CN115001104A - 提升光伏发电效率的动态自适应控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法，包括以下步骤：S1：建立动态自适应控制控制***，其中动态自适应控制控制***包括CPU控制器、串联多片光伏板、主控通讯电路、数据采集电路和驱动电路组成，多片光伏板均与CPU控制器、主控通讯电路、数据采集电路和驱动电路电性连接。本发明通过高频开关电路使电容充放电，达到电能迁移，动态自适应控制方法将使每片光伏板的电压相等，使得每片光伏板都可以达到最大功率输出，达到最大化功率叠加的整体输出，完美打破传统太阳能光伏发电木桶效应，达到当前环境下的最大功率输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种提升光伏发电效率技术领域，尤其涉及一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法。
背景技术
当前串联光伏并网发电方案其中一片损坏或阳光被阻挡造成整组太阳能电池板不发电或少发电，例如当前使用的太阳能光伏板一片功率输出最大370W，如20片板其中的一片由于板局部损坏或阳光被遮挡造成单片输出只能1A电流即30~37W，实际另外的19片都可以单独输出300W，串联一起会造成这一组的输出功率由于一块的原因只有19*300W减去损坏这片的反向压降功耗，总功率大约输出5500W左右，如果达到3片以上被遮挡输出下降影响更大，光伏板的最大输出特性都会改变，总功率大约输出3500W左右，还由于现在大多是两组串联后并联接入逆变器一组光伏输入接口，更造成光伏逆变器MPPT调节偏离，本来两组的输出2*20*300W=12000W的输出最多输出8000W左右，大大影响太阳能电池板效率发挥；为了解决这一问题，也有部分采用光伏增强产品，其通过通讯和电路配合改变逆变器电压输入达到增强输出，但只能一组光伏板需直接接入逆变器输入口，整个方案对逆变器需求量大增，还只能是同一家产品才可以有这效果，很难通用，综合上述存在的问题加以改进，因此我们提出了利用CPU控制器的动态自适应功率叠加控制方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法。
本发明提出的一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法，包括以下步骤：
S1：建立动态自适应控制***，其中动态自适应控制***包括CPU控制器、多路光伏板、主控通讯电路、数据采集电路和驱动电路组成，多路光伏板均与CPU控制器、主控通讯电路、数据采集电路和驱动电路电性连接；
S2：S1中所述的每路光伏板均与驱动电路中的电容3并联，电容3的一端电性连接有第一串联连接线，电容3的另一端电性连接有高速半导体开关Q5的一端和高速半导体开关Q7的一端，高速半导体开关Q5的另一端电性连接有高速半导体开关Q6的一端、电容1的一端和电容2的一端，高速半导体开关Q7的另一端电性连接有高速半导体开关Q8的一端，高速半导体开关Q6的另一端和高速半导体开关Q8的另一端电性连接，电容2的另一端电性连接有高速半导体开关Q4的一端和高速半导体开关Q3的一端，高速半导体开关Q4的另一端电性连接有高速半导体开关Q2的一端，高速半导体开关Q2的另一端和高速半导体开关Q3另一端均与电容1另一端电性连接，高速半导体开关Q2的另一端电性连接有高速半导体开关Q1的一端，高速半导体开关Q1的另一端电性连接有第二串联连接线的一端，第二串联连接线的另一端电性连接有电容4的一端，电容4的另一端与高速半导体开关Q2的一端电性连接；
S3：S2中所述的第二串联连接线与主控通讯电路电性连接；
S4：S2中所述的高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6导通时，高速半导体开关Q1和高速半导体开关Q5关闭，电容1通过第一串联连接线和第二串联连接线充电与之相等电压，在高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6关闭时，高速半导体开关Q1和高速半导体开关Q5导通，电容1在每路光伏板的电压小于第一串联连接线和第二串联连接线的电压时给光伏板并联的电容3充电达到功率迁移，当电容1在每路光伏板的电压大于第一串联连接线和第二串联连接线的电压时，反向迁移，依次类推，高速半导体开关Q3、高速半导体开关Q4、高速半导体开关Q7和高速半导体开关Q8与高速半导体开关Q1、高速半导体开关Q2、高速半导体开关Q5和高速半导体开关Q6工作原理相同，刚好导通互补，即高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6导通时，高速半导体开关Q3和高速半导体开关Q8导通，通过给光伏板并联的电容3充放电，由于同一组串的光伏板在使用种最大MPPT两端电压几乎一样，本动态自适应控制方法将使每片光伏板的电压相等，使得每片光伏板都可以达到最大功率输出，达到最大化功率叠加的整体输出，将输出功率大的太阳能光伏板一部分通过上述电路迁移到功率输出小的太阳能光伏板达到打破太阳能光伏板木桶效应的缺陷。
优选地，所述S4中，功率迁移的过程为无变压器能量迁移转换方法，通过功率迁移，使整组控制的效率可达到99%以上，将一组太阳能光伏板作为整体做功率动态自适应达到最大功率叠加。
优选地，所述S1中，通过主板模块自带高性能2.4G多通路自组网无线检测数据采集功能，通过联网采集器对数据收集，在同一地方可128路不同频段，一路采集扫描可达128路。
优选地，所述S1中，数据采集电路中的模块只对太阳能光伏板输出功率均衡，所以可以匹配任何逆变器达到最大输出功率，对多路串并有独特优势，独特的组合结构可以方便对现使用的光伏电站进行升级加装。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过高频开关电路使电容充放电，达到电能迁移，动态自适应控制方法将使每片光伏板的电压相等，使得每片光伏板都可以达到最大功率输出，达到最大化功率叠加的整体输出，将输出功率大的太阳能光伏板一部分通过上述电路迁移到功率输出小的太阳能光伏板达到使连接在电路上的太阳能光伏在局部有遮挡和缺陷情况下整组也能达到最大功率输出，完美打破传统太阳能光伏发电木桶效应，达到当前环境下的最大功率输出。
附图说明
图1为本发明提出的一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法电路的电路框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
参照图1，本实施例提出了一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法，包括以下步骤：
S1：建立动态自适应控制***，其中动态自适应控制***包括CPU控制器、多路光伏板、主控通讯电路、数据采集电路和驱动电路组成，多路光伏板均与CPU控制器、主控通讯电路、数据采集电路和驱动电路电性连接，其中数据采集电路中的模块自带高性能2.4G多通路自组网无线检测数据采集功能，通过采集器对其数据收集，在同一地方可128路不同频段，一路采集扫描可达128路，数据采集电路中的模块只对太阳能光伏板输出功率叠加，所以可以匹配任何逆变器达到最大输出功率，对多路串并有独特优势，独特的组合结构可以方便对现使用的光伏电站进行升级加装；
S2：S1中的每路光伏板均与驱动电路中的电容3并联，电容3的一端电性连接有第一串联连接线，电容3的另一端电性连接有高速半导体开关Q5的一端和高速半导体开关Q7的一端，高速半导体开关Q5的另一端电性连接有高速半导体开关Q6的一端、电容1的一端和电容2的一端，高速半导体开关Q7的另一端电性连接有高速半导体开关Q8的一端，高速半导体开关Q6的另一端和高速半导体开关Q8的另一端电性连接，电容2的另一端电性连接有高速半导体开关Q4的一端和高速半导体开关Q3的一端，高速半导体开关Q4的另一端电性连接有高速半导体开关Q2的一端，高速半导体开关Q2的另一端和高速半导体开关Q3另一端均与电容1另一端电性连接，高速半导体开关Q2的另一端电性连接有高速半导体开关Q1的一端，高速半导体开关Q1的另一端电性连接有第二串联连接线的一端，第二串联连接线的另一端电性连接有电容4的一端，电容4的另一端与高速半导体开关Q2的一端电性连接；
S3：S2中的第二串联连接线与主控通讯电路电性连接；
S4：S2中的高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6导通时，高速半导体开关Q1和高速半导体开关Q5关闭，电容1通过第一串联连接线和第二串联连接线充电与之相等电压，在高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6关闭时，高速半导体开关Q1和高速半导体开关Q5导通，电容1在每路光伏板的电压小于第一串联连接线和第二串联连接线的电压时给光伏板并联的电容3充电达到功率迁移，当电容1在每路光伏板的电压大于第一串联连接线和第二串联连接线的电压时，反向迁移，依次类推，高速半导体开关Q3、高速半导体开关Q4、高速半导体开关Q7和高速半导体开关Q8与高速半导体开关Q1、高速半导体开关Q2、高速半导体开关Q5和高速半导体开关Q6工作原理相同，刚好导通互补，即高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6导通时，高速半导体开关Q3和高速半导体开关Q8导通，通过给光伏板并联的电容3充放电，使每片光伏板的电压相等，使得达到功率迁移，使连接在电路上的有遮挡和缺陷的太阳能光伏也能达到最佳功率输出，其中功率迁移的过程为无变压器能量迁移转换方法，通过功率迁移，使整组控制的效率可达到99%以上，将一组太阳能光伏板作为整体做功率均衡达到功率叠加，其中均衡控制在正常使用时，由于太阳能光伏板生产过程的离散性差异造成的功率差异.对一组太阳能光伏板的每块输出不完全一样，也起到让每块太阳能光伏板达到最大输出功率功效，例如同一环境下20片板中有5片独立可输出300W，5片独立可输出290W，5片独立可输出280W，5片独立可输出310W，使用平衡***可输出：300*5+290*5+280*5+310*5=5900W，
不使用只能输出280*20=5600W~5700W，由此看使用均衡控制在平常也可多输出更多电量，也能弥补太阳能光伏板在使用中断裂或局部损坏对整组输出功率的影响。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立动态自适应控制***，其中动态自适应控制***包括CPU控制器、多路光伏板、主控通讯电路、数据采集电路和驱动电路组成，多路光伏板均与CPU控制器、主控通讯电路、数据采集电路和驱动电路电性连接；
S2：S1中所述的每路光伏板均与驱动电路中的电容3并联，电容3的一端电性连接有第一串联连接线，电容3的另一端电性连接有高速半导体开关Q5的一端和高速半导体开关Q7的一端，高速半导体开关Q5的另一端电性连接有高速半导体开关Q6的一端、电容1的一端和电容2的一端，高速半导体开关Q7的另一端电性连接有高速半导体开关Q8的一端，高速半导体开关Q6的另一端和高速半导体开关Q8的另一端电性连接，电容2的另一端电性连接有高速半导体开关Q4的一端和高速半导体开关Q3的一端，高速半导体开关Q4的另一端电性连接有高速半导体开关Q2的一端，高速半导体开关Q2的另一端和高速半导体开关Q3另一端均与电容1另一端电性连接，高速半导体开关Q2的另一端电性连接有高速半导体开关Q1的一端，高速半导体开关Q1的另一端电性连接有第二串联连接线的一端，第二串联连接线的另一端电性连接有电容4的一端，电容4的另一端与高速半导体开关Q2的一端电性连接；
S3：S2中所述的第二串联连接线与主控通讯电路电性连接；
S4：S2中所述的 高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6导通时，高速半导体开关Q1和高速半导体开关Q5关闭，电容1通过第一串联连接线和第二串联连接线充电与之相等电压，在高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6关闭时，高速半导体开关Q1和高速半导体开关Q5导通，电容1在每路光伏板的电压小于第一串联连接线和第二串联连接线的电压时给光伏板并联的电容3充电达到功率迁移，当电容1在每路光伏板的电压大于第一串联连接线和第二串联连接线的电压时，反向迁移，依次类推，高速半导体开关Q3、高速半导体开关Q4、高速半导体开关Q7和高速半导体开关Q8与高速半导体开关Q1、高速半导体开关Q2、高速半导体开关Q5和高速半导体开关Q6工作原理相同，刚好导通互补，即高速半导体开关Q2和高速半导体开关Q6导通时，高速半导体开关Q3和高速半导体开关Q8导通，通过给光伏板并联的电容3充放电。
2.根据权利要求1所述的一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法，其特征在于，所述S4中，功率迁移的过程为无变压器能量迁移转换方法。
3.根据权利要求1所述的一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法，其特征在于，所述S1中，通过主板模块自带高性能2.4G多通路自组网无线检测数据采集功能，通过联网采集器对数据收集，在同一地方可128路不同频段，一路采集扫描可达128路。
4.根据权利要求1所述的一种提升光伏发电效率的动态自适应控制方法，其特征在于，所述S1中，数据采集电路中的模块只对整组太阳能光伏板输出功率叠加，不改变原有工作状态，所以可以匹配任何逆变器达到最大输出功率。
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