光伏逆變器能耗特性在線預(yù)測系統(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)測系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能光伏發(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。目前各國均投入巨額資金競相研究開發(fā)，并積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，大力 開拓市場應(yīng)用。
[0003] 與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，太陽能光伏發(fā)電具有數(shù)量大、清潔、獲取方便、時(shí)間長久的 優(yōu)點(diǎn)，是取之不盡、用之不竭的理想能源。長遠(yuǎn)來看，太陽能將是未來人類主要的能源來源。 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 光伏發(fā)電從技術(shù)和市場上都得到了飛速發(fā)展，太陽能的利用雖然無地域限制，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測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)測裝置包括：計(jì)量監(jiān)測單 元，與所述光伏電池組件連接，測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)測單元包括太陽福射計(jì)、環(huán)境溫度計(jì)及第一通信模塊； 其中，所述太陽福射計(jì)用于測量所述實(shí)時(shí)光照福射度；所述環(huán)境溫度計(jì)用于測量所述實(shí)時(shí) 環(huán)境溫度；所述太陽福射計(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)測系統(tǒng)，利用計(jì)量監(jiān)測單元測量氣象因 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)行精確評估，能夠?yàn)檫\(yùn)行人員預(yù)測、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)，通過針對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)測光伏逆變器的功率損耗，還無需配置測量光伏逆變 器輸入輸出功率的設(shè)備，簡化了光伏逆變器能耗預(yù)測的系統(tǒng)，顯著降低了光伏逆變器能耗 預(yù)測的成本。
【附圖說明】
[0013] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，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，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，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 本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解 釋本實(shí)用新型，但并不作為對本實(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)測裝置200可包括圖1中的計(jì)量監(jiān)測單元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)測單元210與光伏電池組件110連接，測量光伏電池組件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)測單元210用于實(shí)現(xiàn)氣象因素變量的測量，例如，測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)