太阳能电厂的启动的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于对太阳能发电机系统的一个或更多个启动参数进行优化的方法及太阳能发电机系统。所述太阳能发电机系统包括太阳能板阵列和用于对从所述板阵列获得的功率进行变换的变换器。所述方法包括：测量所述板阵列的输出电压；将所述输出电压与启动电压（Vdc）进行比较；当所述板阵列的所述输出电压超过所述启动电压（Vdc）时，启动所述太阳能发电机系统；在早晨启动之后，测量从所述太阳能板阵列获得的功率；将所获得的功率与已知极限值进行比较，以及基于对功率的比较来改变所述一个或更多个启动参数。
【专利说明】太阳能电厂的启动
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及光伏发电，更具体地涉及光伏发电系统的启动。
【背景技术】
[0002]光伏(PV)发电系统包括构成板阵列的一个或更多个光伏板。该板阵列与用于优化来自这些板的能量捕获及用于将生成的功率供应给电网或能量存储装置的电力电子设备连接。该电力电子设备包括用于修改从板阵列获得的电压和/或电流的一个或更多个变换器级。尽管PV系统中的电力电子设备一般包括除逆变器之外的其它变换器拓扑结构，但通常将这些设备称为太阳能逆变器或PV逆变器。
[0003]太阳能电厂或光伏发电系统在变化的环境状况下工作。环境状况随季节和天气而变化。这导致用于设定针对最优启动状况的参数的标准不恒定的事实。如果早晨太早启动PV发电机，则PV发电机不能产生足够的功率并且将停机，以便稍后再次启动。这样的不必要启动和停机磨损发电机系统的部件。另一方面，如果太晚启动发电机系统，则将损失一些能量，即，没有将来自太阳能板的所有可能的能量都馈送给电网。
[0004]已知，根据变化状况对用作连接至太阳能板系统的变换器的启动标准的参数进行优化。启动标准的一般示例为来自板阵列的电压和启动的时间延迟。根据这些标准，早晨启动过程包括:监测来自板阵列的开路电压，并且当该电压超过所设定的极限时，在由时间延迟设定的时间段届满之后启动太阳能逆变器。在已知系统中，根据现行状况手动校正这些参数。在太阳能电厂的试运行和工作期间，用于启动标准的参数的手动设定需要额外的工作。
[0005]参数的手动优化还因变化的状况而导致非最优情形。例如，当PV板覆盖有灰尘时，发电系统不能以针对洁净板的初始设定的标准启动。当板或其连接有故障时会发生同样的问题。因此，当利用新板替换旧板时或当对板进行维修时，针对启动设定的标准不再是最优的。
[0006]还已知，通过使用外部辐照或温度传感器来优化启动参数。然而，这样的外部传感器增加了系统的复杂性和成本。此外，这些外部传感器不能考虑在PV板中发生的变化。这样的变化例如在板变丨H或变脏时发生。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种用以解决上述问题的方法和用于实施该方法的系统。本发明的目的通过独立权利要求所述的方法和系统来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。
[0008]本发明是基于如下构思:基于启动之后从板阵列获得的所测量的有功功率来优化启动参数。将所测量的有功功率与成功启动所需要的已知最优功率进行比较，并且基于该比较来改变启动参数。
[0009]启动标准的参数被自动地改变,使得启动适用于可能的变化状况。这样的变化状况例如为PV板的变化的拓扑或量、和/或变化的大气状况。利用本方法和系统，太阳能发电机系统的操作人员不需要在系统的试运行或工作期间手动地改变参数。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面将借助优选实施例并参照附图来更详细地描述本发明，在附图中:
[0011]图1示出了本发明的实施方式的流程图，
[0012]图2示出了减小启动标准的实施方式的流程图，
[0013]图3示出了增大启动标准的实施方式的流程图，以及
[0014]图4示出了光伏发电系统的简化结构。
【具体实施方式】
[0015]当太阳能板阵列在夜晚之后接收来自太阳的辐照时，板的开路电压开始上升。当开路电压超过针对早晨启动设定的极限值时，在时间延迟之后启动发电机系统(即一个或更多个变换器)的操作。延迟Tstart的长度和电压极限Vd。为针对早晨启动设定的参数。在本发明中，当启动系统的变换器时，确定从板阵列获得的实际功率Pac;，k。优选地，根据来自板阵列的电流和电压的测量值来确定功率。不必根据直接来自板的电流和电压来确定功率。可以根据在变换器中测量的电流和电压来确定功率。代替电流和电压二者为测量值，这些值之一也可以为由变换器结构中的某一控制电路所输出的参考值。此外，当输出电压具有固定值时，也可以根据由变换器系统输出的电流来确定功率。
[0016]当确定了系统在启动瞬间之后的功率Paca时，将其与极限值Pac^pt进行比较。该极限值表示用于保持功率变换器系统可靠运行所需要的最优启动功率水平。PV发电系统的变换器系统需要用于系统操作的功率。这意味着从板阵列获得的一部分功率由功率变换器系统使用，而一部分功率作为功率损耗被耗散在系统中。稍微知道这些损耗，以便于可以在系统操作之前针对系统估计极限值Ρ%_。从板阵列输出的功率必须超过该极限值，以便变换器系统的操作和功率的输出变得可能。该极限值可以包含安全裕量，使得略低于该极限的值足以操作变换器系统。
[0017]如果系统的实际功率Paca接近极限值，则确定不需要改变针对早晨启动的启动参数。然而，如果实际功率？^,高于或低于极限值一定量，则对启动参数做出改变。在该方法的实施方式中，确定一定的滞后变化极限，并且当实际功率在这些极限的范围之外时，该启动不是最优的。在实施方式中，从而检查是否满足下式:
[0018]
【权利要求】
1.一种用于对太阳能发电机系统的一个或更多个启动参数进行优化的方法，其中，所述太阳能发电机系统包括太阳能板阵列和用于对从所述板阵列获得的功率进行变换的变换器，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 测量所述板阵列的输出电压， 将所述输出电压与启动电压(vd。)进行比较， 当所述板阵列的所述输出电压超过所述启动电压(vd。)时，启动所述太阳能发电机系统， 在早晨启动之后，测量从所述太阳能板阵列获得的功率， 将所获得的功率与已知极限值进行比较，以及 基于对功率的所述比较来改变所述一个或更多个启动参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所获得的功率与已知极限值进行比较的步骤包括以下步骤: 将所获得的功率与下限和上限进行比较，以及 当所获得的功率高于所述上限或低于所述下限时，改变所述一个或更多个启动参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述启动参数之一为启动电压电平，并且所述改变所述一个或更多个启动参数的步骤包括以下步骤: 当所获得的功率高于所述上限时，减小所述启动电压，以及 当所获得的功率低于所述下限时，增大所述启动电压。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，通过将电压阶跃(Vstep)与当前启动时所使用的启动电压相加或通过从当前启动时所使用的启动电压中减去电压阶跃(Vstep)，来执行所述启动电压的增大或所述启动电压的减小。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述启动电压具有上限值(Vdc;，max)和下限值(1_)，所述上限值和下限值限制所述启动电压的增大和减小。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述电压阶跃(Vstep)为恒量或变量，所述变量的值依赖于当前启动电压与所述上限值(vdc;,max)或所述下限值(vdc;,min)之间的差。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述启动参数之一为启动所述发电系统时所使用的时间延迟，并且改变所述一个或更多个启动参数包括以下步骤: 当所获得的功率高于所述上限时，减小所述时间延迟，以及 当所获得的功率低于所述下限时，增大所述时间延迟。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过将时间阶跃(Tstep)与当前启动时所使用的时间延迟相加或通过从当前启动时所使用的时间延迟中减去时间阶跃(Tstep),来执行所述时间延迟的增大或减小。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述时间延迟具有上限值(Tstart，max)和下限值(Tstart，min)，所述上限值和所述下限值限制所述时间延迟的增大和减小。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述时间阶跃(Vstep)为恒量或变量，所述变量的值依赖于当前时间与所述上限值(Tstart,_)或所述下限值(Tstart,min)之间的差。
11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括: 当所述参数中的一个或更多个参数处于其极限值时，生成警报。
12.根据前述权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括:当所述参数中的一个或更多个参数快速增大时，生成警报。
13.—种太阳能发电机系统，其中，所述太阳能发电机系统包括太阳能板阵列和用于对从所述板阵列获得的功率进行变换的变换器，其特征在于，所述系统包括: 用于测量所述板阵列的输出电压的部件， 用于将所述输出电压与启动电压(Vd。)进行比较的部件， 用于在所述板阵列的所述输出电压超过所述启动电压(Vd。)时启动所述太阳能发电机系统的部件， 用于在启动之后测量从所述太阳能板阵列获得的功率的部件， 用于将所获得的功率与已知极限值进行比较的部件，以及 用于基于对功率的 比较来改变所述一个或更多个启动参数的部件。
【文档编号】H02S40/30GK103731095SQ201310484830
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2012年10月16日
【发明者】亚里·乌西迈基, 亚尔科·许蒂宁, 扬内·赫尔贝里 申请人:Abb公司