一种降温控制方法及装置

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，更具体的，涉及一种降温控制方法及装置。

背景技术

光伏组件的工作温度是影响光伏发电系统性能的重要因素之一。当光伏组件工作温度较高时，光伏组件的输出功率会大幅降低，发电量也会随之大幅降低，若光伏组件长期处于较高温度，甚至会严重影响光伏组件的寿命。因此，当光伏组件工作温度较高时需要对光伏组件进行降温处理。

目前的光伏组件降温方案主要是对所有光伏组件进行整体降温，降温控制方式比较粗放。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种降温控制方法及装置，通过以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制，实现光伏组件级别的精准降温控制。

为了实现上述发明目的，本发明提供的具体技术方案如下：

一种降温控制方法，包括：

获取光伏组件的当前温度；

在光伏组件的当前温度大于温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大止；

以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制。

可选的，所述方法还包括：

在系统上电后针对每个光伏组件执行以下操作：

设置光伏组件的初始温升阈值；

在光伏组件的当前温度大于所述初始温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止。

可选的，所述执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止，包括：

实时计算光伏组件由于温度降低导致的理论发电增加量以及发电量损失量；

计算所述理论发电增加量与所述发电量损失量之间的差值；

在所述差值大于0且不再增大时，停止执行降温操作。

可选的，所述执行降温操作，包括：

控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温；

所述方法还包括：

在光伏组件的降温过程中以光伏组件的发电量增加量最大为优化目标，设置光伏组件在下一降温周期内的最佳角度。

可选的，所述控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温，包括：

依据光伏组件的当前温度、温升阈值、当前角度、最佳角度以及环境参数，确定光伏组件的摆动参数；

依据所述摆动参数，控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温。

可选的，所述依据光伏组件的当前温度、温升阈值、当前角度、最佳角度以及环境参数，确定光伏组件的摆动参数，包括：

根据光伏组件的当前温度、温升阈值以及环境参数，基于热力学原理确定光伏组件降温至温升阈值所需消耗的额外热量；

依据所述额外热量、光伏组件的当前温度、温升阈值以及表面积，确定光伏组件的摆动频率；

根据光伏组件的当前角度与最佳角度，确定光伏组件的摆动幅值。

可选的，所述以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制，包括：

确定光伏组件由当前温度到最佳发电温度时的最佳发电量；

根据光伏组件实时发电曲线与实时辐照度，预测光伏组件在未来采样时刻的发电量；

将所述最佳发电量与光伏组件在未来采样时刻的发电量的差值大于0且不再增大的采样时刻对应的光伏组件温度，设置为光伏组件在下一降温周期的温升阈值。

一种降温控制装置，包括：

温度获取单元，用于获取光伏组件的当前温度；

降温控制单元，用于在光伏组件的当前温度大于温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止；

闭环控制单元，用于以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制。

可选的，所述装置还包括：

初始温升阈值设置单元，用于在系统上电后设置每个光伏组件的初始温升阈值；

所述降温控制单元，还用于在光伏组件的当前温度大于所述初始温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止。

可选的，所述降温控制单元，具体用于：

实时计算光伏组件由于温度降低导致的理论发电增加量以及发电量损失量；

计算所述理论发电增加量与所述发电量损失量之间的差值；

在所述差值大于0且不再增大时，停止执行降温操作。

可选的，所述降温控制单元，具体用于控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温；

所述装置还包括：

最佳角度设置单元，用于在光伏组件的降温过程中以光伏组件的发电量增加量最大为优化目标，设置光伏组件在下一降温周期内的最佳角度。

可选的，所述降温控制单元，包括：

摆动参数确定子单元，用于依据光伏组件的当前温度、温升阈值、当前角度、最佳角度以及环境参数，确定光伏组件的摆动参数；

摆动控制子单元，用于依据所述摆动参数，控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温。

可选的，所述摆动参数确定子单元，具体用于：

根据光伏组件的当前温度、温升阈值以及环境参数，基于热力学原理确定光伏组件降温至温升阈值所需消耗的额外热量；

依据所述额外热量、光伏组件的当前温度、温升阈值以及表面积，确定光伏组件的摆动频率，

根据光伏组件的当前角度与最佳角度，确定光伏组件的摆动幅值。

可选的，所述闭环控制单元，具体用于：

确定光伏组件达到最佳发电温度时的最佳发电量；

根据光伏组件实时发电曲线与实时辐照度，预测光伏组件在未来采样时刻的发电量；

将所述最佳发电量与光伏组件在未来采样时刻的发电量的差值大于0且不再增大的采样时刻对应的光伏组件温度，设置为光伏组件在下一降温周期的温升阈值。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明公开的一种降温控制方法，针对每个光伏组件，在光伏组件的当前温度大于温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止，实现光伏组件级别的精准降温控制。同时通过以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制，降低由于降温导致的发电量损失，提高光伏组件的发电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种降温控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例公开的降温区域划分示意图；

图3为本发明实施例公开的一种降温控制方法的部分方法流程示意图；

图4为本发明实施例公开的一种降温控制系统示意图；

图5为本发明实施例公开的光伏组件发电量损失位置示意图；

图6为本发明实施例公开的降温区域光伏组件摆动降温示意图；

图7为本发明实施例公开的一种降温控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

发明人经过研究发现：目前的光伏组件降温方案主要是对所有光伏组件进行整体降温。这种降温控制方式存在以下问题：

1、对所有光伏组件进行整体降温，降温控制方式比较粗放，不仅会增加降温控制成本，还会出现不需要降温的部分光伏组件由于温度降低导致发电量降低的问题。

2、用于判断是否进行降温控制的温升阈值采用人为设定的温度阈值死区，不能根据现场光伏组件温升情况、现场辐照度情况自动调节温升阈值。

3、降温控制周期固定不可自动调节，导致光伏组件可能错过最佳发电量时间段。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种降温控制方法及装置，针对每个光伏组件，在光伏组件的当前温度大于温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止，实现光伏组件级别的精准降温控制。同时通过以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制，也就是说，温升阈值与降温周期都是根据实际情况灵活可调的，降低由于降温导致的发电量损失，提高光伏组件的发电效率。

具体的，本发明实施例公开了一种降温控制方法，应用于光伏场站内的控制设备，如云服务器等，本发明不做具体限定。请参阅图1，上述降温控制方法包括以下步骤：

S101：获取光伏组件的当前温度；

具体的，可以通过光伏组件的背板上安装的温度传感器采集光伏组件的当前温度。

S102：在光伏组件的当前温度大于温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止；

执行降温操作可以为通过复用现有角度调节装置控制光伏组件摆动降温，也可以为风冷降温操作，还可以为水冷降温操作，本发明不做具体限定。

可以理解的是，本实施例采取组件级降温控制，不同光伏组件的温升阈值可能相同，也可能不同，已知每个光伏组件的实时温度[t]，以及光伏组件的温升阈值[t

S103：以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制。

请参阅图3，本实施例提供了一种可选的降温闭环控制方法，包括以下步骤：

S201：确定光伏组件达到最佳发电温度时的最佳发电量；

最佳发电温度即为STC(Science&Technology Consulting)温度。

S202：根据光伏组件实时发电曲线与实时辐照度，预测光伏组件在未来采样时刻的发电量；

其中，预测光伏组件在未来采样时刻的发电量的方法可以为现有的任意一种发电量预测方法，本发明不做具体限定。

S203：将最佳发电量与光伏组件在未来采样时刻的发电量的差值大于0且不再增大的采样时刻对应的光伏组件温度，设置为光伏组件在下一降温周期的温升阈值。

以此类推，在每次降温周期后设置下一降温周期的温升阈值，在光伏组件的当前温度大于温升阈值之后进入降温周期，实现降温闭环控制。

需要说明的是，在系统上电后需要设置光伏组件的初始温升阈值，在系统上电后针对每个光伏组件执行以下操作：

设置光伏组件的初始温升阈值；

初始温升阈值可以根据经验设定，也可以根据历史数据中相同气象参数以及相同地理位置的光伏组件的温升阈值进行设定。

在光伏组件的当前温度大于初始温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止。

其中，在降温过程中确定光伏组件的发电量增加量是否最大的方法为：实时计算光伏组件由于温度降低导致的理论发电增加量以及发电量损失量，计算上述理论发电增加量与上述发电量损失量之间的差值，在该差值大于0且不再增大时，确定光伏组件的发电量增加量最大，停止执行降温操作。

需要说明的是，不同的降温方式计算发电量损失量的方法不同，若降温方式为控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温，发电量损失量为由于角度变化导致的发电量损失量，若降温方式为风冷降温或水冷降温，发电量损失量为控制风冷降温或水温降温所导致的发电量损失量。

具体的，以降温方式为控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温为例，请参阅图4，本实施例公开的降温控制方法可应用于角度调节装置，一个光伏场站内可对应一台角度调节装置，该装置可以控制和调节场站内所有光伏组件角度变化，一个光伏场站内还可对应多台角度调节装置，每台角度调节装置可控制和调节场站内单排或者多排光伏组件角度同时变化，一个光伏场站内每个光伏组件还可对应一台角度调节装置，控制和调节对应光伏组件的角度变化；该方法也可以应用于云服务器，云服务器控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温；该方法还可以应用于其他控制器控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温，本发明不做具体限定。在光伏组件的降温过程中，实时计算光伏组件由于温度降低导致的理论发电增加量以及由于角度变化导致的发电量损失量，请参阅图5，光伏组件在A位置，太阳直射光伏组件，辐照度最大，发电量最高，但此时，光伏组件温度升高，因温升导致发电量损失，调整光伏组件的角度达到B位置，太阳斜射到光伏组件，辐照度降低，导致发电量损失Q损，但此时组件温度降低，从而温损Q损下降。同时，光伏组件由于温度降低导致理论发电量增加，当理论发电增加量与发电量损失量之间的差值大于0且不再增大时，停止控制光伏组件摆动降温。

进一步，在光伏组件的降温过程中，以光伏组件的发电量增加量最大为优化目标，设置光伏组件在下一降温周期内的最佳角度。即在光伏组件的降温过程中实时计算光伏组件由于温度降低导致的理论发电增加量以及由于角度变化导致的发电量损失量，然后计算理论发电增加量与发电量损失量之间的差值，在该差值大于0且不再增大时，将该时刻对应的光伏组件的角度设置为光伏组件在下一降温周期内的最佳角度。

也就是说，在每个降温周期都能以光伏组件的发电量增加量最大为优化目标，设置光伏组件在下一降温周期内的最佳角度。

在此基础上，在控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温时，就可以依据光伏组件的当前温度、温升阈值、当前角度、最佳角度以及环境参数，确定光伏组件的摆动参数，依据所述摆动参数，控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温，请参阅图6，图6为降温区域光伏组件摆动降温示意图。

具体的，根据光伏组件的当前温度、温升阈值以及环境参数，基于热力学原理确定光伏组件降温至温升阈值所需消耗的额外热量，然后依据额外热量、光伏组件的当前温度、温升阈值以及表面积，确定光伏组件的摆动频率，根据光伏组件的当前角度与最佳角度，确定光伏组件的摆动幅值。

光伏组件的摆动频率的计算方法如下：

其中，Q

通过控制光伏组件摆动降温的降温方式，可以复用现有的角度调节装置控制光伏组件摆动降温，在不增加硬件成本的基础上，即可实现光伏组件级别的精准降温控制，相对于其他降温方式，降低了降温成本。

基于上述实施例公开的一种降温控制方法，本实施例对应公开了一种降温控制装置，请参阅图7，该装置包括：

温度获取单元100，用于获取光伏组件的当前温度；

降温控制单元200，用于在光伏组件的当前温度大于温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止；

闭环控制单元300，用于以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制。

可选的，所述装置还包括：

初始温升阈值设置单元，用于在系统上电后设置每个光伏组件的初始温升阈值；

所述降温控制单元200，还用于在光伏组件的当前温度大于所述初始温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止。

可选的，所述降温控制单元，具体用于：

实时计算光伏组件由于温度降低导致的理论发电增加量以及发电量损失量；

计算所述理论发电增加量与所述发电量损失量之间的差值；

在所述差值大于0且不再增大时，停止执行降温操作。

可选的，所述降温控制单元，具体用于控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温；

所述装置还包括：

最佳角度设置单元，用于在光伏组件的降温过程中以光伏组件的发电量增加量最大为优化目标，设置光伏组件在下一降温周期内的最佳角度。

可选的，所述降温控制单元200，包括：

摆动参数确定子单元，用于依据光伏组件的当前温度、温升阈值、当前角度、最佳角度以及环境参数，确定光伏组件的摆动参数；

摆动控制子单元，用于依据所述摆动参数，控制角度调节装置转动使光伏组件摆动降温。

可选的，所述摆动参数确定子单元，具体用于：

根据光伏组件的当前温度、温升阈值以及环境参数，基于热力学原理确定光伏组件降温至温升阈值所需消耗的额外热量；

依据所述额外热量、光伏组件的当前温度、温升阈值以及表面积，确定光伏组件的摆动频率，

根据光伏组件的当前角度与最佳角度，确定光伏组件的摆动幅值。

可选的，所述闭环控制单元300，具体用于：

确定光伏组件达到最佳发电温度时的最佳发电量；

根据光伏组件实时发电曲线与实时辐照度，预测光伏组件在未来采样时刻的发电量；

将所述最佳发电量与光伏组件在未来采样时刻的发电量的差值大于0且不再增大的采样时刻对应的光伏组件温度，设置为光伏组件在下一降温周期的温升阈值。

本实施例公开的一种降温控制装置，针对每个光伏组件，在光伏组件的当前温度大于温升阈值的情况下，执行降温操作，直到光伏组件的发电量增加量最大为止，实现光伏组件级别的精准降温控制。同时通过以使光伏组件的发电效率最高为优化目标更新光伏组件的温升阈值，实现降温闭环控制，降低由于降温导致的发电量损失，提高光伏组件的发电效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

上述各个实施例之间可任意组合，对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。