPPT升压汇流箱，或组串式逆变器，或集中式逆变器的输入端相连。
在一种可能的实现方式中，控制器可以与光伏优化器的控制器集成在一起，此时控制器的数量与光伏优化器的数量相同，上位机同时向各控制器下达扫描指令。
在另一种可能的实现方式中，控制器与光伏优化器的控制器独立设置，可以由一个控制器或若干数目的控制器控制所有的光伏优化器进行在线IV曲线扫描。例如一个控制器控制一个光伏优化器子串60。
关于控制器的具体控制方式可以参见以上实施例的说明，本申请实施例在此不再赘述。
综上所述，对于应用该光伏优化器子串的光伏发电***，可以同时对多路DC-DC电路连接的光伏单元进行在线IV曲线扫描，节省了扫描时间，还可以使得光伏逆变器的总输出功率较为稳定，避免了在线IV曲线扫描期间总输出功率出现剧烈波动，进而减少了在线IV曲线扫描光伏逆变器对并网电能质量的负面影响。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (29)

1.一种光伏发电***，其特征在于，所述光伏发电***包括控制器和M组DC-DC电路，每组包括N路DC-DC电路，所述M为正整数，所述N为大于1的整数；
每路所述DC-DC电路的输入端用于连接至少一路光伏单元，每路所述光伏单元包括至少一个光伏组件；
所述控制器，用于控制每组的N路所述DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
2.根据权利要求1所述的光伏发电***，其特征在于，所述控制器控制每路所述DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时，先升高所述DC-DC电路的输入电压直至所述DC-DC电路的输入电流为零，再控制所述DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零。
3.根据权利要求2所述的光伏发电***，其特征在于，所述控制器具体用于在控制每组的第一路所述DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，控制第k路所述DC-DC电路在第k-1路所述DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时，开始进行在线IV曲线扫描，所述k＝2，3，…，N。
4.根据权利要求3所述的光伏发电***，其特征在于，每路所述DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时间相同，所述预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的各所述光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
5.根据权利要求3所述的光伏发电***，其特征在于，所述预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的所述光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。
6.根据权利要求2所述的光伏发电***，其特征在于，所述控制器具体用于控制每组的第一路所述DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描，所述预设时间间隔小于所述一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
7.根据权利要求6所述的光伏发电***，其特征在于，所述预设时间间隔与所述N的大小负相关。
8.根据权利要求6或7所述的光伏发电***，其特征在于，所述预设时间间隔为所述一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时与第二预设比例的乘积。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的光伏发电***，其特征在于，所述控制器控制所述M组DC-DC电路同步进行在线IV曲线扫描。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的光伏发电***，其特征在于，所述光伏发电***还包括DC-AC电路，所述DC-AC电路与所述M组DC-DC电路形成逆变器；
M组所述DC-DC电路的正输出端口并联连接所述DC-AC电路的正输入端口，M组所述DC-DC电路的负输出端口并联连接所述DC-AC电路的负输入端口。
11.根据权利要求10所述的光伏发电***，其特征在于，所述控制器还用于控制所述DC-AC电路的工作状态。
12.根据权利要求1-9中任一项所述的光伏发电***，其特征在于，M组所述DC-DC电路形成直流汇流箱；
M组所述DC-DC电路的正输出端口并联以形成所述直流汇流箱的正输出端口；
M组所述DC-DC电路的负输出端口并联以形成所述直流汇流箱的负输出端口。
13.根据权利要求1-9中任一项所述的光伏发电***，其特征在于，所述DC-DC电路为光伏优化器，每组的N路所述光伏优化器形成光伏优化器子串；
第i个所述光伏优化器的正输出端口与第i-1个所述光伏优化器的负输出端口相连，第i个所述光伏优化器的负输出端口与第i+1个所述光伏优化器的正输出端口相连，第1个所述光伏优化器的正输出端口为所述光伏优化器子串的正输出端口，第N个所述光伏优化器的负输出端口为所述光伏优化器子串的负输出端口，所述i＝2，3，…，N-1。
14.一种在线IV曲线扫描方法，其特征在于，应用于光伏发电***，所述光伏发电***包括M组DC-DC电路，每组包括N路DC-DC电路，所述M为正整数，所述N为大于1的整数；每路所述DC-DC电路的输入端用于连接至少一路光伏单元，每路所述光伏单元包括至少一个光伏组件，所述方法包括：
控制每组的N路所述DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且控制相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述控制相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，具体包括：
控制第一路所述DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，控制第k路所述DC-DC电路在第k-1路所述DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，所述k＝2，3，…，N。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，每路所述DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时间相同，所述预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的各所述光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的所述光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述控制相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时，具体包括：
控制每组的第一路所述DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描，所述预设时间间隔小于所述一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述预设时间间隔为所述一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时与第二预设比例的乘积。
20.根据权利要求14-19中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述M组DC-DC电路同步进行在线IV曲线扫描。
21.一种光伏逆变器，其特征在于，用于连接光伏单元，所述光伏单元包括至少一个光伏组件，所述光伏逆变器包括控制器、DC-AC电路和M组DC-DC电路，其中，每组包括N路DC-DC电路，所述M为正整数，所述N为大于1的整数；
M组所述DC-DC电路的正输出端口并联连接所述DC-AC电路的正输入端口，M组所述DC-DC电路的负输出端口并联连接所述DC-AC电路的负输入端口，每路所述DC-DC电路的输入端连接至少一路所述光伏单元；
所述DC-DC电路，用于将从所述光伏单元获取的直流电进行直流变换后传输至所述DC-AC电路；
所述DC-AC电路，用于将获取的直流电转换为交流电；
所述控制器，用于控制每组的N路所述DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
22.根据权利要求21所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器控制每路所述DC-DC电路依次进行在线IV曲线扫描时，先升高所述DC-DC电路的输入电压直至所述DC-DC电路的输入电流为零，再控制所述DC-DC电路的输入电压逐渐减小至零。
23.根据权利要求22所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器具体用于控制每组的第一路所述DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，控制第k路所述DC-DC电路在第k-1路所述DC-DC电路的输入电压减小至小于预设电压阈值时开始进行在线IV曲线扫描，所述k＝2，3，…，N。
24.根据权利要求23所述的光伏逆变器，其特征在于，每路所述DC-DC电路进行在线IV曲线扫描时间相同，所述预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的各所述光伏单元的开路电压之和与第一预设比例的乘积。
25.根据权利要求23所述的光伏逆变器，其特征在于，所述预设电压阈值为第k-1路所述DC-DC电路连接的所述光伏单元的预设开路电压之和与第一预设比例的乘积。
26.根据权利要求22所述的光伏逆变器，其特征在于，所述控制器具体用于控制每组的第一路所述DC-DC电路开始在线IV曲线扫描后，其余路DC-DC电路按照预设时间间隔依次开始在线IV曲线扫描，所述预设时间间隔小于所述一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
27.根据权利要求26所述的光伏逆变器，其特征在于，所述预设时间间隔为所述一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时与第二预设比例的乘积。
28.一种直流汇流箱，其特征在于，用于连接光伏单元，所述光伏单元包括至少一个光伏组件，所述直流汇流箱包括控制器和M组DC-DC电路，每组包括N路DC-DC电路，所述M为正整数，所述N为大于1的整数；
每路所述DC-DC电路的输入端连接至少一路所述光伏单元；
M组所述DC-DC电路的正输出端口并联以形成所述直流汇流箱的正输出端口；
M组所述DC-DC电路的负输出端口并联以形成所述直流汇流箱的负输出端口；
所述控制器，用于控制每组的N路所述DC-DC电路依次开始在线IV曲线扫描，且相邻两路DC-DC电路开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
29.一种光伏优化器，其特征在于，用于连接光伏单元，所述光伏单元包括至少一个光伏组件，并用于与至少一个光伏优化器串联后形成光伏优化器子串，所述光伏优化器包括控制器和DC-DC电路；
所述DC-DC电路的输入端连接至少一路所述光伏单元；
所述DC-DC电路的正输出端为所述光伏优化器的正输出端，所述DC-DC电路的负输出端为所述光伏优化器的负输出端；
所述控制器，用于控制所述DC-DC电路开始在线IV曲线扫描，且控制与前一个串联的光伏优化器开始在线IV曲线扫描的时间间隔小于一路DC-DC电路进行在线IV曲线扫描的用时。
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