一种太阳能光伏系统热斑检测及优化控制方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于光伏发电领域，具体涉及一种太阳能光伏系统热斑检测及优化控制方 法。
【背景技术】：
[0002] 太阳能发电具有取之不尽、用之不竭、无环境污染等优越性，被全球能源专家认为 是未来最具有发展前景的绿色能源，已得到广泛应用。但是在各种光伏发电系统中，普遍存 在局部阴影或光照不均等现象。
[0003] 当光伏组件中某个单体光伏电池被树叶或者其他不透明物体遮挡时，将导致该光 伏组件输出电流降低而使得被遮挡的单体光伏电池产生过热现象，通常称为热斑现象，这 种热量的长时间积累会导致组件温度升高，当温度升高到一定程度就会破坏组件的表面封 装材料，甚至会烧坏单体光伏电池的物理结构，严重影响光伏组件的使用寿命。需要对热斑 现象进行检测与诊断，现有的大部分热斑故障检测方法都是针对光伏阵列，而对于光伏组 件上的热斑现象的研究较少。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能光伏系统热斑检测及优化控制方 法，能够对热斑故障进行检测，同时对组件输出进行优化控制。
[0005] 本发明是一种太阳能光伏系统热斑检测及优化控制方法，包括光伏组件输出特性 扫描，模糊故障检测，优化控制三个阶段，具体为：
[0006] 一、光伏组件输出特性扫描
[0007] 从光伏组件开路电压开始通过调节控制信号使光伏组件输出电压从开路电压处 开始不断降低，直到电压降低到0V为止，对光伏组件输出特性进行扫描。扫描过程中，通过 对光伏组件输出功率值进行比较，找出局部最大功率点，计算局部最大功率点电流差值以 及伏安曲线斜率值。
[0008] 二、模糊故障检测
[0009] 扫描结束后，将所有局部最大功率点电流差值以及伏安曲线斜率值代入模糊故障 检测程序，对热斑现象进行检测。
[0010] 三、优化控制
[0011] 若检测出热斑，则电能变换控制器停止工作，光伏组件开路。
[0012] 若未出现热斑，则比较局部最大功率值的大小，得出功率最大的局部最大功率点， 即全局最大功率点，电能变换控制器对控制信号进行调节，使所述光伏组件工作于全局最 大功率点上。
[0013] 本发明的优点在于：
[0014] 本发明提出了一种对光伏组件热斑现象进行检测以及对光伏组件进行优化控制 的方法，可以准确的对热斑现象进行检测。
[0015] 本发明采用模糊控制的方法对热斑现象进行判断，设计简单，便于应用，灵活性 商。
[0016] 本发明的控制方法能够正确的对组件进行优化控制，避免热斑现象的产生，延长 光伏组件使用寿命，并且使组件在局部阴影下能够尽可能地输出最大功率。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明一个实施例的太阳能光伏系统模块示意图。
[0018]图2为本发明一个实施例的故障检测与优化控制流程图。 具体实施方法
[0019] 下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明。
[0020] 本发明是一种太阳能光伏系统热斑检测及优化控制方法，流程如图2所示，包括 光伏组件输出特性扫描，模糊故障检测，优化控制，三个阶段，具体为：
[0021] 一、光伏组件输出特性扫描，包括以下步骤：
[0022] 步骤一，所述电能变换控制器对所述光伏组件进行控制，使所述光伏组件开路。
[0023] 步骤二，所述电能变换控制器通过控制所述电力转换电路对光伏组件输出电压进 行调节，使光伏组件输出电压从开路电压逐渐降低到0V，完成一次光伏组件输出特性扫描 过程。
[0024] 步骤三，所述电能变换控制器在上述步骤二扫描过程中，检测并存储每次电力转 换电路控制信号变化时光伏组件的输出电流和输出电压参数，并计算获得输出功率；
[0025] 步骤四，所述电能变换控制器根据对计算得出的功率值进行比较，找到局部最大 功率点并记录局部最大功率点电流值Ii、12、13，功率值Pi、P2、P3，其中下标分别表示第1或 2或3个局部最大功率点；
[0026] 步骤五，所述电能变换控制器找到局部最大功率点后，根据存储的电压、电流参数 计算局部最大功率点靠近开路电压侧伏安曲线斜率值kpk2、k3，其中下标分别表示第1或2 或3个局部最大功率点时斜率值；
[0027] 步骤六，根据步骤D中局部最大功率点电流值计算电流值之差A A12 = 12_工3、八 13=13_工2 ;
[0028] 步骤七，将步骤E中的斜率值kpk2、k3，步骤F中电流值差值AIpA12、A13分别 输入模糊控制程序，对热斑进行诊断，模糊控制程序输出"出现热斑"和"未出现热斑"两种 诊断结果；
[0029] 步骤八，所述电能变换控制器根据模糊控制程序诊断结果对光伏组件进行优化控 制，若出现热斑，则所述电能变换控制器停止工作，光伏组件开路；若未出现热斑，则比较 Pi、P2、P3值的大小，取最大值作为全局最大功率点，所述电能变换控制器对电力转换电路进 行调节，使光伏组件工作于全局最大功率点。
[0030] 二、模糊故障检测
[0031] 模糊故障检测程序输入量为AL、AI2、AI3 ;ki、k2、k3;
[0032] 对输入量AIpA12、A13，设全局光照强度比遮挡后光照强度大于AGP500W/ m2,才有可能出现热斑现象。设光照每降低/ 4W/m2对应短路电流之差IsarIscs=AlQ， AI取值范围设为[0,4AIJ，语言值设为{NB，NS，Z，PS,PB}，NB，NS，Z，PS，PB分别表示 负大，负小，零，正小，正大模糊概念。论域定义为{-4,-3,-2,-1，0, 1，2, 3, 4}。
【主权项】
1. 一种太阳能光伏系统，包括：光伏组件（101)，用于转换太阳能产生电流；电能变换 控制器（102)，其输入端与光伏组件相连接，用于对所述光伏组件的输出电流和/或输出电 压进行控制，以产生最大功率以及进行故障检测，其输出端与负载或逆变器或其他变换器 相连接。
2. 根据权利要求1所述的太阳能光伏系统，其特征在于，所述电能变换控制器（102) 包括：输入检测电路（103)，与所述电能变换控制器（102)的输入端相连接，用于检测输入 到所述电能变换控制器（102)的电流和电压参数；控制电路（104)，与所述输入检测电路 (103)相连接，用于根据所述电流和电压通过计算产生控制信号，进行最大功率点跟踪控制 与热斑检测；电力转换电路（105)，分别与所述电能变换控制器（102)的输入端和输出端及 所述控制电路（104)相连接，用于接收所述控制信号，对所述光伏组件进行升压或者降压 或者直通控制。
3. -种太阳能光伏系统热斑检测及优化控制方法，其特征在于，包括步骤： (1) 所述电能变换控制器（102)对所述光伏组件（101)进行控制，使所述光伏组件开 路； (2) 所述电能变换控制器（102)通过控制所述电力转换电路（105)对光伏组件输出电 压进行调节