光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能光伏發(fā)電是新能源的重要組成部分，被認(rèn)為是當(dāng)前世界上最有發(fā)展前景的 新能源技術(shù)之一。目前各國(guó)均投入巨額資金競(jìng)相研究開發(fā)，并積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，大力 開拓市場(chǎng)應(yīng)用。
[0003] 與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有數(shù)量大、清潔、獲取方便、時(shí)間長(zhǎng)久的 優(yōu)點(diǎn)，是取之不盡、用之不竭的理想能源。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，太陽(yáng)能將是未來(lái)人類主要的能源來(lái)源。 據(jù)預(yù)計(jì)，2020年時(shí)光伏發(fā)電在世界電力生產(chǎn)中所占比例將達(dá)1%左右，到2050年時(shí)將占到 25%。光伏發(fā)電正在快速進(jìn)入電力能源結(jié)構(gòu)，并且將逐步成為其重要的組成部分。近年來(lái) 光伏發(fā)電從技術(shù)和市場(chǎng)上都得到了飛速發(fā)展，太陽(yáng)能的利用雖然無(wú)地域限制，隨處可得。
[0004] 然而，目前光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率偏低、發(fā)電成本偏高是光伏發(fā)電大規(guī)模推廣應(yīng) 用的瓶頸。光伏逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，其損耗特性直接影響光伏系統(tǒng) 的發(fā)電效率。目前，光伏電站中逆變器的損耗特性一般通過(guò)測(cè)量直流輸入功率與交流輸出 功率得到，缺乏具體的損耗機(jī)理分析，難W為效率優(yōu)化及裝置設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 陽(yáng)0化]而且，需要使用復(fù)雜的電量傳感裝置，成本較高，且不能根據(jù)日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度 等氣象因素快速評(píng)估逆變器的運(yùn)行狀態(tài)。因此亟需建立全面、精確的光伏逆變器損耗機(jī)理 評(píng)估模型，并制定特定氣象因素條件下逆變器輸出特性理論預(yù)測(cè)裝置或系統(tǒng)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型提供一種光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)W解決現(xiàn)有技術(shù)中的一 項(xiàng)或多項(xiàng)缺失。
[0007] 本實(shí)用新型提供一種光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：光伏電 池組件、光伏匯流箱、直流柜、光伏逆變器、光伏電站數(shù)據(jù)中屯、、網(wǎng)絡(luò)、上位機(jī)及光伏逆變器 能耗特性在線預(yù)測(cè)裝置；其中，所述光伏逆變器、直流柜、光伏匯流箱、光伏電池組件、光伏 逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)裝置、光伏電站數(shù)據(jù)中屯、依次順序連接，所述網(wǎng)絡(luò)及上位機(jī)分別 連接至所述光伏電站數(shù)據(jù)中屯、；所述光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)裝置包括：計(jì)量監(jiān)測(cè)單 元，與所述光伏電池組件連接，測(cè)量所述光伏電池組件的實(shí)時(shí)光照福射度及實(shí)時(shí)環(huán)境溫度； 數(shù)據(jù)采集單元，與所述計(jì)量監(jiān)測(cè)單元連接，采集所述實(shí)時(shí)光照福射度及所述實(shí)時(shí)環(huán)境溫度； 數(shù)據(jù)處理單元，與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，向所述光伏電站數(shù)據(jù)中屯、輸出所述光伏逆變器 的實(shí)施能耗及實(shí)時(shí)效率。
[0008] 一個(gè)實(shí)施例中，所述計(jì)量監(jiān)測(cè)單元包括太陽(yáng)福射計(jì)、環(huán)境溫度計(jì)及第一通信模塊； 其中，所述太陽(yáng)福射計(jì)用于測(cè)量所述實(shí)時(shí)光照福射度；所述環(huán)境溫度計(jì)用于測(cè)量所述實(shí)時(shí) 環(huán)境溫度；所述太陽(yáng)福射計(jì)及所述環(huán)境溫度計(jì)均與所述第一通信模塊連接，所述第一通信 模塊與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，所述第一通信模塊將所述實(shí)時(shí)光照福射度及所述實(shí)時(shí)環(huán)境 溫度傳送至所述數(shù)據(jù)采集單元。
[0009] 一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集單元包括第二通信模塊及數(shù)據(jù)采集器；其中，所述數(shù) 據(jù)采集器采集所述實(shí)時(shí)光照福射度及所述實(shí)時(shí)環(huán)境溫度；所述第二通信模塊與所述第一通 信模塊連接及所述數(shù)據(jù)采集器均連接，所述第二通信模塊將所述實(shí)時(shí)光照福射度及所述實(shí) 時(shí)環(huán)境溫度傳送至所述數(shù)據(jù)處理單元。
[0010] 一個(gè)實(shí)施例中，所述光伏電池組件包括：由多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的光伏電池組成的光 伏電池陣列。
[0011] 一個(gè)實(shí)施例中，所述光伏逆變器包括：至少一個(gè)絕緣柵極雙極型晶體管、至少一個(gè) 二極管、至少一個(gè)直流側(cè)電容及至少一個(gè)IXL濾波器。
[0012] 本實(shí)用新型的光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)，利用計(jì)量監(jiān)測(cè)單元測(cè)量氣象因 素，主要為光伏電池組件的光照福射度及環(huán)境溫度，通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元在線輸出光伏逆變 器的能耗及效率，其所測(cè)算光伏逆變器能耗特性主要為效率、各部分功率損耗，W此能夠?qū)?現(xiàn)光伏逆變器的快速故障診斷及效率優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，同時(shí)能夠?qū)?shí)際運(yùn)行的光伏電站中逆 變器各部分損耗特性進(jìn)行精確評(píng)估，能夠?yàn)檫\(yùn)行人員預(yù)測(cè)、調(diào)度、維護(hù)等操作提供依據(jù)。進(jìn) 一步，本實(shí)用新型的系統(tǒng)，輸出光伏逆變器的能耗及效率時(shí)，通過(guò)針對(duì)光伏逆變器中的各種 元件建立能耗模型，不僅可W合理預(yù)測(cè)光伏逆變器的功率損耗，還無(wú)需配置測(cè)量光伏逆變 器輸入輸出功率的設(shè)備，簡(jiǎn)化了光伏逆變器能耗預(yù)測(cè)的系統(tǒng)，顯著降低了光伏逆變器能耗 預(yù)測(cè)的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提 下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：
[0014] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中絕緣柵極雙極型晶體管的功率損耗示意圖；
[0016] 圖3和圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中電容等效模型的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì) 本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解 釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0018] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供多種實(shí)施方式的光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)及裝 置。本實(shí)用新型實(shí)施例的光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)包括本實(shí)用新型實(shí)施例的光伏 逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)裝置。
[0019] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如 圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)系統(tǒng)包括光伏電池組件110、 光伏匯流箱120、直流柜130、光伏逆變器140、光伏電站數(shù)據(jù)中屯、310、網(wǎng)絡(luò)320、上位機(jī)330 W及光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)裝置200。
[0020] 光伏逆變器140、直流柜130、光伏匯流箱120、光伏電池組件110、光伏逆變器能耗 特性在線預(yù)測(cè)裝置200、光伏電站數(shù)據(jù)中屯、310依次順序連接，網(wǎng)絡(luò)320及上位機(jī)330分別 連接至光伏電站數(shù)據(jù)中屯、310。
[0021] 光伏電池組件110、光伏匯流箱120、直流柜130及光伏逆變器140將光能最終轉(zhuǎn) 換為交流電。光伏電池組件110可W是由多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的光伏電池組成的光伏電池陣 列，用于將光能轉(zhuǎn)化成電能。光伏逆變器140負(fù)責(zé)將從直流柜130輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交 流電，W便于輸送給用戶使用。
[0022] 該光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測(cè)裝置200可包括圖1中的計(jì)量監(jiān)測(cè)單元210、數(shù)據(jù) 采集單元220及數(shù)據(jù)處理單元230。
[0023] 計(jì)量監(jiān)測(cè)單元210與光伏電池組件110連接，測(cè)量光伏電池組件110的實(shí)時(shí)光照 福射度及實(shí)時(shí)環(huán)境溫度；數(shù)據(jù)采集單元220與計(jì)量監(jiān)測(cè)單元210連接，采集所述實(shí)時(shí)光照福 射度及所述實(shí)時(shí)環(huán)境溫度；數(shù)據(jù)處理單元230與數(shù)據(jù)采集單元220連接，向所述光伏電站數(shù) 據(jù)中屯、輸出所述光伏逆變器的實(shí)施能耗及實(shí)時(shí)效率。
[0024] 計(jì)量監(jiān)測(cè)單元210用于實(shí)現(xiàn)氣象因素變量的測(cè)量，例如，測(cè)量光伏電池組件的實(shí) 時(shí)光照福射度及實(shí)時(shí)環(huán)境溫度。數(shù)據(jù)