家用光伏组件的安装数量确定方法、家用光伏系统及介质与流程

1.本发明涉及光伏控制技术领域，尤其涉及一种家用光伏组件的安装数量确定方法、家用光伏系统及介质。


背景技术：

2.在家用光伏发电领域，为了避免家用光伏组件的安装量过多而导致变压器损坏，同一变压器下的家用光伏组件安装容量通常不能高于变压器的额定上行功率。例如，一台家用光伏组件的最大输出功率通常为40km，而一台变压器的额定上行功率为200kw，因此不允许超过5位用户来安装家用光伏组件。
3.然而，一台变压器通常会配置40至50位用户。即，一台变压器下的家用光伏组件的安装率只能占用户总数的10％左右，这无疑会限制家用光伏组件的安装普及。
4.发明人构思及实现本技术的时候发现：在太阳光照最强的中午时段，即光伏组件处于最大输出功率的发电状态时，光伏组件的实际输出功率也会由于损耗低于理论最大输出功率，这导致光伏组件端实际到达变压器端的上行功率，小于该变压器下所有逆变器的下行功率。基于该现象可知，一台变压器上能够安装的光伏组件数量，会大于通过该变压器的额定上行功率和光伏组件的理论最大输出功率计算出的理论安装数量。因此，需要一种新的光伏组件的安装数量确定方法，从而准确计算一台变压器下可安装的家用光伏组件数量，以提升同一台变压器下的家用光伏组件的安装率。
5.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种家用光伏组件的安装数量确定方法，旨在解决如何提升同一台变压器下的家用光伏组件的安装率的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供的一种家用光伏组件的安装数量确定方法，所述方法包括：
8.获取变压器关联的负荷曲线，在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值；
9.根据所述变压器的额定上行功率和所述历史负荷极小值，确定所述变压器的当前下行功率；
10.基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量。
11.可选地，所述基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量的步骤之后，还包括：
12.获取所述变压器的当前上行功率；
13.确定所述当前上行功率和所述额定上行功率之间的功率比值；
14.当所述功率比值大于预设安全系数阈值时，控制逆变器基于预设规则调节输出功率，以使所述比值小于或等于所述安全系数阈值；
15.否则，维持所述逆变器的当前输出功率。
16.可选地，所述逆变器为多个，所述控制所述逆变器基于预设规则调节输出功率的步骤包括：
17.选取各个所述逆变器中输出功率大于预设输出功率阈值的目标逆变器，并控制所述目标逆变器的按所述输出功率阈值运行；或者，
18.确定所述当前上行功率和所述历史负荷极小值之间的数值差，根据所述数值差确定所述逆变器的目标输出功率，控制各个所述逆变器按所述目标输出功率运行，其中，所述数值差和所述目标输出功率呈负相关；或者，
19.根据所述功率比值确定所述逆变器的目标输出调节比例，根据所述逆变器的当前输出功率和所述目标输出调节比例，确定各个所述逆变器的目标输出功率，控制各个所述逆变器按所述目标输出功率运行，其中，所述目标输出功率小于各个所述逆变器的当前输出功率。
20.可选地，所述根据所述数值差确定所述逆变器的目标输出功率包括：
21.根据所述数值差，以及预设的数值差与输出功率之间的数值映射关系，确定所述目标输出功率；或者，
22.确定所述数值差在预设功率调整区间中对应的目标调整比例，并根据所述逆变器的当前输出功率和所述目标调整比例的乘积，确定所述目标输出功率。
23.可选地，所述根据所述功率比值确定所述逆变器的目标输出调节比例包括：
24.当所述功率比值大于预设功率比值区间的区间上限值时，将所述区间上限值对应的输出调节比例确定为所述目标输出调节比例；
25.当所述功率比值处于所述预设功率比值区间时，将所述功率比值在所述功率比值区间中对应的输出调节比例，确定为所述目标输出调节比例；
26.当所述功率比值小于所述预设功率比值区间的区间下限值时，将所述区间下限值对应的输出调节比例确定为所述目标输出调节比例。
27.可选地，所述获取变压器关联的负荷曲线，在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值的步骤包括：
28.获取变压器关联的年负荷曲线，在年度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值；或者，
29.获取变压器关联的目标季度负荷曲线，在季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值。
30.可选地，所述获取变压器关联的目标季度负荷曲线，在季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值的步骤包括：
31.根据记录的日期数据，确定当前所处季度；
32.根据所述当前所处季度，从多个季度负荷曲线中确定出目标季度负荷曲线；
33.获取所述目标季度负荷曲线在所述季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值。
34.可选地，所述根据所述变压器的额定上行功率和所述历史负荷极小值，确定所述
变压器的当前下行功率的步骤包括：
35.根据所述额定上行功率和所述历史负荷极小值的求和结果，得到所述当前下行功率；或者，
36.基于预设关系，确定所述额定上行功率和所述历史负荷极小值对应的所述当前下行功率。
37.可选地，所述基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量的步骤包括：
38.根据所述当前下行功率以及家用光伏组件额定功率的比值，确定所述最大安装数量；或者，
39.根据所述当前下行功率和所述额定上行功率确定安装增量，并根据所述安装增量和基于所述额定上行功率确定的初始安装数量，确定所述最大安装数量。
40.可选地，基于所述最大安装数量，确定各个所述家用光伏组件的组串输出功率；
41.根据所述组串输出功率和逆变器的最大输入功率的比值，确定所述家用光伏组件的超配比例；
42.确定所述超配比例是否小于预设超配比阈值；
43.若小于，输出允许安装提示。
44.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种家用光伏系统，所述家用光伏系统包括：光伏组件、多个逆变器、变压器、数据采集器、控制器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的家用光伏组件的安装数量确定程序，所述家用光伏组件的安装数量确定程序被所述处理器执行时实现如上所述的家用光伏组件的安装数量确定方法的步骤。
45.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有家用光伏组件的安装数量确定程序，所述家用光伏组件的安装数量确定程序被处理器执行时实现如上所述的家用光伏组件的安装数量确定方法的步骤。
46.本发明实施例提供一种家用光伏组件的安装数量确定方法、家用光伏系统及介质，通过变压器关联的负荷曲线在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值，以及变压器的额定上行功率来计算出变压器当前状态下实际的下行功率，并基于当前下行功率去计算出家用光伏组件在该述变压器下对应的最大安装数量。由于考虑了光伏系统中负荷对功率的抵消，因此得到的最大安装数量通常均大于原先基于额定功率确定的初始最大安装数量，并且该超出的数量值不会对光伏系统造成损耗或损耗程度在可接受范围内，从而准确计算一台变压器下可安装的家用光伏组件数量，达到了提升该变压器下的家用光伏组件的安装率的效果。
附图说明
47.图1为本发明实施例涉及的家用光伏系统的硬件运行环境的架构示意图；
48.图2为本发明家用光伏系统的架构示意图；
49.图3为本发明家用光伏组件的安装数量确定方法的第一实施例的流程示意图；
50.图4为本发明家用光伏组件的安装数量确定方法的第二实施例的流程示意图；
51.图5为本发明家用光伏组件的安装数量确定方法的第三实施例的流程示意图。
52.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。
具体实施方式
53.本技术通过变压器关联的负荷曲线在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值，以及变压器的额定上行功率来计算出变压器当前状态下实际的下行功率，并基于当前下行功率去计算出家用光伏组件在该述变压器下对应的最大安装数量。由于考虑了光伏系统中负荷对功率的抵消，因此得到的最大安装数量通常均大于原先基于额定功率确定的初始最大安装数量，并且该超出的数量值不会对光伏系统造成损耗或损耗程度在可接受范围内，从而准确计算一台变压器下可安装的家用光伏组件数量，达到了提升该变压器下的家用光伏组件的安装率的效果。
54.为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
55.作为一种实现方案，图1为本发明实施例方案涉及的家用光伏系统的硬件运行环境的架构示意图。
56.如图1所示，该家用光伏系统可以包括：处理器1001，例如cpu，存储器1005，用户接口1003，网络接口1004，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
57.本领域技术人员可以理解，图1中示出的家用光伏系统的架构并不构成对家用光伏系统限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
58.如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及家用光伏组件的安装数量确定程序。其中，操作系统是管理和控制家用光伏系统的硬件和软件资源的程序，家用光伏组件的安装数量确定程序以及其他软件或程序的运行。
59.在图1所示的家用光伏系统中，用户接口1003主要用于连接终端，与终端进行数据通信；网络接口1004主要用于后台服务器，与后台服务器进行数据通信；处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序。
60.在本实施例中，家用光伏系统包括：存储器1005、处理器1001及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的家用光伏组件的安装数量确定程序，其中：
61.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
62.获取变压器关联的负荷曲线，在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值；
63.根据所述变压器的额定上行功率和所述历史负荷极小值，确定所述变压器的当前下行功率；
64.基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量。
65.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
66.获取所述变压器的当前上行功率；
67.确定所述当前上行功率和所述额定上行功率之间的功率比值；
68.当所述功率比值大于预设安全系数阈值时，控制逆变器基于预设规则调节输出功率，以使所述比值小于或等于所述安全系数阈值；
69.否则，维持所述逆变器的当前输出功率。
70.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
71.选取各个所述逆变器中输出功率大于预设输出功率阈值的目标逆变器，并控制所述目标逆变器的按所述输出功率阈值运行；或者，
72.确定所述当前上行功率和所述历史负荷极小值之间的数值差，根据所述数值差确定所述逆变器的目标输出功率，控制各个所述逆变器按所述目标输出功率运行，其中，所述数值差和所述目标输出功率呈负相关；或者，
73.根据所述功率比值确定所述逆变器的目标输出调节比例，根据所述逆变器的当前输出功率和所述目标输出调节比例，确定各个所述逆变器的目标输出功率，控制各个所述逆变器按所述目标输出功率运行，其中，所述目标输出功率小于各个所述逆变器的当前输出功率。
74.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
75.根据所述数值差，以及预设的数值差与输出功率之间的数值映射关系，确定所述目标输出功率；或者，
76.确定所述数值差在预设功率调整区间中对应的目标调整比例，并根据所述逆变器的当前输出功率和所述目标调整比例的乘积，确定所述目标输出功率。
77.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
78.当所述功率比值大于预设功率比值区间的区间上限值时，将所述区间上限值对应的输出调节比例确定为所述目标输出调节比例；
79.当所述功率比值处于所述预设功率比值区间时，将所述功率比值在所述功率比值区间中对应的输出调节比例，确定为所述目标输出调节比例；
80.当所述功率比值小于所述预设功率比值区间的区间下限值时，将所述区间下限值对应的输出调节比例确定为所述目标输出调节比例。
81.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
82.获取变压器关联的年负荷曲线，在年度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史
负荷极小值；或者，
83.获取变压器关联的目标季度负荷曲线，在季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值。
84.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
85.根据记录的日期数据，确定当前所处季度；
86.根据所述当前所处季度，从多个季度负荷曲线中确定出目标季度负荷曲线；
87.获取所述目标季度负荷曲线在所述季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值。
88.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
89.根据记录的日期数据，确定当前所处季度；
90.根据所述当前所处季度，从多个季度负荷曲线中确定出目标季度负荷曲线；
91.获取所述目标季度负荷曲线在所述季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值。
92.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
93.根据所述当前下行功率以及家用光伏组件额定功率的比值，确定所述最大安装数量；或者，
94.根据所述当前下行功率和所述额定上行功率确定安装增量，并根据所述安装增量和基于所述额定上行功率确定的初始安装数量，确定所述最大安装数量。
95.处理器1001调用存储器1005中存储的家用光伏组件的安装数量确定程序时，执行以下操作：
96.基于所述最大安装数量，确定各个所述家用光伏组件的组串输出功率；
97.根据所述组串输出功率和逆变器的最大输入功率的比值，确定所述家用光伏组件的超配比例；
98.确定所述超配比例是否小于预设超配比阈值；
99.若小于，输出允许安装提示。
100.基于上述基于光伏控制技术的家用光伏系统的硬件架构，提出本发明家用光伏组件的安装数量确定方法的实施例。
101.参照图2，图2为一可选实施方案中的家用光伏系统架构示意图，该家用光伏系统由光伏组件、多个逆变器、变压器、数据采集器及控制器组成。
102.光伏组件用于将太阳能转换为电能。每个光伏组件由多个太阳能电池板组成，通过并联或串联方式形成一个电池板组。光伏组件的输出功率取决于太阳能的强度和光伏组件的质量。
103.逆变器用于将光伏组件产生的直流电转换成交流电供电使用。家用光伏系统中需要多个逆变器，因为电网中的交流电需要与逆变器输出的交流电同步相位。此外，逆变器还负责监测系统运行状态和保护系统安全。
104.变压器用于将逆变器输出的交流电压升压或降压，以适应电网的电压要求。
105.数据采集器用于负责监测家用光伏系统的运行状态，包括光伏组件的输出功率、逆变器的工作状态、电网的电压和电流等。数据采集器将收集到的数据传输到控制器。
106.控制器用于根据数据采集器传输的数据对家用光伏系统进行控制和管理，包括逆变器的启停、变压器的升降压、光伏组件的定位调整等。控制器还可以显示系统的运行状态和发出警报。
107.光伏组件在发电过程中，数据上传至逆变器，逆变器再传输至变压器；数据采集器、控制器以及逆变器内部的控制装置，用于对家用光伏系统的监测、控制及保护系统。
108.通常而言，同一变压器下的家用光伏组件安装容量通常不能高于变压器的额定上行功率，例如，一台家用光伏组件的最大输出功率通常为40km，而一台变压器的额定上行功率为200kw，因此不允许超过5位用户来安装家用光伏组件。
109.对于光伏系统而言，在中午时段，光伏输出电量最高值时，有明显负荷，这种负荷的产生来源于该地区用户使用家电过程中所产生搞得负荷，即，白天光伏发电的输出电量中的部分会被该负荷抵消，因此，实际到变压器端的上行功率小于该变压器下所有逆变器的总出力，因此，该变压器下所有逆变器的总输出功率，除以变压器额定上行功率，所得到家用光伏组件的安装数量，比单纯的根据变压器额定上行功率和光伏组件额定功率去确定出的安装数量更多。
110.参照图3，在第一实施例中，所述家用光伏组件的安装数量确定方法包括以下步骤：
111.步骤s10，获取变压器关联的负荷曲线，在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值；
112.在本实施例中，首先从家用光伏系统的数据采集器中，获取变压器关联的负荷曲线在一定时长内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值。
113.负荷曲线为变压器在过去一段时间中通过数据采集器中的电表采集的变压器在各个历史时刻的负荷值，所构成的曲线，其中，负荷曲线的横坐标为时刻，纵坐标为负荷值。可选地，历史时刻可以是每隔一个小时记录一次。可选地，负荷曲线可以为年负荷曲线、季度负荷曲线。其中，年负荷曲线为以年度为单位记录的，与当前时刻距离一年内各个历史时刻中的负荷值的特征变化构成的曲线。而季度负荷曲线是根据春、夏、秋、冬四个不同季度的太阳光照下，变压器的负荷值的变化规律构成的曲线，即每年3月到5月的季度负荷曲线为春季负荷曲线，每年6月到8月季度负荷曲线为夏季负荷曲线，每年9月到11月的季度负荷曲线为秋季负荷曲线，每年12月到2月的季度负荷曲线为冬季负荷曲线。
114.预设时长区间可以根据不同的负荷曲线，来选择不同的时长区间。
115.可选地，若负荷曲线为年负荷曲线，则预设时长区间为年度时长区间，即，以当前时刻为区间起点，间隔一年的时刻为区间终点，取这一段时长为时长区间。例如，当前时刻为第n年m月l日中午12点，则时长区间取第n年m月l日中午12点，至n-1年m月l日中午12点，这一段时长内记录的负荷值。
116.可选地，若负荷曲线为季度负荷曲线，则预设时长区间为季度时长区间。即，根据当前时刻中的日期所处的季度来选择出相应的季度负荷曲线。例如，获取到当前时刻日期为5月，则确定其对应的季度负荷曲线为春季负荷曲线。
117.历史负荷极小值表征为该预设时长区间内的负荷曲线中的最小值。
118.需要说明的是，选取该曲线中某一区间中的极小值作为后续的变压器下行功率以及安装数量计算的目的在于，历史负荷极小值对应的是在这段时间内的最小负荷值，基于该最小负荷值确定出的目标安装数量，会大于原先根据变压器和家用光伏组件二者的额定功率计算出的安装数量，因此将目标安装数量乘以家用光伏组件额定功率，得到的总输入功率会超过变压器的额定功率，但该超出的部分是考虑到光伏组件的负荷所带来的功率抵消而允许超出的，不会对光伏系统的电路造成损害，或损害程度处于可接受范围。此外，由于一段时长内(通常为几天到几个月)，随着光照强度的变化，变压器的负荷值也会随之产生变化，当光照强度增强，负荷值会增大，则理论上抵消的功率会更多，允许安装的家用光伏组件的数量也会更多。因此，选取这段时长中记录的负荷值的最小值来作为后续的最大安装数计算量，认为这段时间内光照再弱，变压器的负荷值也不会低于该历史负荷极小值，基于该负荷值抵消而允许超出的功率，也不会超出光伏系统自身允许超过的安全范围。
119.步骤s20，根据所述变压器的额定上行功率和所述历史负荷极小值，确定所述变压器的当前下行功率；
120.在本实施例中，根据变压器的额定上行功率，以及前一步骤中获取的历史负荷极小值，输入至光伏系统的控制器中的下行功率计算模块中，计算出当前下行功率。变压器的额定上行功率可以根据变压器的型号来确定，或者直接获取预先存储记录在数据采集器中的变压器的额定上行功率。
121.作为一可选实施方案，可以根据所述额定上行功率和所述历史负荷极小值的求和结果，得到当前下行功率。
122.示例性地，假设历史负荷数据中，最近4天的中午太阳光照射程度最大的时刻，对应的负荷功率如下：
123.时间负荷功率(kw)2023-05-01-12：001202023-05-02-13：001502023-05-03-13：151302023-05-04-12：45110
124.确定出历史负荷极小值为110kw，设变压器的额定上行功率为200kw，则当前下行功率为110kw+220kw＝310kw。
125.作为另一可选实施方案，可以将额定上行功率和历史负荷极小值作为输入量，基于二者与下行功率之间的预设关系，确定出变压器的当前下行功率。
126.示例性地，假设根据预设关系，下行功率与额定上行功率和历史负荷极小值之间的关系可以表示为：
127.下行功率＝额定上行功率+历史负荷极小值*系数
128.其中，系数是一个预设的常数，用于调整历史负荷极小值对下行功率的影响。
129.假设额定上行功率为200kw，历史负荷数据如下：
130.时间负荷功率(kw)2023-05-01-12：001202023-05-02-13：001502023-05-03-13：15130
2023-05-04-12：45110
131.设系数为0.8。
132.首先，找到历史负荷数据中的极小值，即110kw。
133.然后，根据预设的关系计算下行功率＝200+110*0.8＝288kw
134.根据给定的额定上行功率和历史负荷极小值，基于预设的关系，可以确定变压器的当前下行功率为288kw。
135.步骤s30，基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件对应的最大安装数量。
136.在本实施例中，在得到当前下行功率之后，将当前下行功率输入至光伏系统的控制器中的安装数量计算模块中，计算出该型号的家用光伏组件，在该型号变压器下允许的最大安装数量。
137.作为一可选实施方案，最大安装数量的确定，可以是根据当前下行功率以及家用光伏组件额定功率的比值，来确定最大安装数量，若比值为非整数，则取整作为所述最大安装数量。
138.示例性地，假设当前下行功率为p_down，家用光伏组件额定功率为p_pv，则最大安装数量n_max可以按照以下方式确定：
139.n_max＝floor(p_down/p_pv)
140.其中，floor()表示向下取整。
141.若p_down＝250w，p_pv＝50w，则n_max＝floor(250/50)＝5，即最多可以安装5块家用光伏组件。
142.若p_down＝256w，p_pv＝50w，则n_max＝floor(256/50)＝5，即最多可以安装5块家用光伏组件。
143.作为另一可选实施方案，最大安装数量的确定，可以是根据所述当前下行功率与所述额定上行功率之间的比值确定安装增量，并根据所述安装增量和基于所述额定上行功率确定的初始安装数量，确定所述最大安装数量。
144.示例性地，假设变压器的当前下行功率为p_down＝330w，变压器的额定功率为p_bv＝220w，获取到记录在光伏系统的存储器中基于额定上行功率确定的初始安装数量n＝4。
145.计算当前下行功率和额定功率之间的比值，即安装增量p：
[0146][0147]
将n＝4，乘以安装增量p＝1.5，计算出最大安装数量p*＝6；
[0148]
即变压器的当前上行功率下能够安装的最大安装数量为6块家用光伏组件。
[0149]
在本实施例提供的技术方案中，通过变压器关联的负荷曲线在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值，以及变压器的额定上行功率来计算出变压器当前状态下实际的下行功率，并基于当前下行功率去计算出家用光伏组件在该述变压器下对应的最大安装数量。由于考虑了光伏系统中负荷对功率的抵消，因此得到的最大安装数量通常均大于原先基于额定功率确定的初始最大安装数量，并且该超出的数量值不会对光伏系统造成损耗或损耗程度在可接受范围内，从而准确计算一台变压器下可安装的家用光伏组件数量，达到了提升该变压器下的家用光伏组件的安装率的效果。
[0150]
参照图4，在第二实施例中，基于任一实施例，所述步骤s30之后，还包括：
[0151]
步骤s40，获取所述变压器的当前上行功率；
[0152]
步骤s50，确定所述当前上行功率和所述额定上行功率之间的功率比值；
[0153]
步骤s60，当所述功率比值大于预设安全系数阈值时，控制逆变器基于预设规则调节输出功率，以使所述比值小于或等于所述安全系数阈值；
[0154]
步骤s70，否则，维持所述逆变器的当前输出功率。
[0155]
作为一可选实施例，在本实施例中，在基于变压器的当前下行功率确定出家用光伏组件的最大安装数量，若基于该安装数量配置家用光伏组件，变压器会出现超配比现象，为了保护整个变压器的上送电安全，本实施例中提供一种控制逆变器的输出功率的方案，通过调节逆变器的输出功率，使得变压器的上行功率减小，来确保光伏系统的总发电功率减去总负荷不会超过变压器的额定上行功率。
[0156]
具体的，对于如何控制逆变器的输出功率，常用的控制方法为调整变压器上的输入电压、频率响应控制和mppt(maximum power point tracking，最大功率点跟踪)控制。对于调整直流输入电压，逆变器的输出功率与其直流输入电压相关。通过调整直流输入电压，可以控制逆变器的输出功率。降低输入电压可以降低逆变器的输出功率，增加输入电压可以提高逆变器的输出功率。对于频率响应控制，逆变器的输出功率也可以通过对输入电网频率的响应进行控制。当电网频率发生变化时，逆变器可以调整其输出功率以响应电网需求，例如通过参与频率调节、有功功率控制等方式进行功率调整。对于mppt控制，在光伏逆变器中，通过跟踪光伏阵列当前的最大功率点，调整逆变器的工作状态，使其输出最大功率。mppt控制可根据实时太阳辐射和温度等参数进行优化，以实现最佳的功率转换效率。
[0157]
在本实施例中，首先获取变压器的当前上行功率，可以通过在变压器的上行侧设置电压、电流采集装置后输入至光伏系统的控制器中的计算模块去计算出变压器的当前上行功率p
上1
。接着，同样在计算模块中计算出当前上行功率p
上1
和变压器的额定上行功率p
e上
之间的功率比值γ1；
[0158]
将γ1与预先设定的安全保护系数γ0对比，当所述功率比值γ1大于γ0时，判断此时光伏系统的总发电功率减去总负荷超过了变压器的额定上行功率，则控制逆变器基于一定的预设规则调节输出功率，以使比值γ1小于或等于安全系数阈值γ0，其中，当功率比值γ1等于安全系数阈值γ0时，逆变器的调节损失功率最小，因此，在后续的调节中，尽可能将功率比值向安全系数阈值靠近。
[0159]
此外，若所述功率比值γ1小于或等于γ0，则维持所述逆变器的当前输出功率。
[0160]
对于如何基于预设规则调节逆变器输出功率，作为一可选实施方案，可以是从各个逆变器中选取符合条件的几台来调节。具体的，可以选取输出功率大于预设输出功率阈值的逆变器来进行控制，控制超过阈值的逆变器的输出功率以预设输出功率阈值运行，以最小程度的减少逆变器输出功率的损失。
[0161]
作为一可选实施方案，也可以是根据当前上行功率p
上1
和历史负荷极小值之间的数值差来对逆变器进行实时调节。二者之间的数值差越大，意味着光伏系统的发电功率越大，需要降低的逆变器的输出功率值也就越大，得到的逆变器的目标输出功率也就越小。
[0162]
可选地，对于如何根据数值差确定逆变器的目标输出功率。可以是将得到的数值差，输入至一预设的数值差与输出功率之间的数值映射关系函数中，直接得出该数值差对
应的目标输出功率。
[0163]
也可以是查找数值差在预设的功率调整区间中对应的目标调整比例，然后将逆变器的当前输出功率乘以所述目标调整比例，计算出该数值差对应的目标输出功率。
[0164]
示例性地，假设我们有一个预设的功率调整区间为[-10％，+10％]，即逆变器的输出功率可以在当前输出功率的正负10％范围内进行调整。假设逆变器的当前输出功率为100kw，并且我们得到了一个数值差为-5。
[0165]
查找数值差在预设的功率调整区间中对应的目标调整比例。根据预设的功率调整区间，当数值差为-5时，对应的目标调整比例为5％。
[0166]
然后，将逆变器的当前输出功率乘以所述目标调整比例来计算目标输出功率：
[0167]
目标输出功率＝当前输出功率*丨1-目标调整比例丨
[0168]
目标输出功率＝100kw*丨1-5％丨＝100kw*(0.95)＝95kw
[0169]
因此，根据查找数值差在预设的功率调整区间中对应的目标调整比例，并将逆变器的当前输出功率乘以该目标调整比例，我们可以计算出数值差为-5对应的目标输出功率为95kw。
[0170]
可选地，对于如何根据数值差确定逆变器的目标输出功率，也可以是根据当前上行功率和额定上行功率之间的功率比值的大小来确定出逆变器的目标输出调节比例，根据所述逆变器的当前输出功率和目标输出调节比例，确定各个所述逆变器的目标输出功率。
[0171]
进一步的，当所述功率比值大于预设功率比值区间的区间上限值时，将所述区间上限值对应的输出调节比例确定为所述目标输出调节比例；当所述功率比值处于所述预设功率比值区间时，将所述功率比值在所述功率比值区间中对应的输出调节比例，确定为所述目标输出调节比例；当所述功率比值小于所述预设功率比值区间的区间下限值时，将所述区间下限值对应的输出调节比例确定为所述目标输出调节比例。
[0172]
示例性地，假设预设功率比值区间为0.8到1.2，并且我们有一组输出调节比例与功率比值的映射关系如下表：
[0173]
功率比值输出调节比例0.80.950.91.01.01.051.11.11.21.15
[0174]
如果功率比值大于预设功率比值区间的区间上限值(即大于1.2)，则目标输出调节比例为1.15(所述区间上限值对应的输出调节比例)。
[0175]
如果功率比值处于预设功率比值区间(即0.8到1.2之间)，则目标输出调节比例根据功率比值在功率比值区间中对应的输出调节比例确定。
[0176]
如果功率比值小于预设功率比值区间的区间下限值(即小于0.8)，则目标输出调节比例为0.95(所述区间下限值对应的输出调节比例)。
[0177]
假设变压器当前的上行功率为80kw，额定上行功率为100kw，
[0178]
功率比值＝当前上行功率/额定上行功率；
[0179]
即，功率比值＝80kw/100kw＝0.8
[0180]
在这种情况下，功率比值为0.8，处于预设功率比值区间。根据功率比值在功率比值区间中对应的输出调节比例，目标输出调节比例为0.95。
[0181]
最后，根据逆变器的当前输出功率和目标输出调节比例，确定逆变器的目标输出功率＝80kw*0.95＝76kw。
[0182]
在本实施例提供的技术方案中，为了保护基于变压器下行功率确定出的安装数量安装家用光伏组件之后，确保光伏系统的总发电功率减去总负荷不会超过变压器的额定上行功率通过上述的一些规则来调节逆变器的输出功率，使得变压器的上行功率减小，确保当前上行功率和所述上行功率之间的功率比值不会长时间处于安全系数阈值之下，从而保障了家电光伏系统长期有效的安全运行，为增加同一变压器下的光伏组件安装率提供了安全保障。
[0183]
参照图5，在第三实施例中，基于任一实施例，所述步骤s30之前，还包括：
[0184]
步骤s80，基于所述最大安装数量，确定各个所述家用光伏组件的组串输出功率；
[0185]
步骤s90，根据所述组串输出功率和逆变器的最大输入功率的比值，确定所述家用光伏组件的超配比例；
[0186]
步骤s100，确定所述超配比例是否小于预设超配比阈值；
[0187]
步骤s110，若小于，输出允许安装提示。
[0188]
作为一可选实施方案，在本实施例中，考虑到家用光伏组件的组串输出功率，与变压器的最大输入功率之间的匹配要求，还需要确定基于最大安装数量得到的家用光伏组件的超配比例，是否小于预设的超配比阈值，其中，超配比阈值为相关部门规定的允许家用光伏系统的超配比阈值。示例性地，目前的可允许超配比为1.8：1。
[0189]
在本实施例中，在光伏系统控制器的计算模块中，将最大安装数量乘以家用光伏组件的额定输出功率，得到家用光伏组件的组串输出功率，计算模块再将组串输出功率除以逆变器的最大输入功率比值，得到该型号家用光伏组件的超配比例，并将超配比例数据输入至判断模块中判断其是否超过超配比阈值，若小于则输出允许安装提示，以提示安装人员可以以当前的最大安装数量安装，也不会违反相关部门规定。
[0190]
在本实施例中提供的技术方案中，考虑到相关部门规定的允许家用光伏系统的超配比阈值，计算基于变压器的当前下行功率确定出的最大安装数量对应的家用光伏组件的组串输出功率与逆变器的最大输入功率之间的比值，确定超配比是否小于超配比阈值，若小于则提示人员可以安装，进一步提升了本方案增加同一变压器下的光伏组件安装率的可行性。
[0191]
此外，本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可以存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被家用光伏系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
[0192]
因此，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有家用光伏组件的安装数量确定程序，所述家用光伏组件的安装数量确定程序被处理器执行时实现如上实施例所述的家用光伏组件的安装数量确定方法的各个步骤。
[0193]
其中，所述计算机可读存储介质可以是u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
[0194]
需要说明的是，由于本技术实施例提供的存储介质，为实施本技术实施例的方法所采用的存储介质，故而基于本技术实施例所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该存储介质的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本技术实施例的方法所采用的存储介质都属于本技术所欲保护的范围。
[0195]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0196]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0197]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0198]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0199]
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
[0200]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0201]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述家用光伏组件的安装数量的确定方法包括：获取变压器关联的负荷曲线，在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值；根据所述变压器的额定上行功率和所述历史负荷极小值，确定所述变压器的当前下行功率；基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量。2.如权利要求1所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量的步骤之后，还包括：获取所述变压器的当前上行功率；确定所述当前上行功率和所述额定上行功率之间的功率比值；当所述功率比值大于预设安全系数阈值时，控制逆变器基于预设规则调节输出功率，以使所述比值小于或等于所述安全系数阈值；否则，维持所述逆变器的当前输出功率。3.如权利要求2所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述逆变器为多个，所述控制所述逆变器基于预设规则调节输出功率的步骤包括：选取各个所述逆变器中输出功率大于预设输出功率阈值的目标逆变器，并控制所述目标逆变器的按所述输出功率阈值运行；或者，确定所述当前上行功率和所述历史负荷极小值之间的数值差，根据所述数值差确定所述逆变器的目标输出功率，控制各个所述逆变器按所述目标输出功率运行，其中，所述数值差和所述目标输出功率呈负相关；或者，根据所述功率比值确定所述逆变器的目标输出调节比例，根据所述逆变器的当前输出功率和所述目标输出调节比例，确定各个所述逆变器的目标输出功率，控制各个所述逆变器按所述目标输出功率运行，其中，所述目标输出功率小于各个所述逆变器的当前输出功率。4.如权利要求3所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述根据所述数值差确定所述逆变器的目标输出功率包括：根据所述数值差，以及预设的数值差与输出功率之间的数值映射关系，确定所述目标输出功率；或者，确定所述数值差在预设功率调整区间中对应的目标调整比例，并根据所述逆变器的当前输出功率和所述目标调整比例的乘积，确定所述目标输出功率。5.如权利要求3所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述根据所述功率比值确定所述逆变器的目标输出调节比例包括：当所述功率比值大于预设功率比值区间的区间上限值时，将所述区间上限值对应的输出调节比例确定为所述目标输出调节比例；当所述功率比值处于所述预设功率比值区间时，将所述功率比值在所述功率比值区间中对应的输出调节比例，确定为所述目标输出调节比例；当所述功率比值小于所述预设功率比值区间的区间下限值时，将所述区间下限值对应
的输出调节比例确定为所述目标输出调节比例。6.如权利要求1所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述获取变压器关联的负荷曲线，在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值的步骤包括：获取变压器关联的年负荷曲线，在年度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值；或者，获取变压器关联的目标季度负荷曲线，在季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值。7.如权利要求6所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述获取变压器关联的目标季度负荷曲线，在季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值的步骤包括：根据记录的日期数据，确定当前所处季度；根据所述当前所处季度，从多个季度负荷曲线中确定出目标季度负荷曲线；获取所述目标季度负荷曲线在所述季度时长区间记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值。8.如权利要求1所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述根据所述变压器的额定上行功率和所述历史负荷极小值，确定所述变压器的当前下行功率的步骤包括：根据所述额定上行功率和所述历史负荷极小值的求和结果，得到所述当前下行功率；或者，基于预设关系，确定所述额定上行功率和所述历史负荷极小值对应的所述当前下行功率。9.如权利要求1所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，其特征在于，所述基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量的步骤包括：根据所述当前下行功率以及家用光伏组件额定功率的比值，确定所述最大安装数量；或者，根据所述当前下行功率和所述额定上行功率确定安装增量，并根据所述安装增量和基于所述额定上行功率确定的初始安装数量，确定所述最大安装数量。10.如权利要求1所述的家用光伏组件的安装数量确定方法，所述基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量的步骤之后，还包括：基于所述最大安装数量，确定各个所述家用光伏组件的组串输出功率；根据所述组串输出功率和逆变器的最大输入功率的比值，确定所述家用光伏组件的超配比例；确定所述超配比例是否小于预设超配比阈值；若小于，输出允许安装提示。11.一种家用光伏系统，其特征在于，所述家用光伏系统包括：光伏组件、多个逆变器、变压器、数据采集器、控制器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的家用光伏组件的安装数量确定程序，所述家用光伏组件的安装数量确定程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至10中任一项所述的家用光伏组件的安装数量确定方法的
步骤。12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有家用光伏组件的安装数量确定程序，所述家用光伏组件的安装数量确定程序被处理器执行时实现如权利要求1至10中任一项所述的家用光伏组件的安装数量确定方法的步骤。

技术总结
本发明涉及光伏控制技术领域，尤其涉及一种家用光伏组件的安装数量确定方法、家用光伏系统及介质。所述方法包括：获取变压器关联的负荷曲线，在预设时长区间内记录的各个历史负荷值中的历史负荷极小值；根据所述变压器的额定上行功率和所述历史负荷极小值，确定所述变压器的当前下行功率；基于所述当前下行功率，确定家用光伏组件在所述变压器下对应的最大安装数量。由于考虑了光伏系统中负荷对功率的抵消，因此得到的最大安装数量会大于原先基于额定功率确定的初始最大安装数量，在不损坏变压器的同时达到了提升该变压器下的家用光伏组件的安装率的效果。解决了如何提升同一台变压器下的家用光伏组件的安装率的问题。压器下的家用光伏组件的安装率的问题。压器下的家用光伏组件的安装率的问题。


技术研发人员：张许成 李二斌
受保护的技术使用者：阳光新能源开发股份有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/9