CN118713212A - 一种光伏逆变器智能调控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏逆变器智能调控系统，属于逆变器控制技术领域，包括：光伏电能生成模块，光伏电能生成模块根据预定时间段内的天气信息生成对应的光伏电能量；负载监测模块，负载监测模块获取预定时间段内的负载用电情况从而确定负载所需电能量；逆变器控制模块，逆变器控制模块根据生成的光伏电能量以及负载所需电能量来确定逆变器的输出功率；其中逆变器控制模块内还设有逆变器数据采集单元、数据分析处理单元以及输出功率调整单元。本发明根据逆变器工作中的电流变化、温度变化进行综合分析，来判断输出功率对逆变器性能的影响，从而进行相应的功率调整，从而保证逆变器的工作性能不被影响，以此保证功率的正常输出。

Description

一种光伏逆变器智能调控系统

技术领域

本发明属于逆变器控制技术领域，具体涉及一种光伏逆变器智能调控系统。

背景技术

光伏逆变器可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一，可以配合一般交流供电的设备使用。

一般光伏逆变器的输出功率会根据当日光伏板在预定时间段内生成的电能多少进行调整，当光伏板产生的电能多，则将光伏逆变器的输出功率增大，当光伏板产生的电能少时，相应的将光伏逆变器的输出功率减少；此种方式虽然能够最大化的利用光伏电能，但是逆变器的性能易受到输出功率大小的影响，当逆变器的输出功率增加时，相应的逆变器温度也会升高，若逆变器一直处于较高的输出功率工作模式下，会影响逆变器的使用寿命，从而影响功率的正常输出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏逆变器智能调控系统，用以解决上述背景技术中所面临的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种光伏逆变器智能调控系统，所述调控系统包括：

光伏电能生成模块，所述光伏电能生成模块用于根据预定时间段内的天气信息生成对应的光伏电能量；

负载监测模块，所述负载监测模块用于获取预定时间段内的负载用电情况从而确定负载所需电能量；

逆变器控制模块，所述逆变器控制模块用于根据生成的光伏电能量以及负载所需电能量来确定逆变器的输出功率；

所述逆变器控制模块内还设有逆变器数据采集单元、数据分析处理单元以及输出功率调整单元；

所述逆变器数据采集单元用于获取光伏逆变器在工作中的电流变化数据信息以及温度变化数据信息；

所述数据分析处理单元根据获取的数据信息进行综合处理分析，从而生成功率影响值，并根据功率影响值情况判断是否生成功率调整决策；

输出功率调整单元，所述输出功率调整单元在接收到功率调整决策后对逆变器的输出功率进行调整。

进一步地，所述逆变器控制模块根据生成的光伏电能量以及负载所需电能量来确定逆变器的输出功率的方法为：

将预定时间段分为n个监测小段，获取各个监测小段内产生的光伏电能量以及各个检测小段能确定的负载所需电能量；

将各个检测小段内产生的光伏电能量与确定的负载所需电能量进行比对：

当时，则将该监测小段的输出功率确定为，其中；

当时，则将该监测小段的输出功率确定为，其中；

式中，为预设的电能功率转化系数，为光伏损耗电能量。

进一步地，所述光伏损耗电能量获取的方法为：

通过公式得出光伏损耗电能量；

其中，为逆变器转化损耗系数，为光伏电站线路损耗系数，为光伏电站工作设备数，且，为第个工作设备的工作时长，为第个工作设备的工作时长参照值，为第个工作设备工作所需电能量。

进一步地，所述功率调整决策生成的方法为：

获取监测小段内逆变器自身的电流、以及温度变化，从而构建该监测小段内的电流与时间、温度与时间的曲线方程、；

通过公式计算出功率影响值；

将获得的功率影响值与系统内预设的功率影响阈值进行比对：

当时，则生成功率调整决策;

其中，为监测小段开始时间，为监测小段结束时间，为设定的温度电流影响标准函数，为设定的电流影响参照值，为设定的温度影响参照值，为设定的温度电流影响参照值。

进一步地，所述输出功率调整单元工作方法为：

当接收到功率调整决策后，通过公式将下一监测小段的输出功率减小；

其中，为逆变器需要减少的输出功率，为系统允许调整的最大输出功率，为预设的功率转化系数。

进一步地，所述光伏电能量获取方法为：

在标准温度以及标准光照强度下测出光伏板的标准光伏电能量；

获取监测小段内的光照强度变化曲线以及温度变化曲线,从而通过公式得出生成的光伏电能量；

其中，为温度影响系数。

进一步地，所述负载所需电能量获取方法为：

根据最近一段周期内每日相同检测小段的负载消耗变化，确定出第一负载需求量；

根据历史时间m年内每年相同周期的平均负载需求量，从而确定出第二负载需求量；

进而通过公式得出负载所需电能量，以及为比例系数。

本发明的有益效果：

本发明根据逆变器工作中的电流变化、温度变化进行综合分析，来判断输出功率对逆变器性能的影响，从而进行相应的功率调整，从而保证逆变器的工作性能不被影响，以此保证功率的正常输出。

本发明根据获取的光伏电能量以及负载所需电能量在结合光伏电站的综合电能损耗因素进行综合分析，来确定光伏逆变器的输出功率大小，这样既可以使确定出的输出功率更加的准确，又能将光伏能源合理利用，保证光伏电站的正常运作。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个实施例中，公开了一种光伏逆变器智能调控系统，如图1所示，调控系统包括：

光伏电能生成模块，光伏电能生成模块用于根据预定时间段内的天气信息生成对应的光伏电能量；

负载监测模块，负载监测模块用于获取预定时间段内的负载用电情况从而确定负载所需电能量；

逆变器控制模块，逆变器控制模块用于根据生成的光伏电能量以及负载所需电能量来确定逆变器的输出功率；

逆变器控制模块内还设有逆变器数据采集单元、数据分析处理单元以及输出功率调整单元；

逆变器数据采集单元用于获取光伏逆变器在工作中的电流变化以及温度变化等数据信息；

数据分析处理单元根据获取的数据信息进行综合处理分析，从而生成功率影响值，并根据功率影响值情况判断是否生成功率调整决策；

输出功率调整单元，输出功率调整单元在接收到功率调整决策后对逆变器的输出功率进行调整。

通过上述技术方案，本申请先根据光伏电能生成模块获取预定时间段内的天气信息生成对应的光伏电能量，再根据负载监测模块获取预定时间段内的负载用电情况从而确定负载所需电能量，最后根据获取的光伏电能量以及负载所需电能量在结合光伏电站的综合电能损耗因素进行综合分析，来确定光伏逆变器的输出功率大小，这样既可以使确定出的输出功率更加的准确，又能将光伏能源合理利用，保证光伏电站的正常运作；同时逆变器内还设有逆变器数据采集单元、数据分析处理单元以及输出功率调整单元，通过获取光伏逆变器在工作中的电流变化以及温度变化等数据信息，然后结合电流变化以及温度变化进行综合处理分析，从而生成功率影响值，再根据功率影响值大小来判断是否需要对设定的输出功率进行调整，当需要调整时，则生成功率调整决策，来对逆变器的输出功率进行调整，这样可以根据逆变器工作中的电流变化、温度变化进行分析，来判断输出功率对逆变器性能的影响，从而进行相应的功率调整，从而保证逆变器的工作性能不被影响，以此保证功率的正常输出。

作为本发明的一种实施方式，逆变器控制模块根据生成的光伏电能量以及负载所需电能量来确定逆变器的输出功率的方法为：

将预定时间段分为n个监测小段，获取各个监测小段内产生的光伏电能量以及各个检测小段能确定的负载所需电能量；

将各个检测小段内产生的光伏电能量与确定的负载所需电能量进行比对：

当时，则将该监测小段的输出功率确定为，其中；

当时，则将该监测小段的输出功率确定为，其中；

式中，为预设的电能功率转化系数，为光伏损耗电能量，其中光伏损耗电能量获取的方法为：通过公式得出光伏损耗电能量；

式中，为逆变器转化损耗系数，为光伏电站线路损耗系数，为光伏电站工作设备数，且，为第个工作设备的工作时长，为第个工作设备的工作时长参照值，为第个工作设备工作所需电能量。

通过上述技术方案，本实施例提供了逆变器控制模块根据生成的光伏电能量以及负载所需电能量来确定逆变器的输出功率的具体方法，首先将预定时间段分为n个监测小段，获取各个监测小段内产生的光伏电能量以及各个检测小段能确定的负载所需电能量，由于逆变器输出功率与负载所需电能量大小有关，因此将各个检测小段内产生的光伏电能量与确定的负载所需电能量进行比对：当时，说明此时光伏电能量要高于负载所需电能量，为了避免有过多的电能流入到电网中，造成电网负担，则将该监测小段的输出功率调整到与负载所需电能量一致，而负载多少还与光伏站自身的光伏损耗电能量多少有关，因此当为了保证光伏电站的正常运作，则将最终的输出功率确定为；同样当时，说明此时光伏电能量低于负载所需电能量，可将光伏电能量全部输出，则将输出功率调整到，而为了保证保证光伏电站的正常运作，则将最终逆变器的输出功率确定为。而光伏损耗电能量则通过公式得出，公式表示光伏站工作所需要的电能，当其值越大，说明光伏损耗电能量越大，而光伏损坏电能量还与设备的使用年限有关，一般来说，使用年限越久，其性能对应差，则损耗电能越大，因此通过公式得出光伏站设备使用工作时长状况，从而带入到公式得出光伏损耗电能量，这样可使得出的光伏损耗电能量更加精准，便于对逆变器输出功率的把控。

上述技术方案中，预设的电能功率转化系数、逆变器转化损耗系数、光伏电站线路损耗系数可根据自身性能参数确定，第个工作设备的工作时长参照值根据经验数据确定，第个工作设备工作所需电能量则根据对应设备的历史工作用电量进行确定。

作为本发明的一种实施方式，功率调整决策生成的方法为：

获取监测小段内逆变器自身的电流、以及温度变化，从而构建该监测小段内的电流与时间、温度与时间的曲线方程、；

通过公式计算出功率影响值；

将获得的功率影响值与系统内预设的功率影响阈值进行比对：

当时，则生成功率调整决策;

其中，为监测小段开始时间，为监测小段结束时间，为设定的温度电流影响标准函数，为设定的电流影响参照值，为设定的温度影响参照值，为设定的温度电流影响参照值；

而输出功率调整单元工作方法为：当接收到功率调整决策后，通过公式将下一监测小段的输出功率减小；

其中，为逆变器需要减少的输出功率，为系统允许调整的最大输出功率，为预设的功率转化系数。

通过上述技术方案，本实施例提供了功率调整决策生成的方法以及跟功率调整决策对输出功率进行调整的方法，首先获取监测小段内逆变器自身的电流、以及温度变化，从而构建该监测小段内的电流与时间、温度与时间的曲线方程、，从而通过公式计算出功率影响值；公式表示电流变化与电流影响参照值之间的比值情况，如果电流过大，容易发生过载危险，且如果电流超出逆变器承受值后，也会影响逆变器性能；公式表示温度变化与温度影响参照值之间的比值情况，如果逆变器温度升高，会影响逆变器性能；公式表示温度与电流之间的相互影响关系变化与温度电流影响参照值之间的比值情况，为设定的温度电流影响标准函数，其可根据大数据中相关数据获取，因为温度与电流之间存在相互影响，如果逆变器在工作中两者的对应变化与两者的对应标准变化之间产生较大差距，说明其也会影响逆变器性能；因此结合公式进行综合分析得出功率影响值，将获得的功率影响值与系统内预设的功率影响阈值进行比对，当时，说明功率影响值较大，为了保证逆变器工作性能，则生成功率调整决策，对逆变器输出功率进行调整，具体通过公式将下一监测小段的输出功率减小个功率大小，为预设的功率转化系数，可根据逆变器的历史数据结合经验拟定；从公式可以看出，当功率影响值越大，需要减少的输出功率越多，而功率不能无限减少，得保电能能被合理利用，所以设置一个系统允许调整的最大输出功率进行限制，来合理的对逆变器的输出功率进行调整。通过此种方式可以根据逆变器工作中的电流变化、温度变化进行分析，来判断输出功率对逆变器性能的影响，从而进行相应的功率调整，从而保证逆变器的工作性能不被影响，以此保证功率的正常输出。

上述技术方案中，监测小段时长可以根据实际情况进行确定，设定的电流影响参照值、设定的温度影响参照值为、设定的温度电流影响参照值、系统允许调整的最大输出功率以及系统内预设的功率影响阈值可以根据历史工作数据结合经验数据进行确定。

作为本发明的一种实施方式，光伏电能量获取方法为：

在标准温度以及标准光照强度下测出光伏板的标准光伏电能量；

获取监测小段内的光照强度变化曲线以及温度变化曲线,从而通过公式得出生成的光伏电能量；

其中，为温度影响系数。

通过上述技术方案，本实施提供了光伏电能量获取的具体方法，由于受到光照强度、温度的影响，生成的光伏电能量会存在出入，所以为了更加准确的获取光伏电能量，在标准温度以及标准光照强度下测出光伏板的标准光伏电能量，然后获取监测小段内的光照强度变化曲线以及温度变化曲线,从而通过公式得出生成的光伏电能量，式中为温度影响系数，可根据大数据中相关数据获取，这样将光照强度以及温度进行修正处理，使得到的光伏电能量更加准确。

作为本发明的一种实施方式，负载所需电能量获取方法为：

根据最近一段周期内每日相同检测小段的负载消耗变化，确定出第一负载需求量；

根据历史时间m年内每年相同周期的平均负载需求量，从而确定出第二负载需求量；

进而通过公式得出负载所需电能量，以及为比例系数。

通过上述技术方案，本实施例提供了负载所需电能量获取的具体方法，先获取根据最近一段周期内每日相同检测小段的负载消耗变化，确定出第一负载需求量，例如以月份为周期，获取每天相同检测小段下负载所需量变化情况，更加每天的变化情况拟定出第一负载需求量；然后根据历史时间m年内每年相同周期的平均负载需求量，从而确定出第二负载需求量，例如获取最近六年内，每年相同月份下相同检测小段内的负载需求量，从而得出平均负载需求量，确定出第二负载需求量，再通过公式得出负载所需电能量，其中以及为比例系数，其根据经验数据拟定，这样结合了近期负载需求量变化以及历史平均负载需求量变化进行综合分析，可更加准确的确定出负载所需电能量。

需要说明的是，本发明中的计算公式及各个参与运算的参数均预先经过无量纲处理，而无量纲处理的过程为行业公知，在此不进行叙述。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种光伏逆变器智能调控系统，其特征在于，所述调控系统包括：

光伏电能生成模块，所述光伏电能生成模块用于根据预定时间段内的天气信息生成对应的光伏电能量；

负载监测模块，所述负载监测模块用于获取预定时间段内的负载用电情况从而确定负载所需电能量；

逆变器控制模块，所述逆变器控制模块用于根据生成的光伏电能量以及负载所需电能量来确定逆变器的输出功率；

所述逆变器控制模块内还设有逆变器数据采集单元、数据分析处理单元以及输出功率调整单元；

所述逆变器数据采集单元用于获取光伏逆变器在工作中的电流变化数据信息以及温度变化数据信息；

所述数据分析处理单元根据获取的数据信息进行综合处理分析，从而生成功率影响值，并根据功率影响值情况判断是否生成功率调整决策；

输出功率调整单元，所述输出功率调整单元在接收到功率调整决策后对逆变器的输出功率进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器智能调控系统，其特征在于，所述逆变器控制模块根据生成的光伏电能量以及负载所需电能量来确定逆变器的输出功率的方法为：

将预定时间段分为n个监测小段，获取各个监测小段内产生的光伏电能量以及各个检测小段能确定的负载所需电能量；

将各个检测小段内产生的光伏电能量与确定的负载所需电能量进行比对：

当时，则将该监测小段的输出功率确定为，其中；

当时，则将该监测小段的输出功率确定为，其中；

式中，为预设的电能功率转化系数，为光伏损耗电能量。

3.根据权利要求2所述的一种光伏逆变器智能调控系统，其特征在于，所述光伏损耗电能量获取的方法为：

通过公式得出光伏损耗电能量；

其中，为逆变器转化损耗系数，为光伏电站线路损耗系数，为光伏电站工作设备数，且，为第个工作设备的工作时长，为第个工作设备的工作时长参照值，为第个工作设备工作所需电能量。

4.根据权利要求2所述的一种光伏逆变器智能调控系统，其特征在于，所述功率调整决策生成的方法为：

获取监测小段内逆变器自身的电流、以及温度变化，从而构建该监测小段内的电流与时间、温度与时间的曲线方程、；

通过公式计算出功率影响值；

将获得的功率影响值与系统内预设的功率影响阈值进行比对：

当时，则生成功率调整决策;

其中，为监测小段开始时间，为监测小段结束时间，为设定的温度电流影响标准函数，为设定的电流影响参照值，为设定的温度影响参照值，为设定的温度电流影响参照值。

5.根据权利要求4所述的一种光伏逆变器智能调控系统，其特征在于，所述输出功率调整单元工作方法为：

当接收到功率调整决策后，通过公式将下一监测小段的输出功率减小；

其中，为逆变器需要减少的输出功率，为系统允许调整的最大输出功率，为预设的功率转化系数。

6.根据权利要求2所述的一种光伏逆变器智能调控系统，其特征在于，所述光伏电能量获取方法为：

在标准温度以及标准光照强度下测出光伏板的标准光伏电能量；

获取监测小段内的光照强度变化曲线以及温度变化曲线,从而通过公式得出生成的光伏电能量；

其中，为温度影响系数。

7.根据权利要求2所述的一种光伏逆变器智能调控系统，其特征在于，所述负载所需电能量获取方法为：

根据最近一段周期内每日相同检测小段的负载消耗变化，确定出第一负载需求量；

根据历史时间m年内每年相同周期的平均负载需求量，从而确定出第二负载需求量；

进而通过公式得出负载所需电能量，以及为比例系数。