一种光伏发电系统直流侧设备的自动控制方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种光伏发电系统直流侧设备的自动控制方法和装置。
【背景技术】
[0002]光伏发电系统直流侧设备(如直流汇流箱、光伏接线盒、直流配电柜等)、光伏组件、DC/DC变换器、DC/AC变换器等是多级光伏发电系统的重要组成部分，其工作状态的监控及维护对多级光伏发电系统的安全稳定运行至关重要。
[0003]为实现光伏发电系统直流侧设备的全自动化控制，光伏发电系统直流侧设备通常配置有通信模块(如W1-Fi模块、RS-485通信模块等)，但实现成本太高，举例说明:在多级光伏发电系统中，每一光伏组件都单独配置有一个用来从该光伏组件所在的光伏组串中切除和接入该光伏组件的光伏接线盒，所述光伏接线盒可以在配置通信模块的情况下根据上位机下发的控制命令自动执行相应动作；但一个多级光伏发电系统中往往具有众多个光伏接线盒，若每个光伏接线盒都配置通信模块的话，会导致多级光伏发电系统硬件成本和施工成本的大幅增加。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种光伏发电系统直流侧设备的自动控制方法和装置，以实现光伏发电系统直流侧设备的全自动化控制，且实现成本低。
[0005]—种光伏发电系统直流侧设备的自动控制方法，包括:
[0006]在多级光伏发电系统处于待机状态时，若需要对光伏发电系统直流侧设备进行调节控制，则将DC/DC变换器输入侧的电参量信号调制成能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号。
[0007]其中，当所述能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号为时域特征参数按照预设规律变化的信号时，所述将DC/DC变换器输入侧的电参量信号调制成能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号，包括:
[0008]按照预设控制策略对DC/DC变换器中的开关器件进行斩波控制，使得所述DC/DC变换器输入侧的电参量信号的时域特征参数能够按照预设规律变化。
[0009]其中，当所述能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号为频域特征参数按照预设规律变化的信号时，所述将DC/DC变换器输入侧的电参量信号调制成能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号，包括:
[0010]按照预设控制策略对DC/DC变换器中的开关器件进行斩波控制，使得所述DC/DC变换器输入侧的电参量信号的频域特征参数能够按照预设规律变化。
[0011]可选地，在将DC/DC变换器输入侧的电参量信号调制成能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号的过程中，所述方法还包括:保持直流母线电压不会增大到超过设定阈值。
[0012]其中，所述保持直流母线电压不会增大到超过设定阈值，包括:
[0013]采用限制对所述DC/DC变换器输入侧的电参量信号进行调制的时长和/或频率、利用储能设备从直流母线电容上抽取能量、提高直流母线电容上的功率消耗这三种方案中的一种或任意几种的组合来保持直流母线电压不会增大到超过设定阈值。
[0014]—种光伏发电系统直流侧设备的自动控制装置，包括:
[0015]判断单元，用于在多级光伏发电系统处于待机状态时，判断是否满足需要对光伏发电系统直流侧设备进行调节控制的触发条件；
[0016]斩波控制单元，用于在满足所述触发条件时，将DC/DC变换器输入侧的电参量信号调制成能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号。
[0017]其中，当所述能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号为时域特征参数按照预设规律变化的信号时，所述斩波控制单元为按照预设控制策略对DC/DC变换器中的开关器件进行斩波控制，使得所述DC/DC变换器输入侧的电参量信号的时域特征参数能够按照预设规律变化的单元。
[0018]其中，当所述能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号为频域特征参数按照预设规律变化的信号时，所述斩波控制单元为按照预设控制策略对DC/DC变换器中的开关器件进行斩波控制，使得所述DC/DC变换器输入侧的电参量信号的频域特征参数能够按照预设规律变化的单元。
[0019]可选地，所述自动控制装置还包括:限压单元，用于在所述斩波控制单元工作过程中保持直流母线电压不会增大到超过设定阈值。
[0020]其中，所述限压单元为采用限制对所述DC/DC变换器输入侧的电参量信号进行调制的时长和/或频率、利用储能设备从直流母线电容上抽取能量、提高直流母线电容上的功率消耗这三种方案中的一种或任意几种的组合来保持直流母线电压不会增大到超过设定阈值的单元。
[0021]从上述的技术方案可以看出，本发明把DC/DC变换器输入侧的电参量信号接受调制后的波形作为控制命令，所述控制命令通过直流电力线传输给光伏发电系统直流侧设备，使其执行相应动作，从而实现了光伏发电系统直流侧设备的全自动化控制。由于上述调制过程是对多级光伏发电系统中现有的DC/DC变换器进行斩波控制实现的，且上述控制命令也是以多级光伏发电系统中现有的直流电力线作为传输媒介的，因此无需额外增加硬件成本。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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。
[0023]图1为本发明实施例公开的一种光伏发电系统直流侧设备的自动控制方法流程图；
[0024]图2为本发明实施例公开的一种多级光伏发电系统结构示意图；
[0025]图3a为本发明实施例公开的一种DC/DC变换器输入侧的电压随时间变化的波形图；
[0026]图3b为本发明实施例公开的一种DC/DC变换器输入侧的电流随时间变化的波形图；
[0027]图4为本发明实施例公开的一种光伏发电系统直流侧设备的自动控制装置结构示意图；
[0028]图5为本发明实施例公开的又一种光伏发电系统直流侧设备的自动控制装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]参见图1，本发明实施例公开了一种光伏发电系统直流侧设备的自动控制方法，以实现光伏发电系统直流侧设备的全自动化控制，且实现成本低，该方法包括:
[0031]步骤101:当多级光伏发电系统处于待机状态时，判断是否需要对光伏发电系统直流侧设备进行调节控制，若需要，进入步骤102 ;否则，返回执行步骤101。
[0032]步骤102:将DC/DC变换器输入侧的电参量信号调制成能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号。
[0033]多级光伏发电系统是指具有至少1级DC/DC变换器和至少1级DC/AC变换器的光伏发电系统。图2示出了一种现有的多级光伏发电系统结构示意图，包括:输入端接直流母线、输出端接入电网的DC/AC变换器；接在直流母线上的直流母线电容Cbus ;接在PV (photovoltaic，光伏)侧的电容Cpv ;以及以Cpv作为输入电容、以Cbus作为输出电容的DC/DC变换器。所述多级光伏发电系统中包含的PV组件、光伏发电系统直流侧设备均位于PV侧，图2中未示出。
[0034]为方便后续对本实施例所述技术方案的工作原理进行详述，以下将“将DC/DC变换器输入侧的电参量信号调制成能够控制所述光伏发电系统直流侧设备执行相应动作的信号”的过程，称为多级光伏发电系统的“斩波控制模式”。
[0035]本实施例为避免在实现光伏发电系统直流侧设备的全自动化控制的过程中，对多级光伏发电系统的正常发电造成影响，因此仅在多级光伏发电系统处于待机状态(系统待机状态下DC/AC变换器不进行电能变换；需要说明的是，此待机状态可以是PV侧输入电压或功率较低所致的正常待机，也可以是多级光伏发电系统故障停机所致的待机，也可能是多级光伏发电系统执行上位机下发的停机指令所致的待机，并不局限)时才启动所述斩波控制模式。
[0036]当处于待机状态的多级光伏发电系统遇到某光伏组件损坏、火灾、光伏阵列接线异常、直流输入过压、光伏发电系统直流侧设备功耗过高、孤岛、PV绝缘阻抗异常、PV输入过压等需要通过对光伏发电系统直流侧设备进行调节控制，来恢复多级光伏发电系统的安全、稳定、可靠、高效运行的情况时，就需要转入所述斩波控制模式运行，以完成如下任务:向光伏发电系统直流侧设备输出相应的控制命令，使其执行相应动作，从而保证多级光伏发电系统的安全、稳定、可靠、高效运行。
[0037]其中，多级光伏发电系统可以以自检到需要对光伏发电系统直流侧设备进行调节控制、接收到上位机下发的指示信息或工作人员启动应急开关等作为需要进入所述斩波控制模式的触发条件。
[0038]在所述斩波控制模式下，本实施例以DC/DC变换器输入侧的电参量信号接受调制后的波形作为需要输出给光伏发电系统直流侧设备的控制命令，其调制过程具体为:在需要向光伏发电系统直流侧设备输出控制命令时，就按照预设控制策略对DC/DC变换器中的开关器件进行斩波控制，使得DC/DC变换器直流侧的电参量信号可以按照预设规律变化，形成特定的编码信息；所述预设规律不同，得到的编码信息就不同，而不同的编码信息就代表着不同的控制命令，从而实现了自动控制光伏发电系统直流侧设备执行各种不同的。
[0039]其中，上述特定的编码信息，可以是时域特征参数(如电压或电流的幅值、相对变化值、变化斜率、波形上升时间或波形下降时间等)按照预设规律变化的信号，也可以是频域特征参数(如频率大小)按照预设规律变化的信号，即:上述调制过程可以