專利名稱：太陽(yáng)能光伏組件及其最大功率點(diǎn)跟蹤方法和故障監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能光伏組件及其最大功率點(diǎn)跟蹤方法和故障監(jiān)測(cè)方法，可以高效率地跟蹤多點(diǎn)最大功率點(diǎn)。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能光伏組件由多個(gè)電池片串聯(lián)而成，正常工作時(shí)所有的電池片都是正向偏壓。但是當(dāng)一個(gè)電池片被遮擋或者損壞而不工作，其他好的電池片的電壓使該電池片反向偏壓。該反向電壓會(huì)使電流很低，或者擊穿該電池片。為避免這種損傷，通常使用旁路二極管進(jìn)行保護(hù)。該二極管和一個(gè)或者多個(gè)串聯(lián)的電池片反向并聯(lián)，當(dāng)正常時(shí)，旁路二極管反向偏壓，電壓值為該串電池片的輸出電壓。當(dāng)某個(gè)電池片不正常時(shí)，為了達(dá)到該串電池的電流，該缺陷電池片反向電壓，并使該串電壓反轉(zhuǎn)，旁路二極管為正向電壓而導(dǎo)通，這時(shí)電流由旁路二極管流過(guò)，它并聯(lián)的這串電池片不再工作。最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT Maxi mum Power Point Tracking)是光伏系統(tǒng)最重要的功能，以保證光伏組件輸出最大的功率。實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤的技術(shù)很多，比如擾動(dòng)觀察技術(shù)(Perturb and Observe,簡(jiǎn)稱P&0),增量電導(dǎo)和波紋關(guān)聯(lián)控制技術(shù)(IncrementalConductance and Ripple Correlation Control)等等。通常的組件正常工作，只有一個(gè)最大功率點(diǎn)，所以最大功率點(diǎn)跟蹤通常只尋找電壓最高的第一個(gè)最大功率點(diǎn)。但是當(dāng)旁路二極管導(dǎo)通時(shí)，功率-電壓曲線會(huì)出現(xiàn)多個(gè)區(qū)域最大功率點(diǎn)，每導(dǎo)通I個(gè)旁路二極管，區(qū)域最大功率點(diǎn)增加一個(gè)。有時(shí)，電壓最高的第一最大功率點(diǎn)比其他區(qū)域最大功率點(diǎn)的功率低，并非真正的最大功率點(diǎn)。具有多點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤能力的現(xiàn)有技術(shù)通常為掃描整個(gè)工作曲線，提取最大的功率，這樣的方法耗時(shí)，耗功率，對(duì)運(yùn)算資源和能力要求也很高。由于通常情況組件都是正常工作，只有一個(gè)最大功率點(diǎn)，這樣多點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的現(xiàn)有技術(shù)降低了通常情況的系統(tǒng)性能，是很不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種太陽(yáng)能光伏組件及其最大功率點(diǎn)跟蹤方法和故障監(jiān)測(cè)方法，能夠既保證在通常情況下的單點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的高性能，又保證在出現(xiàn)多點(diǎn)最大功率點(diǎn)時(shí)尋找到真正的最大功率點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能光伏組件，包括多列電池片，彼此串聯(lián)連接；旁路二極管，與每?jī)闪兴鲭姵仄聪嗖⒙?lián)；旁路二極管電壓檢測(cè)模塊，與各個(gè)所述旁路二極管相連接，用于檢測(cè)各個(gè)所述旁路二極管兩端的電壓值；旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊，與各個(gè)所述旁路二極管電壓檢測(cè)模塊相連接，用于根據(jù)各個(gè)所述旁路二極管電壓檢測(cè)模塊的檢測(cè)結(jié)果判斷各個(gè)所述旁路二極管是否導(dǎo)通；最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊，與所述旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊相連接，用于計(jì)算導(dǎo)通的所述旁路二極管的數(shù)目和區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目，并隨著所述光伏組件的輸出電壓逐步下降，依次尋找所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的位置?？蛇x地，所述的太陽(yáng)能光伏組件還包括組件故障檢測(cè)模塊，與所述旁路二極管 導(dǎo)通判斷模塊相連接，用于檢測(cè)并判斷所述光伏組件的故障，協(xié)助給出警報(bào)和/或修復(fù)建議?？蛇x地，所述旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊、所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊和所述組件故障檢測(cè)模塊為集成電路芯片，包括ASIC、FPGA, DSP和/或CPU。可選地，所述電池片是偶數(shù)列的。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種太陽(yáng)能光伏組件的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，包括步驟I.檢測(cè)所述光伏組件中各個(gè)旁路二極管兩端的電壓值；II.根據(jù)所述電壓值判斷各個(gè)所述旁路二極管是否導(dǎo)通；III.計(jì)算導(dǎo)通的所述旁路二極管的數(shù)目和預(yù)計(jì)的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目；IV.開啟最大功率點(diǎn)跟蹤功能，設(shè)定當(dāng)前的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目為0 ;V.將所述光伏組件的輸出電壓逐步下降，根據(jù)所述光伏組件的輸出功率的變化，依次尋找所述區(qū)域最大功率點(diǎn)并存儲(chǔ)其參數(shù)；VI.比較所有所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的功率值,取出其中的最大值；VII.選擇所述功率最大值對(duì)應(yīng)的所述區(qū)域最大功率點(diǎn)為最大功率點(diǎn),控制所述光伏組件工作在該點(diǎn)。可選地，在上述步驟V中，尋找所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的步驟包括根據(jù)所述光伏組件的輸出功率-輸出電壓曲線，所述輸出功率對(duì)所述輸出電壓求導(dǎo)，導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)即取為所述區(qū)域最大功率點(diǎn)?？蛇x地，在上述步驟V中，依次尋找所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的步驟包括Va.在找到一個(gè)所述區(qū)域最大功率點(diǎn)之后，將所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目加I ;Vb.判斷當(dāng)前的所述最大功率點(diǎn)的數(shù)目是否等于預(yù)計(jì)的所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目；如果是，則直接跳到步驟VI ;如果不是，則繼續(xù)執(zhí)行下一步驟；Vc.從前一個(gè)所述區(qū)域最大功率點(diǎn)繼續(xù)降低所述輸出電壓，在所述輸出功率隨著所述輸出電壓同步下降時(shí)，所述最大功率點(diǎn)跟蹤功能不開啟；Vd.在所述輸出功率隨著所述輸出電壓的下降而上升時(shí)，開啟所述最大功率點(diǎn)跟蹤功能，直至找到全部所述區(qū)域最大功率點(diǎn)?？蛇x地，所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的參數(shù)包括電流值、電壓值和功率值。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種太陽(yáng)能光伏組件的故障監(jiān)測(cè)方法，包括步驟A.檢測(cè)所述光伏組件中各個(gè)旁路二極管兩端的電壓值；B.根據(jù)所述電壓值判斷各個(gè)所述旁路二極管是否導(dǎo)通；C.將導(dǎo)通的所述旁路二極管的導(dǎo)通時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸給一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；D.檢查所述旁路二極管是否在一整天導(dǎo)通，并根據(jù)不同的檢查結(jié)果獲取相應(yīng)的故障監(jiān)測(cè)結(jié)論。可選地，在上述步驟D中
Dl.若所述旁路二極管是在一整天導(dǎo)通，則判斷所述故障為固定故障，需要馬上檢查修復(fù)；或者D2.若所述旁路二極管不是在一整天導(dǎo)通，則繼續(xù)檢查其導(dǎo)通情形是否在每天部分時(shí)間發(fā)生，且時(shí)間接近；在上述步驟D2中若其導(dǎo)通情形是在每天部分時(shí)間發(fā)生且時(shí)間接近，則判斷所述故障為一般故障，需要擇時(shí)檢查修復(fù)；或者
若其導(dǎo)通情形不是在每天部分時(shí)間發(fā)生且時(shí)間接近，則判斷所述故障為純粹偶然事件，不需要采取修復(fù)行動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)旁路二極管的電壓，進(jìn)行旁路二極管導(dǎo)通的判斷，并通過(guò)導(dǎo)通旁路二極管的數(shù)目決定區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目。這種方式保證了通常情況下的單點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的高性能，又保證了在出現(xiàn)多點(diǎn)最大功率點(diǎn)時(shí)尋找到光伏組件真正的最大功率點(diǎn)。


本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中圖I為現(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)太陽(yáng)能光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A為正常工作的太陽(yáng)能光伏組件的電流-電壓和功率-電壓曲線；圖3B為有一個(gè)旁路二極管導(dǎo)通時(shí)的太陽(yáng)能光伏組件的電流-電壓和功率-電壓曲線；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行多點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的一種方法流程圖；圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于旁路二極管導(dǎo)通的太陽(yáng)能光伏組件進(jìn)行多點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的方法流程圖；圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于旁路二極管導(dǎo)通的太陽(yáng)能光伏組件進(jìn)行組件故障監(jiān)測(cè)的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)太陽(yáng)能光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖。在該示例中，6列電池片101串聯(lián)，而每2列電池片101反向并聯(lián)I個(gè)二極管103，該二極管103稱為旁路二極管。通常這些旁路二極管103安裝在組件接線盒(未圖示)里，2根電纜接整串電池片101的兩端。電壓檢測(cè)電路105檢測(cè)整個(gè)太陽(yáng)能光伏組件100的輸出電壓。最大功率點(diǎn)跟蹤控制電路106再與電壓檢測(cè)電路105相連接。圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能光伏組件的結(jié)構(gòu)示意圖。需要注意的是，這些以及后續(xù)其他的附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對(duì)本發(fā)明實(shí)際要求的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。如圖2所示，該太陽(yáng)能光伏組件200可以包括多列電池片201、旁路二極管203、旁路二極管電壓檢測(cè)模塊204、旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊205和最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊206。其中，多列電池片201彼此串聯(lián)連接，優(yōu)選為偶數(shù)列，圖中示例性地為6列。旁路二極管203與每?jī)闪须姵仄?01反相并聯(lián)。旁路二極管電壓檢測(cè)模塊204與各個(gè)旁路二極管203的兩端相連接，用于檢測(cè)各個(gè)旁路二極管203兩端的電壓值。旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊205與各個(gè)旁路二極管電壓檢測(cè)模塊204相連接，用于根據(jù)各個(gè)旁路二極管電壓檢測(cè)模塊204的檢測(cè)結(jié)果判斷各個(gè)旁路二極管203是否導(dǎo)通。最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊206與旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊205相連接，用于計(jì)算導(dǎo)通的旁路二極管203的數(shù)目和區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目，并隨著光伏組件200的輸出電壓逐步下降，依次尋找區(qū)域最大功率點(diǎn)的位置。該旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊205、最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊206和組件故障檢測(cè)模塊207可以為集成電路芯片，例如ASIC、FPGA, DSP、CPU等。在本實(shí)施例中，該太陽(yáng)能光伏組件200還可以包括組件故障檢測(cè)模塊207，其與旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊205相連接，用于檢測(cè)并判斷光伏組件200的故障，協(xié)助給出警報(bào)和
/或修復(fù)建議。圖3A為正常工作的太陽(yáng)能光伏組件的電流-電壓和功率-電壓曲線。正常工作時(shí)，電流-電壓曲線平滑，沒有扭結(jié)。功率-電壓曲線只有一個(gè)最大點(diǎn)，最大功率點(diǎn)為Pm，最大功率點(diǎn)電流為Imp，最大功率點(diǎn)電壓為Vmp。圖3B為有一個(gè)旁路二極管導(dǎo)通時(shí)的太陽(yáng)能光伏組件的電流-電壓和功率-電壓曲線。電流-電壓曲線有I個(gè)扭結(jié)。功率-電壓曲線有2個(gè)區(qū)域最大點(diǎn)，最大功率分別為Pml、Pm2，彼此對(duì)應(yīng)的電流分別為Impl、Imp2，電壓分別為 VmpI、Vmp2o圖4為現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行多點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的一種方法流程圖。如圖所示，通常的MPPT方法為光伏組件的輸出電壓或輸出電流逐步下降，根據(jù)功率的變化，來(lái)尋找區(qū)域最大功率點(diǎn)。多點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)通常進(jìn)行整個(gè)工作電壓范圍，也就是從開路電壓逐步下降直到0電壓。存儲(chǔ)所有找到的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)(包括電壓、電流、功率等)，然后比較所有區(qū)域最大功率點(diǎn)的功率，取最大值的為最終的最大功率點(diǎn)。圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于旁路二極管導(dǎo)通的太陽(yáng)能光伏組件進(jìn)行多點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的方法流程圖。本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且選擇性地省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說(shuō)明。關(guān)于省略部分的說(shuō)明可參照前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述?？偟膩?lái)說(shuō)，本發(fā)明采用旁路二極管的導(dǎo)通與否來(lái)控制MPP，當(dāng)沒有旁路二極管導(dǎo)通時(shí)，最大功率點(diǎn)只有一個(gè)，找到第一區(qū)域最大功率點(diǎn)后最大功率點(diǎn)跟蹤就結(jié)束。當(dāng)有I個(gè)旁路二極管導(dǎo)通時(shí)，在找到第一區(qū)域最大功率點(diǎn)后，繼續(xù)下降輸出電壓，輸出功率會(huì)先下降在上升，再下降，所以可以找到第二區(qū)域最大功率點(diǎn)。然后比較第一區(qū)域最大功率點(diǎn)和第二區(qū)域最大功率點(diǎn)的功率大小，取值較大的點(diǎn)為真正的最大功率點(diǎn)。
詳細(xì)來(lái)說(shuō)，首先為旁路二極管203導(dǎo)通的判斷。當(dāng)旁路二極管203關(guān)閉時(shí)，它兩端的電壓為負(fù)，等于并聯(lián)的一串電池片201的總電壓。通常I個(gè)電池片輸出電壓約0. 5V,對(duì)于有20個(gè)電池片的一串，電壓約-10V。當(dāng)旁路二極管203導(dǎo)通時(shí)，它兩端的電壓為正，為該二極管的導(dǎo)通電壓，通常約+0. 5V。于是，該太陽(yáng)能光伏組件的最大功率點(diǎn)跟蹤方法包括執(zhí)行步驟S501，先檢測(cè)光伏組件200中各個(gè)旁路二極管203兩端的電壓值。
執(zhí)行步驟S502，旁路二極管203的電壓檢測(cè)模塊204檢測(cè)到電壓后，給旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊205，由此判斷各個(gè)旁路二極管203是否導(dǎo)通。執(zhí)行步驟S503，最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊206隨后計(jì)算導(dǎo)通的旁路二極管203的數(shù)目M，和預(yù)計(jì)的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目M+1。執(zhí)行步驟S504，開啟最大功率點(diǎn)跟蹤功能，設(shè)定當(dāng)前的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目N=O。執(zhí)行步驟S505，將光伏組件200的輸出電壓逐步下降，根據(jù)光伏組件200的輸出功率的變化，依次尋找區(qū)域最大功率點(diǎn)并存儲(chǔ)其參數(shù)。在本實(shí)施例中，尋找區(qū)域最大功率點(diǎn)的方式可以是根據(jù)光伏組件200的(輸出)功率_(輸出)電壓曲線，(輸出)功率對(duì)(輸出)電壓求導(dǎo)，導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)即取為區(qū)域最大功率點(diǎn)。其中，依次尋找區(qū)域最大功率點(diǎn)的步驟具體可以包括執(zhí)行步驟S506，在找到一個(gè)區(qū)域最大功率點(diǎn)之后，將區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目N迭加I，例如從0變?yōu)镮。執(zhí)行步驟S507，存儲(chǔ)該區(qū)域最大功率點(diǎn)的參數(shù)，包括電流、電壓和功率。執(zhí)行步驟S508，判斷當(dāng)前的最大功率點(diǎn)的數(shù)目N是否等于預(yù)計(jì)的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目M+1，如果是，比如M = 0，N = 1，則此時(shí)N = M+1，這時(shí)最大功率點(diǎn)跟蹤結(jié)束直接跳到下述步驟S511 ;如果不是，比如M= I，這時(shí)N= I不等于M+1 = 2，則繼續(xù)執(zhí)行下一步驟S509。執(zhí)行步驟S509，這時(shí)從找到的前一個(gè)區(qū)域最大功率點(diǎn)開始繼續(xù)降低輸出電壓，開始輸出功率隨輸出電壓的下降而下降，即輸出功率隨著輸出電壓同步下降，這時(shí)暫不開啟最大功率點(diǎn)跟蹤功能。執(zhí)行步驟S510，等到輸出功率的變化轉(zhuǎn)換為隨著輸出電壓的下降而上升時(shí)，開啟最大功率點(diǎn)跟蹤功能，重復(fù)上述步驟S505，直至找到新的區(qū)域最大功率點(diǎn)，那么區(qū)域最大功率點(diǎn)總數(shù)N增加為2，這時(shí)N = 2等于M+1 = 2。于是，當(dāng)前的最大功率點(diǎn)的數(shù)目N等于預(yù)計(jì)的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目M+1，說(shuō)明全部的區(qū)域最大功率點(diǎn)均已找到，依次尋找區(qū)域最大功率點(diǎn)并存儲(chǔ)其參數(shù)的過(guò)程全部完成了。接下來(lái)，就可以執(zhí)行步驟S511，比較所有區(qū)域最大功率點(diǎn)(2個(gè))的功率值，取出其中的最大值。最后執(zhí)行步驟S512，選擇功率最大值對(duì)應(yīng)的區(qū)域最大功率點(diǎn)為最大功率點(diǎn)，控制光伏組件200工作在該點(diǎn)。最大功率點(diǎn)跟蹤控制過(guò)程結(jié)束。圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于旁路二極管導(dǎo)通的太陽(yáng)能光伏組件進(jìn)行組件故障監(jiān)測(cè)的方法流程圖。本實(shí)施例繼續(xù)沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且選擇性地省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說(shuō)明。關(guān)于省略部分的說(shuō)明可參照前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。如圖6所示，旁路二極管203的導(dǎo)通狀態(tài)還可用于組件故障的檢測(cè)，由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(未圖示)給出警報(bào)和修復(fù)建議。該太陽(yáng)能光伏組件200的故障監(jiān)測(cè)方法可以包括執(zhí)行步驟S601，檢測(cè)光伏組件200中各個(gè)旁路二極管203兩端的電壓值；
執(zhí)行步驟S602，根據(jù)電壓值判斷各個(gè)旁路二極管203是否導(dǎo)通；執(zhí)行步驟S603，將導(dǎo)通的旁路二極管203的導(dǎo)通時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸給一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；執(zhí)行步驟S604，檢查旁路二極管203是否在一整天導(dǎo)通，并根據(jù)不同的檢查結(jié)果獲取相應(yīng)的故障監(jiān)測(cè)結(jié)論。在本實(shí)施例中，在上述步驟S604中包括執(zhí)行步驟S6041，先檢查旁路二極管203是否在一整天導(dǎo)通。如果旁路二極管203 被觀察到是在一整天導(dǎo)通，則可能的故障有固定遮擋物如鳥糞或者樹葉在太陽(yáng)能板上，或者光伏組件200電池片201破損，或者旁路二極管203短路，這些故障為固定故障，建議馬上檢查和修復(fù)。如果旁路二極管203被觀察到不是在一整天導(dǎo)通，則執(zhí)行步驟S6042，繼續(xù)檢查其導(dǎo)通情形是否在每天部分時(shí)間發(fā)生，且時(shí)間接近。在上述步驟S6042中若其導(dǎo)通情形是在每天部分時(shí)間發(fā)生且時(shí)間接近，則判斷可能性為有固定外物陰影遮擋，例如樹枝陰影、煙囪陰影等，這些故障為一般故障，需要擇時(shí)檢查修復(fù)。例如修剪樹枝等。若其導(dǎo)通情形不是在每天部分時(shí)間發(fā)生且時(shí)間接近，只是偶然出現(xiàn)、時(shí)間隨機(jī)，則可判斷故障為純粹偶然的陰影遮擋事件，如鳥經(jīng)過(guò)，可以不采取任何修復(fù)行動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)旁路二極管的電壓，進(jìn)行旁路二極管導(dǎo)通的判斷，并通過(guò)導(dǎo)通旁路二極管的數(shù)目決定區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目。這種方式保證了通常情況下的單點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的高性能，又保證了在出現(xiàn)多點(diǎn)最大功率點(diǎn)時(shí)尋找到光伏組件真正的最大功率點(diǎn)。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能光伏組件(200)，包括 多列電池片(201)，彼此串聯(lián)連接； 旁路二極管(203)，與每?jī)闪兴鲭姵仄?201)反相并聯(lián)； 旁路二極管電壓檢測(cè)模塊(204)，與各個(gè)所述旁路二極管(203)相連接，用于檢測(cè)各個(gè)所述旁路二極管(203)兩端的電壓值； 旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊(205)，與各個(gè)所述旁路二極管電壓檢測(cè)模塊(204)相連接，用于根據(jù)各個(gè)所述旁路二極管電壓檢測(cè)模塊(204)的檢測(cè)結(jié)果判斷各個(gè)所述旁路二極管(203)是否導(dǎo)通； 最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊(206)，與所述旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊(205)相連接，用于計(jì)算導(dǎo)通的所述旁路二極管(203)的數(shù)目和區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目，并隨著所述光伏組件(200)的輸出電壓逐步下降，依次尋找所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能光伏組件(200)，其特征在于，還包括 組件故障檢測(cè)模塊(207)，與所述旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊(205)相連接，用于檢測(cè)并判斷所述光伏組件(200)的故障，協(xié)助給出警報(bào)和/或修復(fù)建議。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能光伏組件(200)，其特征在于，所述旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊(205)、所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊(206)和所述組件故障檢測(cè)模塊(207)為集成電路芯片，包括ASIC、FPGA、DSP和/或CPU。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能光伏組件(200)，其特征在于，所述電池片(201)是偶數(shù)列的。
5.一種太陽(yáng)能光伏組件(200)的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，包括步驟 I.檢測(cè)所述光伏組件(200)中各個(gè)旁路二極管(203)兩端的電壓值； II.根據(jù)所述電壓值判斷各個(gè)所述旁路二極管(203)是否導(dǎo)通； III.計(jì)算導(dǎo)通的所述旁路二極管(203)的數(shù)目和預(yù)計(jì)的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目； IV.開啟最大功率點(diǎn)跟蹤功能，設(shè)定當(dāng)前的區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目為0; V.將所述光伏組件(200)的輸出電壓逐步下降，根據(jù)所述光伏組件(200)的輸出功率的變化，依次尋找所述區(qū)域最大功率點(diǎn)并存儲(chǔ)其參數(shù)； VI.比較所有所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的功率值,取出其中的最大值； VII.選擇所述功率最大值對(duì)應(yīng)的所述區(qū)域最大功率點(diǎn)為最大功率點(diǎn),控制所述光伏組件(200)工作在該點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于，在上述步驟V中，尋找所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的步驟包括 根據(jù)所述光伏組件(200)的輸出功率-輸出電壓曲線，所述輸出功率對(duì)所述輸出電壓求導(dǎo)，導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)即取為所述區(qū)域最大功率點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于，在上述步驟V中，依次尋找所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的步驟包括 Va.在找到一個(gè)所述區(qū)域最大功率點(diǎn)之后，將所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目加I ; Vb.判斷當(dāng)前的所述最大功率點(diǎn)的數(shù)目是否等于預(yù)計(jì)的所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目；如果是，則直接跳到步驟VI ;如果不是，則繼續(xù)執(zhí)行下一步驟； Vc.從前一個(gè)所述區(qū)域最大功率點(diǎn)繼續(xù)降低所述輸出電壓,在所述輸出功率隨著所述輸出電壓同步下降時(shí)，所述最大功率點(diǎn) 跟蹤功能不開啟； Vd.在所述輸出功率隨著所述輸出電壓的下降而上升時(shí)，開啟所述最大功率點(diǎn)跟蹤功能，直至找到全部所述區(qū)域最大功率點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于，所述區(qū)域最大功率點(diǎn)的參數(shù)包括電流值、電壓值和功率值。
9.一種太陽(yáng)能光伏組件(200)的故障監(jiān)測(cè)方法，包括步驟 A.檢測(cè)所述光伏組件(200)中各個(gè)旁路二極管(203)兩端的電壓值； B.根據(jù)所述電壓值判斷各個(gè)所述旁路二極管(203)是否導(dǎo)通； C.將導(dǎo)通的所述旁路二極管(203)的導(dǎo)通時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸給一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)； D.檢查所述旁路二極管(203)是否在一整天導(dǎo)通，并根據(jù)不同的檢查結(jié)果獲取相應(yīng)的故障監(jiān)測(cè)結(jié)論。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在上述步驟D中 Dl.若所述旁路二極管(203)是在一整天導(dǎo)通，則判斷所述故障為固定故障，需要馬上檢查修復(fù)；或者 D2.若所述旁路二極管(203)不是在一整天導(dǎo)通，則繼續(xù)檢查其導(dǎo)通情形是否在每天部分時(shí)間發(fā)生，且時(shí)間接近； 在上述步驟D2中 若其導(dǎo)通情形是在每天部分時(shí)間發(fā)生且時(shí)間接近，則判斷所述故障為一般故障，需要擇時(shí)檢查修復(fù)；或者 若其導(dǎo)通情形不是在每天部分時(shí)間發(fā)生且時(shí)間接近，則判斷所述故障為純粹偶然事件，不需要采取修復(fù)行動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能光伏組件及其最大功率點(diǎn)跟蹤方法和故障監(jiān)測(cè)方法，其中該太陽(yáng)能光伏組件包括多列電池片，彼此串聯(lián)連接；旁路二極管，與每?jī)闪须姵仄聪嗖⒙?lián)；旁路二極管電壓檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)各個(gè)旁路二極管兩端的電壓值；旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊，用于根據(jù)各個(gè)旁路二極管電壓檢測(cè)模塊的檢測(cè)結(jié)果判斷各個(gè)旁路二極管是否導(dǎo)通；最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊，與旁路二極管導(dǎo)通判斷模塊相連接，用于計(jì)算導(dǎo)通的旁路二極管的數(shù)目和區(qū)域最大功率點(diǎn)的數(shù)目，并隨著光伏組件的輸出電壓逐步下降，依次尋找區(qū)域最大功率點(diǎn)的位置。本發(fā)明既能夠保證在通常情況下的單點(diǎn)最大功率點(diǎn)跟蹤的高性能，又能夠保證在出現(xiàn)多點(diǎn)最大功率點(diǎn)時(shí)尋找到真正的最大功率點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/26GK102638197SQ20121011852
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者羅宇浩 申請(qǐng)人:浙江昱能光伏科技集成有限公司