本發(fā)明涉及光伏板控制的，公開了柔性傾角式跟蹤光伏支架。

背景技術(shù)：

1、目前光伏支架及光伏控制隨著材料科學(xué)進步，柔性光伏跟蹤系統(tǒng)開始使用輕質(zhì)、耐用的材料，比如碳纖維、高強度合金等，這些材料不僅減輕了系統(tǒng)重量，而且增強了系統(tǒng)的耐久性和抗風(fēng)能力，現(xiàn)代光伏跟蹤系統(tǒng)通常配備高精度的傾角傳感器和先進的微處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的智能跟蹤，即使在多云或陰天也能保持高效運行，但是，高精度的跟蹤需要復(fù)雜的控制邏輯，這不僅增加了系統(tǒng)的設(shè)計難度，同時也可能導(dǎo)致系統(tǒng)在某些特定條件下出現(xiàn)誤操作或者響應(yīng)遲緩，跟蹤系統(tǒng)本身需要消耗一定能量來驅(qū)動電機和其他執(zhí)行部件，特別是在頻繁調(diào)整方向的情況下，這部分能耗可能會抵消一部分增益。

2、例如現(xiàn)有授權(quán)公告號為cn112925377b的中國專利公開一種光伏系統(tǒng)及其最大功率跟蹤方法，光伏系統(tǒng)包括：多個光伏電池，光伏電池用于采集太陽能產(chǎn)生直流電；多個優(yōu)化器，多個優(yōu)化器均用于向云服務(wù)器發(fā)送電性參數(shù)，電性參數(shù)至少包括光伏電池的第一輸出參數(shù)、優(yōu)化器的第二輸出參數(shù)；云服務(wù)器，云服務(wù)器用于接收電性參數(shù)，并根據(jù)電性參數(shù)計算用于調(diào)節(jié)光伏電池輸出功率的特征物理量，云服務(wù)器還用于將特征物理量發(fā)送至優(yōu)化器；優(yōu)化器還用于接收特征物理量，并根據(jù)特征物理量調(diào)節(jié)光伏電池的輸出功率，以實現(xiàn)光伏電池的最大功率追蹤。該發(fā)明提供的光伏系統(tǒng)及其最大功率跟蹤方法能夠?qū)崿F(xiàn)高效的光伏電池最大功率跟蹤，提高計算光伏電池最大功率的精度及效率。

3、上述專利的系統(tǒng)高度依賴于穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，如果網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或中斷，可能會導(dǎo)致mppt功能失效，從光伏電池到云服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸以及云服務(wù)器處理后再返回優(yōu)化器的過程可能會有延遲，影響實時性，構(gòu)建和維護這樣的分布式系統(tǒng)需要一定的基礎(chǔ)設(shè)施投入，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，對于小型項目來說成本較高，主要公開了優(yōu)化拓撲圖，并未涉及光伏支架。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本技術(shù)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要目的在于提供柔性傾角式跟蹤光伏支架，包括：

3、集成控制模塊、能耗管理模塊、調(diào)優(yōu)模塊；

4、所述集成控制模塊包括第一驅(qū)動組、第二驅(qū)動組和控制單元，所述第一驅(qū)動組用于控制光伏組件主梁旋轉(zhuǎn)，所述第二驅(qū)動組用于控制光伏組件旋轉(zhuǎn)，所述控制單元用于輸出控制策略；

5、所述調(diào)優(yōu)模塊包括用于不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化控制參數(shù)的光伏跟蹤模型，用于調(diào)整光伏跟蹤模型梯度權(quán)重的優(yōu)化單元；

6、所述能耗管理模塊用于處理能量回收和能量損耗檢測。

7、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

8、柔性傾角式跟蹤光伏支架還包括，用于支撐光伏組件的檁條，用于豎向固定于水平安裝面上的立柱；主梁軸向安裝于所述立柱上，所述檁條架設(shè)于所述主梁上；

9、所述第一驅(qū)動組位于立柱的底端，用于驅(qū)動光伏組件主梁旋轉(zhuǎn)；

10、所述第二驅(qū)動組位于檁條的底端，用于驅(qū)動光伏組件旋轉(zhuǎn)。

11、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

12、所述控制單元包括用于調(diào)節(jié)光伏板的輸出電壓、提供穩(wěn)定的電源供給的boost電路，用于輸出跟蹤光伏組件控制策略的動態(tài)控制單元；

13、所述boost電路包括第一電感l(wèi)1，第一電容c1、二極管d1，mosfet和第二電容c2；

14、所述第一電感l(wèi)1一端連接所述第一電容c1，一端連接所述二極管d1；

15、所述二極管d1一端連接所述第二電容c2，所述第二電容c2的另一端連接所述mosfet；

16、所述mosfet另一端連接所述第一電感l(wèi)1連接所述二極管d1的中點。

17、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

18、所述動態(tài)控制單元通過調(diào)整光伏組件的朝向和補償環(huán)境擾動，確定光伏組件的最大功率輸出；

19、通過建立光伏組件動態(tài)方程確定光伏組件的朝向，光伏組件動態(tài)方程計算表達式如下所示：

20、

21、其中，為光伏組件動態(tài)方程輸出的光伏組件控制值，為控制系統(tǒng)參數(shù)，為光伏組件控制比例增益，為誤差項，為光伏組件控制積分增益，為光伏組件控制微分增益，為誤差項的微分，為外部擾動，t為動態(tài)控制總時刻；

22、以擾動信號和太陽角度為輸入信號輸入誤差動態(tài)方程，并進行拉普拉斯變換對誤差擾動進行分析，誤差動態(tài)方程計算表達式如下所示：

23、

24、其中，為誤差動態(tài)方程輸出誤差擾動值，為拉普拉斯符號，為太陽角度頻域變換，為外部擾動頻域變換。

25、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

26、所述光伏跟蹤模型用于調(diào)整光伏組件控制、外部擾動補償和太陽角度，通過學(xué)習(xí)光伏組件旋轉(zhuǎn)的動態(tài)特性優(yōu)化、、；

27、以光伏組件旋轉(zhuǎn)位置和太陽角度為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過光伏組件動態(tài)方程輸出光伏組件控制值以控制光伏組件旋轉(zhuǎn)角度，并反推計算光伏組件在不同太陽角度下、、的值。

28、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

29、不同太陽角度下光伏組件控制量、、的值作為標簽，將所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練集和驗證集，訓(xùn)練集輸入初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，并通過驗證集對已訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行損失函數(shù)計算；

30、以光伏組件控制量、、輸入所述已訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過已訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出、、進行調(diào)節(jié)，并通過調(diào)節(jié)完成的、、對光伏組件角度進行控制。

31、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

32、所述已訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表達式如下：

33、；

34、其中為已訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于輸出，，，是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值矩陣，是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)激勵函數(shù)矩陣，x為輸入光伏組件角度控制信號，b為偏置值。

35、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

36、所述優(yōu)化單元通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值更新權(quán)重，補償，，調(diào)節(jié)常數(shù)的誤差值；

37、所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值更新采用如下表達式：

38、

39、其中，為更新后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，為滿秩對稱陣，取單位陣，是選取的小的正常數(shù)，為，，調(diào)節(jié)常數(shù)誤差值的補償值，為未更新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值；

40、小的正常數(shù)取值在0到1之間。

41、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

42、所述能耗管理模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、能量轉(zhuǎn)化單元、能量存儲單元、能耗控制單元和通信單元；

43、所述數(shù)據(jù)采集單元用于實時監(jiān)測光伏板輸出、儲能裝置狀態(tài)和負載消耗；

44、所述能量存儲單元包括電池管理系統(tǒng)和儲能裝置，其中電池管理系統(tǒng)用于監(jiān)測電池組的狀態(tài)，并優(yōu)化充放電過程，所述儲能裝置用于存儲能源；

45、所述能量轉(zhuǎn)化單元包括逆變器和dc/dc轉(zhuǎn)換器，其中所述逆變器用于將光伏板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供給交流負載，所述dc/dc轉(zhuǎn)換器用于調(diào)節(jié)光伏板輸出電壓，匹配儲能裝置需求。

46、作為本發(fā)明柔性傾角式跟蹤光伏支架的一種優(yōu)選方案，其中：

47、所述能耗控制單元包括dsp控制器、智能調(diào)度算法和故障檢測；

48、所述dsp控制器用于處理數(shù)據(jù)和控制光伏組件角度算法；

49、所述智能調(diào)度算法包括控制機器學(xué)習(xí)算法，用于能量調(diào)度和預(yù)測性充電；

50、所述故障檢測用于檢測并處理系統(tǒng)異常。

51、本發(fā)明的有益效果：

52、本發(fā)明通過高精度控制策略輸出精準控制光伏組件跟蹤太陽角度，以達到最佳功率輸出，并且通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能調(diào)整控制常量，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化和智能化，擺脫聯(lián)網(wǎng)負擔(dān)，本發(fā)明還通過精簡算法調(diào)整計算方式，降低系統(tǒng)負載能耗，并且集成能耗管理進一步檢測系統(tǒng)能源輸出和輸入。