CN115580213A - 光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法，所述光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法是从光伏跟踪支架上的光伏组件串内的一个或数个光伏组件取电，接入方式是取电的所述光伏组串内的一个或数个光伏组件接入同一个光伏功率优化器的输入端。本发明还公开了光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置，所述光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置包括光伏发电单元、光伏功率优化器、供电DC‑DC变换器、蓄电池。本发明不需要另外架设电源或从高电压光伏组串取电，安全低电压，应用在光伏跟踪***中，具有能够低成本、高可靠性、高效率的给光伏跟踪支架的驱动提供直流低电压的安全供电的优点。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法及装置的技术。
背景技术
光伏跟踪支架广泛应用于地面大中型的太阳能光伏发电领域，其功能是通过调整跟踪支架的工作角度，使支架上安装的光伏组件跟踪太阳的空间位置，达到最大化接收太阳辐照能量的目的。
为了实现对太阳位置的跟踪，通常采用电动机驱动光伏跟踪支架的机械机构，因此太阳跟踪支架都需要配备具有一定输出功率，能够驱动电动机的供电***。电动机驱动光伏跟踪支架动作的方式分为连续与间歇两种动作方式，连续动作是指在大风等异常情况下为了快速将跟踪支架复位，电动机将驱动光伏跟踪支架连续动作，此时跟踪支架的动作角速度远大于太阳位置变化的角速度，支架最大动作速度通常是太阳运动速度的数十倍，跟踪支架从最大位置旋转至复位位置的连续动作时间通常用时不超过4分钟；间歇动作是指在光伏跟踪支架正常跟踪太阳工作时，跟踪支架按照角度允许误差设定范围而间歇动作，以南北轴式平单轴光伏跟踪支架为例，跟踪支架的动作速度为每分钟15度，太阳平均运行速度为每分钟0.25度，允许误差为±0.5度。则跟踪支架的动作规律为：平均4分钟动作一次，每次动作4秒。在间歇动作的情况下，依据支架跟踪角度精度和范围不同，平单轴光伏跟踪支架通常每日间歇动作调整次数在200以内。
为了实现对太阳位置的跟踪，通常采用电动机驱动太阳跟踪支架的机械机构，因此太阳跟踪支架通常需要配备具有一定输出功率，能够驱动电动机的供电***。当前光伏跟踪支架的供电通常有以下三种方式：厂用电低电压交流集中供电、外设的独立光伏组件就地供电、光伏组串高电压自供电。这三种供电方式都存在各自的问题，其中厂用电低电压交流集中供电方式需要把低电压220VAC交流再转换24VDC直流再给电机供电，需要在光伏电站厂内敷设大量供电电缆，送电距离长，成本高，施工复杂，且不利于后期运维，供电转换效率低及浪费电能等问题；外设的独立光伏组件就地供电方式，这种供电方式做法是在跟踪支架控制器附近外设的独立安装的小型光伏组件，采用外设小型的光伏组件的电能输提供电机的驱动电能。虽然这种供电方式不存在高电压风险，安全性高，然而独立光伏组件获取的电能不太稳定，需要配备大容量电池，用于确保在太阳辐照不足而小型的光伏组件发电量不足时，跟踪***具有足够电能将跟踪支架回转复位到第二天的发电位置，或者在极端天气下无法发电时将跟踪支架旋转至复位位置，由于需要较大容量的储能装置与外设的独立光伏组件发电装置，该方式会增加供电***的成本，以及浪费光伏组件及其安装空间；光伏组串高电压自供电方式，这种方式的做法是直接从光伏直接的光伏组串高电压取电，虽然不再需要外设独立的光伏组件，
专利CN 212379765 U提出一种自供电平单轴跟踪支架控制器，通过超高电压隔离开关电源把光伏组串高达500V以上甚至高达1500V直流电压转换成24V的电机供电电压供电，这种供电方式需要进行超高的降压比的功率变换，工作效率偏低，同时存在把500V以上直流高电压引入24V电机驱动回路的风险，对超高电压隔离开关电源装置、项目的施工安装与运维都提出了更高的要求，供电方式整体成本仍然偏高，亦存在高电压触电的安全隐患，同时光伏组串直接取电也会对光伏逆变器的MPPT跟踪的精度造成影响，进一步降低***的整体效率。
专利CN 215646180 U提出一种光伏跟踪支架自供电***，其提出驱动电源直接从耦合到一个或多个光伏组件子单元取电，其是把光伏组串（36块500W光伏组件，1500V串电压）分为3个子单元，每个子单元组件数量12块，子单元串电压高达500V,若是以如此高压取电也存在上述高压风险；而若是子单元只有1-2块光伏组件，取电电压只有约80V,虽然解除了高压取电的安全风险，然而由于驱动电源取电的功率可能达到150W，此时取电功率可能占到2块光伏组件功率1000W的15%，在中低太阳辐照时候占比会更高，此时由于被取电的2块组件与其他34块光伏组件是串联在一起的，此时高功率占比的被取电2块组件将引发木桶效应，导致整个光伏组串包括其他34块光伏组件也带来失配发电损失，光伏组串的发电效率损失可能高达15%以上，因此该专利若是驱动电源直接从耦合的光伏组串中1-2块组件取电，经济上将是不可行的。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的问题，本发明提供了光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法及装置，不需要另外架设电源或从高电压光伏组串取电，安全低电压，应用在光伏跟踪***中，能够低成本、高可靠性、高效率的给光伏跟踪支架的驱动提供直流低电压的安全供电。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一方面，提供一种光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法，所述光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法是光伏发电单元从光伏跟踪支架上的光伏组件串内的一个或数个光伏组件取电，所述光伏发电单元的光伏功率优化器的输出端与所述光伏跟踪支架上的其他光伏组件的输出端直接或接入光伏功率优化器后的输出端串联，形成光伏组件串，接入方式是取电的所述光伏组串内的一个或数个光伏组件接入同一个光伏功率优化器的输入端。
进一步地，取电电压为不超过60V的低电压，以光伏组件STC条件下最大功率的工作电流的5%作为供电时取电的电流上限值，所述STC即是Standard Test Condition缩写，中文之意是标准测试条件。
进一步地，依据所述光伏跟踪支架间歇短时动作的特点，采用光伏组件的限定电流输出为蓄电池充电，间歇短动作时，在3s-6s短时间蓄电池放电，蓄电池放电深度为浅层放电后，在间歇期内进行限定电流的小电流为蓄电池充电，在200s-250s时间内完成蓄电池的满充电，在所述光伏跟踪支架每天的间歇动作下，蓄电池运行在浅充浅放的状态下。
另一方面，提供一种基于上述安全低电压自供电方法的光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置，所述光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置包括光伏发电单元、光伏功率优化器、供电DC-DC变换器、蓄电池；
所述光伏发电单元为光伏跟踪支架上的光伏组件串中的一个或数个光伏组件，所述光伏发电单元的输出端接所述光伏功率优化器的输入端与所述供电DC-DC变换器的输入端，也即是所述光伏功率优化器的输入端与所述供电DC-DC变换器的输入端并联连接，所述光伏发电单元的所述功率光伏功率优化器的输出端与所述光伏跟踪支架上的其他光伏组件的输出端直接或接入光伏功率优化器后的输出端串联，形成所述光伏组件串；
所述供电DC-DC变换器的输入端口接所述光伏发电单元的输出端，所述供电DC-DC变换器的输入端的正、负极分别对应所述光伏发电单元的输出端的正、负极；所述供电DC-DC变换器的输出端接所述蓄电池，所述供电DC-DC变换器的输出端的正、负极分别对应所述蓄电池的正、负极，所述蓄电池直接接入所述供电DC-DC变换器，或所述蓄电池通过光伏跟踪支架的能量管理器后再接入所述供电DC-DC变换器。
进一步地，所述光伏功率优化器包括最大功率跟踪电路，所述最大功率跟踪电路包括电压电流检测单元、乘法器与最大功率跟踪处理单元；所述电压电流检测单元，用于采集所述光伏功率优化器的输出电压、输出电流；所述乘法器，用于将所述光伏发电单元经过所述光伏功率优化器的输出电压与所述光伏发电单元输出电流相乘，得到所述光伏功率优化器的输出功率；所述光伏发电单元的输出功率为所述光伏功率优化器的输出功率与所述供电DC-DC变换器的输入功率之和；所述供电DC-DC变换器的输入功率进行恒电流及恒电压工作模式的限功率值输出运行条件下，最大输入功率为恒电流工作模式下运行，限定最大输入功率为所述光伏组件STC条件下最大功率的5%。
进一步地，所述供电DC-DC变换器包括直流变换电路、控制模块，所述直流变换电路用于耦合于所述光伏发电单元与所述蓄电池之间，所述直流变换电路设置有所述控制模块；所述光伏跟踪支架正常跟踪太阳工作时，所述光伏跟踪支架按照角度允许误差设定范围而间歇动作，所述供电DC-DC变换器以间歇形式给所述蓄电池充电；所述控制模块用于监测所述直流变换电路的输入端电压参量，当监测到所述输入端电压在所述供电DC-DC变换器在充电前后的电压值波动超过10%，所述供电DC-DC变换器的控制模块控制所述供电DC-DC变换器停止给所述蓄电池充电；所述控制模块还用于检测直流变换电路的输出端电压参量且关于输出端电压参量预设有阈值；所述供电DC-DC变换器的供电模式包括恒电流、恒电压两种供电模式，所述供电DC-DC变换器的恒电流模式下，所述控制模块控制所述直流变换电路输出电流维持一个固定的输出电流定值，且此固定的输出电流设定值低于所述光伏组件的STC条件下最大功率点工作电流5%；所述供电DC-DC变换器的恒电压模式下，所述控制模块控制所述直流变换电路的输出电压维持在上述输出端电压阈值；当所述供电DC-DC变换器的控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值低于所述预设电压阈值，所述控制模块控制所述供电DC-DC变换器运行在恒电流模式；若所述控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值等于所述预设电压阈值，所述控制模块控制所述供电DC-DC变换器运行在恒电压模式；若所述控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值高于所述预设电压阈值，所述控制模块控制所述供电DC-DC变换器停止供电。
进一步地，所述光伏功率优化器还用于跟踪所述光伏发电单元的最大功率，以及控制所述光伏功率优化器的输出电流一致于光伏组串的串电流；所述供电DC-DC变换器进行恒电流及恒电压工作模式的限功率值输出运行条件下，所述光伏功率优化器跟踪所述光伏组件的最大功率，确定光伏组件最大功率的输出电压；所述供电DC-DC变换器进行恒电流及恒电压工作模式工作条件下限功率输出的限定功率值为所述光伏组件STC条件下最大功率的5%。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
本发明能够从光伏跟踪支架上的光伏组件串内一个或数个光伏组件低电压取电，而不需要另外架设电源或从高电压光伏组串取电。
本发明跟光伏组串高电压自供电比较，本发明跟踪支架控制器的电源从跟踪支架上的光伏组件串中的一个或数个光伏组件取电，取电电压为不超过60V的安全低电压，无需配置价格昂贵的500V-1500V以上的超高电压隔离开关电源，不存在把光伏组串的500V以上高电压引入支架控制器的电源的风险，供电效率高，成本低且安全性高；
本发明不同于独立光伏组件就地供电方式，为跟踪光伏***内的光伏组件串内光伏组件自供电取电，不存在独立光伏组件及空间的浪费，同时由于跟踪光伏***中应用的光伏组件通常为540W以上甚至600W以上规格的光伏组件，因此该供电方式相较通常40-60W的独立光伏组件供电可靠、稳定，且可以降低对蓄电池容量的配置需求，进一步降低供电***的成本。
本发明的供电装置采用光伏组件优化装置的前端接入方式，规避了由于取电对组件串的最大功率输出的影响，由于光伏优化装置的把被取电的1-2块光伏组件从光伏组串中隔离，因此不会对光伏组串引发木桶效应，而来光伏组串的发电失配损失；同时装置采用恒流限压方式供电，可以设定以光伏组件STC条件下最大功率的工作电流的5%作为供电装置取电的电流上限值，进一步规避了取电对接入供电的光伏组件的优化装置MPPT跟踪精度的影响。
依据跟踪支架间歇短时动作的特点，本发明采用光伏组件的限定电流输出为蓄电池充电，间歇短动作时3s-6s短时间较大电流输出驱动电动机动作及蓄电池放电，蓄电池放电深度为浅层放电后，在间歇期内进行限定电流的小电流为蓄电池充电，在200s-250s时间内完成蓄电池的满充电，在这个跟踪支架每天的间歇动作下，蓄电池运行在浅充浅放条件下，因此有效的延长了蓄电池使用寿命降了设备的运维成本。
附图说明
图1是本发明光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置原理方框图（一）；
图2是本发明光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置原理方框图（二）；
图3是本发明中高太阳辐照条件下供电DC-DC变换器取电的光伏发电单元的电流电压示意图；
图4是本发明低太阳辐照条件下供电DC-DC变换器取电的光伏发电单元的电流电压示意图；
图5是本发明跟踪支架间歇动作过程中供电DC-DC变换器的输出电流电压示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明。
本实施例的光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法，是从光伏跟踪支架上的光伏组件串内的光伏组件取电，取电电压为不超过60V的低电压，接入方式是取电的所述光伏组串内的一个或数个光伏组件接入同一个光伏功率优化器的输入端。以光伏组件STC条件下最大功率的工作电流的5%作为供电时取电的电流上限值；依据所述光伏跟踪支架间歇短时动作的特点，采用光伏组件的限定电流输出为蓄电池充电，间歇短动作时，在3s-6s短时间蓄电池放电，蓄电池放电深度为浅层放电后，在间歇期内进行限定电流的小电流为蓄电池充电，在200s-250s时间内完成蓄电池的满充电，在所述光伏跟踪支架每天的间歇动作下，蓄电池运行在浅充浅放的状态下。
如图1、图2，本发明基于所述安全低电压自供电方法的安全低电压的光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置，包括由光伏发电单元、光伏功率优化器、供电DC-DC变换器、蓄电池等构成的自供电装置。其中光伏跟踪支架包括跟踪支架控制器、电机驱动器、电动机及与电机相连的跟踪支架转动机械机构。图1、图2中功率优化器DC-DC（mppt）即光伏功率优化器。
进一步地，如图1所示，光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置还包括BMS电池管理***，俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。BMS电池管理***单元包括BMS电池管理***、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的蓄电池以及用于采集蓄电池的电池信息的采集模组，所述BMS电池管理***通过通信接口分别与无线通信模组及显示模组连接，所述采集模组的输出端与BMS电池管理***的输入端连接，所述BMS电池管理***的输出端与控制模组的输入端连接，所述控制模组分别与蓄电池及电气设备连接。图2中的BMS管理即BMS电池管理***。
本实施例中，光伏发电单元为光伏跟踪支架上的光伏组件串中一块或数块光伏组件；光伏发电单元的输出端接所述光伏功率优化器与所述供电DC-DC变换器的输入端，光伏功率优化器与所述供电DC-DC变换器的输入端并联，光伏功率优化器的输出端与光伏组件串的其他光伏功率优化器或光伏组件输出端串联形成光伏组件串。
供电DC-DC变换器包括至少两个端口，其输入端口接上述光伏发电单元的输出端，其输入端的正、负极分别对应所述光伏组件输出的正、负极；其输出端接所述蓄电池，其输出端的正、负极分别对应蓄电池的正、负极。蓄电池直接或通过光伏跟踪支架的能量管理器后再接上入述供电DC-DC变换器。跟踪支架控制器分别跟供电DC-DC变换器、蓄电池、电机驱动器连接。
供电DC-DC变换器，还包括直流变换电路、控制模块，直流变换电路用于耦合于光伏发电单元与蓄电池之间，控制模块控制连接于直流变换电路，其中，控制模块用于检测直流变换电路的输出端电压参量且关于输出端电压参量预设有阈值；供电DC-DC变换器的供电模式包括恒电流、恒电压两种工作模式，供电DC-DC变换器的恒电流模式下，控制模块控制所述直流变换电路输出电流维持一个固定的输出电流定值，且此固定的输出电流设定值低于所述光伏组件的STC条件下最大功率点工作电流5%，以确保供电DC-DC变换器的供电不会影响到对上述的光伏发电单元的最大功率跟踪时的跟踪精度。
供电DC-DC变换器的恒电压模式下，控制模块控制所述直流变换电路的输出电压维持在上述输出端电压阈值。当DC-DC变换器的控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值低于所述预设电压阈值，所述控制模块控制所述供电DC-DC变换器运行在恒电流模式；若控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值等于所述预设电压阈值，所述控制模块控制所述供电DC-DC变换器运行在恒电压模式；若所述控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值高于所述预设电压阈值，控制模块控制所述供电DC-DC变换器停止供电。
跟踪支架控制器从所述的自供电装置取电；支架控制器以单片机为核心，控制所述电机驱动器转动所述电动机将跟踪支架转动到目标角度，实现实时自动跟踪。
依据跟踪支架间歇短时动作的特点，本发明采用光伏发电单元的限定电流输出为蓄电池充电，间歇短动作时3s-6s短时间较大电流输出驱动电动机动作及蓄电池放电，蓄电池放电深度为浅层放电后，在间歇期内进行限定电流的小电流为蓄电池充电，在200s-250s时间内完成蓄电池的满充电，在正常日照条件下，跟踪支架每天的进行重复的间歇动作，蓄电池运行在浅充浅放条件下，因此有效的延长了蓄电池使用寿命降了设备的运维成本。
光伏发电单元的输出功率为光伏功率优化器的输出功率与供电DC-DC变换器的输入功率之和，供电DC-DC变换器的输入功率进行恒电流及恒电压工作模式的限功率值输出运行条件下，最大输入功率为恒电流工作模式下运行，限定最大输入功率为所述光伏组件STC条件下最大功率的5%，因而此时所述光伏功率优化器用于跟踪所述光伏发电单元的最大功率，以及控制所述光伏功率优化器的输出电流一致于光伏组串的串电流。由于供电DC-DC变换器包括直流变换电路、控制模块，直流变换电路用于耦合于光伏发电单元与蓄电池之间，控制模块控制连接于直流变换电路，控制模块用于监测直流变换电路的输入端电压参量，这样，通常晴朗与多云等正常太阳辐照条件下，光伏跟踪支架正常跟踪太阳工作时，跟踪支架按照角度允许误差设定范围而间歇动作，因而供电DC-DC变换器也是以间歇形式给所述蓄电池充电，此时监测到所述输入端电压在所述供电DC-DC变换器在充电前后的电压值波动很小，通常不超过3%；而在阴雨天或早晚较低太阳辐照条件下，光伏跟踪支架仍然需要跟踪太阳工作时，所述供电DC-DC变换器的以恒电流工作模式工作的时候，其输入功率可能占此时所述光伏发电单元产生光伏电力的较高比例，由于光伏功率优化器的控制模块要控制所述其的输出电流一致于光伏组串的串电流，因而其要进行降压升流的功率变换，在供电DC-DC变换器的输入功率在较高比例占比条件下，其输出电压可能由于过低而停止进行功率变换，因而造成光伏功率优化器停止进行最大功率跟踪以及光伏发电单元的输出电压发生较大波动和产生较大的谐波输出，因而供电DC-DC变换器的控制模块还用于监测直流变换电路的输入端电压参量，当监测到所述输入端电压在所述供电DC-DC变换器在充电前后的电压值波动超过10%，供电DC-DC变换器的控制模块控制供电DC-DC变换器停止给所述蓄电池充电。
接入光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置的光伏发电单元的功率光伏功率优化器的输出端与所述光伏跟踪支架上的其他光伏组件的输出端直接或接入光伏功率优化器后的输出端串联，形成所述光伏组件串。
图3是高太阳辐照条件下供电DC-DC变换器取电的光伏发电单元的电流电压示意图；
在供电DC-DC变换器进行取电时， 由于所述供电DC-DC变换器的输入功率进行恒电流及恒电压工作模式的限功率值输出条件下运行，而所述供电DC-DC变换器的最大输入功率为恒电流工作模式下运行时限定最大输入功率为所述光伏组件STC条件下最大功率的5%，而所述光伏发电单元的输出功率为所述光伏功率优化器的输出功率与所述供电DC-DC变换器的输入功率之和，从图3可以看出，在高太阳辐照条件下，限定STC条件下最大功率的5%的供电DC-DC变换器的取电动作对所述光伏功率优化器的输出功率影响很小，通过光伏功率优化器的DC-DC功率变换功能保证光伏组串的串电流一致及光伏发电单元的最大功率跟踪，而不会出现直接从光伏组串的一个光伏组件取电出现的光伏组串最大功率跟踪跟踪困难及组串由于取电时组串内的失配引起的发电损失问题。
图4是低太阳辐照条件下供电DC-DC变换器取电的光伏发电单元的电流电压示意图；在供电DC-DC变换器进行取电时， 由于所述供电DC-DC变换器的输入功率进行恒电流及恒电压工作模式的限功率值输出条件下运行，而所述供电DC-DC变换器的最大输入功率为恒电流工作模式下运行时限定最大输入功率为所述光伏组件STC条件下最大功率的5%，而所述光伏发电单元的输出功率为所述光伏功率优化器的输出功率与所述供电DC-DC变换器的输入功率之和，从图3可以看出，在低太阳辐照条件下，供电DC-DC变换器的取电动作对所述光伏功率优化器的输出功率由较大影响，然而通过供电DC-DC变换器限定STC条件下最大功率的5%，仍然能通过光伏功率优化器的DC-DC功率变换功能保证光伏组串的串电流一致及光伏发电单元的最大功率跟踪，而不会出现直接从光伏组串的一个光伏组件取电出现的光伏组串最大功率跟踪跟踪困难及组串由于取电时组串内的失配引起的发电损失问题。
图5是跟踪支架间歇动作过程中自供电DC-DC变换器的输出电流电压示意图。
如图5所示，所述光伏跟踪支架间歇短时动作的特点，采用光伏组件的限定电流输出为蓄电池充电，间歇短动作时，在3s-6s短时间蓄电池放电，蓄电池放电深度为浅层放电后，在间歇期内进行限定电流的小电流为蓄电池充电，在200s-250s时间内完成蓄电池的满充电，在所述光伏跟踪支架每天的间歇动作下，蓄电池运行在浅充浅放的状态下。所述供电DC-DC变换器的输入功率进行恒电流及恒电压工作模式的限功率值输出条件下运行， 所述供电DC-DC变换器的最大输入功率为恒电流工作模式下运行时限定最大输入功率为所述光伏组件STC条件下最大功率的5%，因此图5中光伏跟踪支架转动及转动停止后一段时间，自供电DC-DC变换器的输出电流保持恒定值，输出电压逐渐上升，直到蓄电池满充电后所述供电DC-DC变换器的输入功率进入恒电压工作模式下运行后，自供电DC-DC变换器的输出电流逐渐减小而输出电压保持恒定值；而光伏跟踪支架再次转动后，自供电DC-DC变换器的输出电压由于蓄电池的放电而快速降低。采用本案的自供电方法，所述光伏跟踪支架每天的间歇动作下，蓄电池运行在浅充浅放的状态下运行，延长了蓄电池的寿命。
需要声明的是，上述具体实施方式仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法，其特征在于：所述光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法是从光伏跟踪支架上的光伏组件串内的一个或数个光伏组件取电，接入方式是取电的所述光伏组串内的一个或数个光伏组件接入同一个光伏功率优化器的输入端。
2.根据权利要求1所述的光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法，其特征在于：取电电压为不超过60V的安全低电压，以光伏组件STC条件下最大功率的工作电流的5%作为供电时取电的电流上限值。
3.根据权利要求1所述的光伏跟踪支架的安全低电压自供电方法，其特征在于：依据所述光伏跟踪支架间歇短时动作的特点，采用光伏组件的限定电流输出为蓄电池充电，间歇短动作时，在3s-6s短时间蓄电池放电，蓄电池放电深度为浅层放电后，在间歇期内进行限定电流的小电流为蓄电池充电，在200s-250s时间内完成蓄电池的满充电，在所述光伏跟踪支架每天的间歇动作下，蓄电池运行在浅充浅放的状态下。
4.一种光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置，其特征在于：所述光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置包括光伏发电单元、光伏功率优化器、供电DC-DC变换器、蓄电池；
所述光伏发电单元为光伏跟踪支架上的光伏组件串中的一个或数个光伏组件，所述光伏发电单元的输出端接所述光伏功率优化器的输入端与所述供电DC-DC变换器的输入端，也即是所述光伏功率优化器的输入端与所述供电DC-DC变换器的输入端并联连接，所述光伏发电单元的所述功率光伏功率优化器的输出端与所述光伏跟踪支架上的其他光伏组件的输出端直接或接入光伏功率优化器后的输出端串联，形成所述光伏组件串；
所述供电DC-DC变换器的输入端口接所述光伏发电单元的输出端，所述供电DC-DC变换器的输入端的正、负极分别对应所述光伏发电单元的输出端的正、负极；所述供电DC-DC变换器的输出端接所述蓄电池，所述供电DC-DC变换器的输出端的正、负极分别对应所述蓄电池的正、负极，所述蓄电池直接接入所述供电DC-DC变换器，或所述蓄电池通过光伏跟踪支架的能量管理器后再接入所述供电DC-DC变换器。
5.根据权利要求4所述的光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置，其特征在于：所述光伏功率优化器包括最大功率跟踪电路，所述最大功率跟踪电路包括电压电流检测单元、乘法器与最大功率跟踪处理单元；所述电压电流检测单元，用于采集所述光伏功率优化器的输出电压、输出电流；所述乘法器，用于将所述光伏发电单元经过所述光伏功率优化器的输出电压与所述光伏发电单元输出电流相乘，得到所述光伏功率优化器的输出功率；所述光伏发电单元的输出功率为所述光伏功率优化器的输出功率与所述供电DC-DC变换器的输入功率之和；
所述供电DC-DC变换器的输入功率进行恒电流及恒电压工作模式的限功率值输出运行条件下，最大输入功率为恒电流工作模式下运行，限定最大输入功率为所述光伏组件STC条件下最大功率的5%。
6.根据权利要求4所述的光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置，其特征在于：所述供电DC-DC变换器包括直流变换电路、控制模块，所述直流变换电路用于耦合于所述光伏发电单元与所述蓄电池之间，所述直流变换电路设置有所述控制模块；所述光伏跟踪支架正常跟踪太阳工作时，所述光伏跟踪支架按照角度允许误差设定范围而间歇动作，所述供电DC-DC变换器以间歇形式给所述蓄电池充电；
所述控制模块用于监测所述直流变换电路的输入端电压参量，当监测到所述输入端电压在所述供电DC-DC变换器在充电前后的电压值波动超过10%，所述供电DC-DC变换器的控制模块控制所述供电DC-DC变换器停止给所述蓄电池充电；所述控制模块还用于检测直流变换电路的输出端电压参量且关于输出端电压参量预设有阈值；
所述供电DC-DC变换器的供电模式包括恒电流、恒电压两种供电模式，所述供电DC-DC变换器的恒电流模式下，所述控制模块控制所述直流变换电路输出电流维持一个固定的输出电流定值，且此固定的输出电流设定值低于所述光伏组件的STC条件下最大功率点工作电流5%；所述供电DC-DC变换器的恒电压模式下，所述控制模块控制所述直流变换电路的输出电压维持在上述输出端电压阈值；
当所述供电DC-DC变换器的控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值低于所述预设电压阈值，所述控制模块控制所述供电DC-DC变换器运行在恒电流模式；若所述控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值等于所述预设电压阈值，所述控制模块控制所述供电DC-DC变换器运行在恒电压模式；若所述控制模块检测所述供电DC-DC变换器的输出端电压值高于所述预设电压阈值，所述控制模块控制所述供电DC-DC变换器停止供电。
7.根据权利要求4所述的光伏跟踪支架的安全低电压自供电装置，其特征在于：所述光伏功率优化器还用于跟踪所述光伏发电单元的最大功率，以及控制所述光伏功率优化器的输出电流一致于光伏组串的串电流；所述供电DC-DC变换器进行恒电流及恒电压工作模式的限功率值输出运行条件下，所述光伏功率优化器跟踪所述光伏组件的最大功率，确定光伏组件最大功率的输出电压；所述供电DC-DC变换器进行恒电流及恒电压工作模式工作条件下限功率输出的限定功率值为所述光伏组件STC条件下最大功率的5%。
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