一种具有自动补光功能的大规模光伏阵列系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电领域，具体涉及一种具有自动补光功能的大规模光伏阵列系统。


背景技术：

2.光伏发电指通过光伏发电系统将太阳能转化为电能的过程。通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成，同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统组成一套完整的光伏发电系统。
3.传统的光伏发电，是将光伏组件基于一个平面水平设置，当光照不充分时，为了保证整个发电网络的稳定，经常要屏蔽一些受光照不足的光伏单元；并且设置的区域必须宽阔无遮挡，造成光伏的推广收到很多限制；急需一款具有自动补光功能的大规模光伏阵列设计，不仅满足在一些日照角度变化频繁的地区进行光伏布置，而且通过补光设计，使得整个系统的发电效率达到最大。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术问题，本实用新型提供了一种具有自动补光功能的大规模光伏阵列系统，包括，
5.光伏阵列，光伏阵列由若干个光伏单元组成，其中，每个光伏单元由若干个光伏组件组成；
6.光伏阵列控制模块，与光伏阵列连接，用于控制光伏阵列发电；
7.补光装置，设置在大规模光伏阵列系统的底部中心处，每个光伏组件围绕补光装置自下而上构成纵向光伏单元，其中，围绕补光装置的光伏组件之间相互连接，构成横向光伏单元；
8.补光控制装置，与补光装置连接，用于调整补光装置的补光角度；
9.转向固定装置，分别与光伏阵列、补光控制装置固定连接，用于调整大规模光伏阵列系统的光照角度；
10.系统控制模块，分别与光伏阵列控制模块、补光控制装置、转向固定装置连接，用于协调大规模光伏阵列系统工作状态。
11.优选地，光伏阵列控制模块，包括横向控制单元、纵向控制单元、指令控制单元；
12.横向控制单元用于控制横向光伏单元进行发电；
13.纵向控制单元用于控制纵向光伏单元进行发电；
14.指令执行单元分别与横向控制单元、纵向控制单元、系统控制模块连接，用于控制光伏阵列发电。
15.优选地，补光控制装置包括，
16.固定模块，与补光装置固定连接；
17.角度控制模块，分别与固定模块、系统控制模块连接，用于控制补光装置的补光角
度；
18.升降控制模块，分别与固定模块、系统控制模块连接，用于控制补光装置的高度位置。
19.优选地，转向固定装置包括，
20.固定装置，用于固定连接光伏阵列、补光控制装置；
21.转向装置，分别与固定装置、系统控制模块连接，用于通过控制固定装置，调整光照角度。
22.优选地，系统控制模块包括，
23.光照角度控制单元，用于通过采集光伏阵列的第一发电情况，调整光照角度；
24.补光角度控制单元，与光照角度控制单元进行数据交互，用于采集横向光伏单元、纵向光伏单元的第二发电情况，通过将第二发电情况与第一发电情况进行比较判断，根据判断结果调整补光角度；
25.发电控制模块，分别与光照角度控制单元、补光角度控制单元、指令执行单元连接，用于根据光照角度，获得第一控制指令，根据补光角度，获得第二控制指令，其中，第一控制指令用于控制纵向光伏单元进行发电，第二控制指令用于控制横向光伏单元进行发电。
26.优选地，光照角度用于表示太阳光照射在处于底部中心处的补光装置的角度，光照角度为65
°‑
90
°
，
27.其中，
28.当光照角度小于65
°
且大于等于30
°
时，横向光伏单元停止工作，纵向光伏单元保持工作状态，补光装置返回到底部中心处；
29.当光照角度小于30
°
时，横向光伏单元停止工作，纵向光伏单元停止工作，大规模光伏阵列系统返回至初始位置，初始位置用于表示光伏阵列开始工作的位置。
30.优选地，光伏阵列包括用于控制光伏组件工作的电磁阀；
31.光伏阵列控制模块与每个电磁阀电性连接，用于对每个光伏组件进行单独控制。
32.优选地，系统控制模块通过光伏阵列控制模块与电磁阀电性连接，用于通过采集每个光伏组件的工作电压，获得工作路线，并根据工作路线，通过调整补光角度、光照角度，获得光伏阵列的最佳工作状态。
33.优选地，补光角度用于表示太阳光在补光装置上的反射角度；
34.补光装置包括圆锥形光反射装置，圆锥形光反射装置具有可伸缩功能，用于自动调整锥形顶点与锥平面的位置关系。
35.优选地，圆锥形光反射装置的锥角为90
°‑
120
°
。
36.本实用新型公开了以下技术效果：
37.本实用新型的优点在于，本实用新型实现了通过补光模块的动态设计，满足了不同情况下的补光需求，提高了整体发电系统的发电效率，并且根据光照角度进行的智能化调整，进一步提升了发电效率，并提升了整个系统的安全运行。
附图说明
38.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
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实用新型的一些实施例，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，还根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本实用新型所述的系统架构图；
40.图2为本实用新型所述的光伏阵列示意图；
41.图3为本实用新型所述的系统结构示意图。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
43.如图1-3所示，本实用新型提供了一种具有自动补光功能的大规模光伏阵列系统，包括，
44.光伏阵列，光伏阵列由若干个光伏单元组成，其中，每个光伏单元由若干个光伏组件组成；
45.光伏阵列控制模块，与光伏阵列连接，用于控制光伏阵列发电；
46.补光装置，设置在大规模光伏阵列系统的底部中心处，每个光伏组件围绕补光装置自下而上构成纵向光伏单元，其中，围绕补光装置的光伏组件之间相互连接，构成横向光伏单元；
47.补光控制装置，与补光装置连接，用于调整补光装置的补光角度；
48.转向固定装置，分别与光伏阵列、补光控制装置固定连接，用于调整大规模光伏阵列系统的光照角度；
49.系统控制模块，分别与光伏阵列控制模块、补光控制装置、转向固定装置连接，用于协调大规模光伏阵列系统工作状态。
50.进一步地，光伏阵列控制模块，包括横向控制单元、纵向控制单元、指令控制单元；
51.横向控制单元用于控制横向光伏单元进行发电；
52.纵向控制单元用于控制纵向光伏单元进行发电；
53.指令执行单元分别与横向控制单元、纵向控制单元、系统控制模块连接，用于控制光伏阵列发电。
54.进一步地，补光控制装置包括，
55.固定模块，与补光装置固定连接；
56.角度控制模块，分别与固定模块、系统控制模块连接，用于控制补光装置的补光角度；
57.升降控制模块，分别与固定模块、系统控制模块连接，用于控制补光装置的高度位置。
58.进一步地，转向固定装置包括，
59.固定装置，用于固定连接光伏阵列、补光控制装置；
60.转向装置，分别与固定装置、系统控制模块连接，用于通过控制固定装置，调整光
照角度。
61.进一步地，系统控制模块包括，
62.光照角度控制单元，用于通过采集光伏阵列的第一发电情况，调整光照角度；
63.补光角度控制单元，与光照角度控制单元进行数据交互，用于采集横向光伏单元、纵向光伏单元的第二发电情况，通过将第二发电情况与第一发电情况进行比较判断，根据判断结果调整补光角度；
64.发电控制模块，分别与光照角度控制单元、补光角度控制单元、指令执行单元连接，用于根据光照角度，获得第一控制指令，根据补光角度，获得第二控制指令，其中，第一控制指令用于控制纵向光伏单元进行发电，第二控制指令用于控制横向光伏单元进行发电。
65.进一步地，光照角度用于表示太阳光照射在处于底部中心处的补光装置的角度，光照角度为65
°‑
90
°
，
66.其中，
67.当光照角度小于65
°
且大于等于30
°
时，横向光伏单元停止工作，纵向光伏单元保持工作状态，补光装置返回到底部中心处；
68.当光照角度小于30
°
时，横向光伏单元停止工作，纵向光伏单元停止工作，大规模光伏阵列系统返回至初始位置，初始位置用于表示光伏阵列开始工作的位置。
69.进一步地，光伏阵列包括用于控制光伏组件工作的电磁阀；
70.光伏阵列控制模块与每个电磁阀电性连接，用于对每个光伏组件进行单独控制。
71.在用电过程中，电网会因为检修或者一些故障的发生而断电。当断电发生时，太阳能光伏发电设备如果不能马上断开与电网的连接，就会产生孤岛效应，也就是光伏发电输出的电和周边用电负荷产生电网之外独立供电的现象。这种现象一旦发生，就很有可能对用户和电网检修人员产生危害，极有可能发生安全事故，而且电压频率不能稳定也会损害一些供电设施。所以，必须解决相关问题或者改变方式，才能充分有效地将光伏发电进行大众化推广。
72.出于用电安全的考虑，出现孤岛效应后要立刻检测孤岛的所在，并采取相应措施，直到故障消除为止。积极开发在突发情况下切断负荷与划离孤岛的技术，同时开发孤岛效应与并网之间的切换方式。探究发生短路时的电流大小、电流分布对太阳能光伏发电并网的影响，以及有效利用有关设备，对光伏发电电源和并网状态进行有效保护和控制的策略，以达到立刻划离故障并恢复用电的目的。
73.进一步地，为了尽量避免孤岛相应，系统控制模块通过光伏阵列控制模块与电磁阀电性连接，用于通过采集每个光伏组件的工作电压，获得工作路线，并根据工作路线，通过调整补光角度、光照角度，获得光伏阵列的最佳工作状态。
74.进一步地，补光角度用于表示太阳光在补光装置上的反射角度；
75.补光装置包括圆锥形光反射装置，圆锥形光反射装置具有可伸缩功能，可以自动调整锥形顶点与锥平面的位置关系。
76.进一步地，圆锥形光反射装置的锥角为90
°‑
120
°
。
77.在应用太阳能发电时，光伏建筑集成化技术应运而生。所谓光伏建筑集成化技术，即在建筑建设过程中安装太阳能薄膜发电设备，并将大量的薄膜发电连接送至电网，通过
光伏建筑发电，既能为城市园区、楼宇内用户提供电力供应，又能将多余的发电量反售至电网，减少能损失，并增加收益。如何更好地提高“发电玻璃”的光电转化效率，降低材料的生产成本，并兼具安全性和美观性，是光伏建筑集成化技术的重要研究内容，对于光伏建筑的美观性的要求，往往需要一些特殊形状的光伏阵列，尤其是一些特殊结构的大型的光伏阵列，在实用性上，就需要加入补光设计，来帮助整个阵列在避免孤岛效应的同事处于高效率发电状态，而一些建筑物由于位置关系，需要实时调整光伏阵列的受光面积，本实用新型提供的系统，充分考虑了光伏建筑的特点，不仅满足光伏阵列具有足够受光面，而且通过补光系统的设计，满足了个别光伏组件或单元的用光需求，极大提升了整体系统的工作效率和安全性。
78.太阳能发电系统中，独立发电系统最为简单，且不会对电网带来干扰，控制方式较为简便，常常被应用到电网无法覆盖到的地方，如山村、野外、海岛等。由于独立光伏发电系统覆盖范围广，应用难度低，因此，受到广泛关注和应用，但独立光伏发电系统在应用过程中也存在致命缺陷，如极易受到天气、气候的影响，发电稳定性差。但是，其简便实用的特点依然对偏远地区的日常用电具有重大的作用。同时，其经济、环保的优势，符合可持续发展的要求。
79.如图3所示，图3仅仅为本实用新型提供的大规模光伏阵列系统的一种形状设计示意图，并非本技术全部的设计示意图，本实用新型根据平面形状，取平面的中心点，并围绕中心点合理布置光伏组件即可，其中纵向光伏单元的光伏组件数量相同。本实用新型提供的系统的发电模式不同以往的需要设计固定的光伏单元，本实用新型由于可以单独对光伏组件进行单独控制，通过设计控制程序，可以实现发电的最优路径选择，也可以实现不同的控制方式，并且如果在光伏组件上加装一些外设，在工作时通过改变自身颜色等方式，不仅有助于故障判断，而且增加了整体系统的美观程度，为光伏建筑的发展提供了新的技术思路。
80.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
81.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。