压因被遮挡支路影响而显著降低(所有支路的直流电压均被错位到相等的电 压值），m-n条支路为被遮挡支路提供反向电流。
[0054]在上述稳态情况下，根据上述分析，光伏汇流箱各支路的直流电压相同，电流满足 (m-n)Iw=IzDw(反观电流）。如图6的U-I特性曲线所示，假设被遮挡组件的初始工作电压、电 流分别为化DWi、Izdwi。若其他未被遮挡的组件工作于相同的直流电压，贝其电流值会很大，不 满足电压限制条件，因此该情况非稳态工况。若增大被遮挡组件的直流电压至化DW2,在该工 作电压下恰好满足(m-n)Iw=IZDW2，则该情况为稳态工况。
[0055]下面通过具体地实施例，说明如何确定防反二极管的最低数目，使得损耗最低。
[0056] 如图4所示，本实用新型实施例提供一种光伏汇流箱的防反二极管安装分析方法， 该防反二极管安装分析方法包括：
[0057]S401:根据U-I特性曲线得到被遮挡的光伏电池组件的反向电流Izdw及工作电压 Uzdw;
[005引S402:根据所述反向电流Izdw确定未被遮挡的光伏电池组件的工作电压Uw;
[0059] S403:判断所述工作电压Uw与所述工作电压化DW的差值是否小于电压误差限幅;如 果是，进行S404。
[0060]电压误差限幅Ue的大小要适中，如果太大则求解结果误差过大，如果太小可能导 致错过稳态工作点。在求解过程中，被遮挡组件的电压化DW逐渐增大，电流值Izdw为负值，且 其值逐渐减小(绝对值逐渐增大）。由该值求解得到的正常工作组件的工作电压Uw逐渐减小 并遍近Uzdw。
[0061] 如果差值相差较大（大于电压误差限幅Ue),则认为没有到达稳态工作点，继续增 大被遮挡组件的工作电压(减小其工作电流），并返回S402计算正常组件的运行情况、重新 判断；否则认为已经到达稳态工作点，跳出循环。
[0062]S404:确定所述反向电流通过反向电流校验时的防反二极管的最小个数。
[0063]由图4所示的流程可知，本实用新型根据U-I特性曲线得到光伏电池组件的反向电 流Izdw及工作电压化DW，然后据此确定未被遮挡的光伏电池组件的工作电压机，最后根据工 作电压Uw与工作电压化DW的差值的大小确定防反二极管的最小个数。通过该方法，可W分析 需要安装的防反二极管的最低数目，W解决在局部光伏组件被遮挡的时候，减小汇流箱内 的反灌电流，降低由于防反二极管导通压降所引起的功率损耗，提高光伏发电系统的运行 效率。
[0064] 步骤S401具体实施时，如图5所示，包括如下步骤：
[0065] S501:根据U-I特性曲线计算被遮挡的光伏电池组件的初始反向电流Izdwo及初始 工作电压化DWO。
[0066] 根据被遮挡组件的U-I特性曲线（可W根据正常组件的特性参数与光伏组件的工 程数学模型进行计算），得到开路情况下的电压U。。。则工作电压、反向工作电流的初始值为： (UocO)o
[0067] S502:根据光伏电池组串的数目m、被遮挡光伏电池组串的数目n及所述初始反向 电流Izdwo计算未被遮挡的光伏电池组件的初始工作电压Uwo,其中m=aN，N为防反二极管的 个数，a为正整数；
[0068] S503:判断所述初始工作电压Uwo与所述初始工作电压化DWO的差值是否小于电压误 差限幅;如果否，进行S504。
[0069] S504:将（Izdwo-Cs)赋值给所述初始反向电流Izdwo，得到所述反向电流Izdw及工作电 压化DWO
[0070]Cs为步长，取值要适中，不能过大，被遮挡组件的工作电流每次均W该步长增大， 逼近稳态工作点。
[0071] S402具体实施时，可W根据如图6所示的U-I特性曲线确定未被遮挡的光伏电池组 件的工作电压阳。
[0072] 如图4所示，如果所述工作电压Uw与所述工作电压化DW不小于电压误差限幅，防反 二极管安装分析方法还包括：
[0073] S405:将（Izdw-Cs)赋值给所述反向电流Izdw,重新根据赋值后的反向电流Izdw确定 未被遮挡的光伏电池组件的工作电压Uw;
[0074]然后重新判断根据赋值后的反向电流Izdw确定的工作电压Uw与赋值后的反向电流 Izdw对应的工作电压化DW的差值是否小于电压误差限幅，按照图4所示，循环迭代，直到所述 差值小于所述电压误差限幅，得到被遮挡的光伏电池组件的稳态的反向电流Izdw及工作电 压化DWO
[0075]S404中，确定反向电流通过反向电流校验时的防反二极管的最小个数的方法有很 多，但是要遵循一个原则，即，使得被遮挡的光伏电池组件的工况为稳态。
[0076] 一实施例中，如图7所示，S404包括：
[0077]S701:比较被遮挡的光伏电池组件的稳态的反向电流IZDW= (m-n)Iw= (aN-n)Iw与 最大反向电流If的大小；
[0078]S702:确定最接近最大反向电流If的Izdw值对应的N值，该N为防反二极管的最小个 数。
[0079] 光伏组件的生产厂家一般提供了组件可W承受的最大反向电流If,此时可W直接 比较反向电流Izdw与If的值，来判断防反二极管的配置是否合理，确定反向电流是否通过反 向电流校验。
[0080] 一实施例中，如图8所示，S404包括：
[0081] S8 01:判断将被遮挡的光伏电池组件的稳态的反向电流IZDW与化DW的积与最大功率 上限的关系；
[0082] S80 2:判断将被遮挡的光伏电池组件的稳态的反向电流IZDW与化DW的积与最大功率 上限的关系。
[0083]对于生产厂家未提供相关耐受的反向电流值的情况，可W通过工作电压化DW乘W 反向电流Izdw，即为每个光伏电池消耗的功率。一般情况下，商用光伏组件中单体光伏电池 消耗的最大功率上限为25W，超过该值，产生的热量将可能破坏单体光伏电池或者光伏组件 的封装材料。
[0084]根据N值的具体大小，防反二极管的安装包括下面两种情况：
[0085] 1、如果N为1，将防反二极管设在所述光伏汇流箱的输出回路。
[0086] 2、如果N大于1，将每个防反二极管设在所述光伏汇流箱的
个光伏电池组串支路 上，使个光伏电池组串支路公用一个防反二极管。
[0087]
图4所示的方法中，光伏汇流箱能耗比每条光伏组件回路都串联一个防反二极管 的设计能耗要低;反向电流要比在汇流箱的输出回路上安装反向二极管的设计方案反向电 流小。在能保证光伏组件不被电流反灌造成损坏的同时，尽可能的提高功率输出。
[0088]利用本实用新型的光伏发电系统，可W分析需要安装的防反二极管的最低数目， W解决在局部光伏组件被遮挡的时候，减小汇流箱内的反灌电流，降低由于防反二极管导 通压降所引起的功率损耗，提高光伏发电系统的运行效率。
[0089]本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，W 上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核屯、思想；同时，对于本领域的 一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综 上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1. 一种光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电系统包括：依次连接的光伏电池阵 列、直流线缆、至少一光伏汇流箱及光伏逆变器； 多组光伏组件串分成正负两极分别进入所述汇流箱，所述汇流箱包括:多条电缆，多个 熔断器，一断路器、一避雷器及至少一防反二极管； 其中的m条电缆的一端分别通过不同的正极输入端口连接至光伏组串正极，另一端通 过一正极输出电缆共同连接至正极输出端口，所述m条电缆均设有熔断器； 另外的η条电缆一端分别通过不同的负极输入端口连接至光伏组串正极，另一端通过 一负极输出电缆共同连接至负极输出端口； 所述断路器设置在所述正极输出电缆上； 所述避雷器连接在所述正极输出电缆与负极输出电缆之间； 所述防反二极管设置在所述正极输出电缆上或所述m条电缆的其中一条共用一个防反 二极管。2. 根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述防反二极管的个数为1，设置 在所述正极输出电缆上。3. 根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述防反二极管的个数为N，每$ 条电缆共用其中一个防反二极管。4. 根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述防反二极管的个数为N等于 m，每条电缆上设置一个防反二极管。
【专利摘要】一种光伏发电系统，包括光伏电池阵列、直流线缆、至少一光伏汇流箱及光伏逆变器，该光伏汇流箱包括：多条电缆，多个熔断器，一断路器、一避雷器及至少一防反二极管；其中的m条电缆一端通过不同的正极输入端口连接至光伏组串正极，另一端通过一正极输出电缆共同连接至正极输出端口，m条电缆均设有熔断器；另外n条电缆一端分别通过不同的负极输入端口连接至光伏组串正极，另一端通过负极输出电缆共同连接至负极输出端口；断路器设置在正极输出电缆上；避雷器连接在正极输出电缆与负极输出电缆之间；防反二极管设置在正极输出电缆上或m条电缆的其中一条共用一个防反二极管。本实用新型可以减小汇流箱内的反灌电流，降低光伏发电系统的功率损耗。
【IPC分类】H02S40/34
【公开号】CN205105166
【申请号】CN201520967326
【发明人】杨晓波, 王婷, 王萍, 周丽霞, 袁瑞铭, 易忠林, 丁恒春, 沈宇, 徐占河, 席晓宇
【申请人】国网冀北电力有限公司电力科学研究院, 华北电力科学研究院有限责任公司, 国家电网公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月27日