光伏组件的等效阻抗测量方法及装置与流程

1.本技术涉及电源技术领域，尤其涉及一种光伏组件的等效阻抗测量方法及装置。


背景技术：

2.近年来，光伏装机量不断攀升，逐步成为主流发电技术。保证光伏系统长期可靠运行是行业关注的重点，因此光伏组件的健康状态检测尤为重要。
3.目前，在学术研究中是通过测量得到的光伏组件的等效阻抗，分析光伏组件的健康状态。现有的光伏组件阻抗测量方法主要是离线式的光伏组件阻抗测量方法，该方法是采用图1所示的典型光伏组件阻抗检测系统中的阻抗分析仪实现的。如图1所示，在测量光伏组件的等效阻抗时，将连接逆变器的光伏组件断开后连接至阻抗分析仪，此时光伏系统停止向电网发电，阻抗分析仪向光伏组件产生特定频率的交流电压，并测量特定频率的交流电流，从而计算特定频率下的光伏组件等效阻抗。
4.但是，上述离线式光伏组件阻抗测量方法中，在进行等效阻抗测量时光伏组件与逆变器断开，会影响光伏系统的总体发电量，适用性差。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种光伏组件的等效阻抗测量方法、光伏发电设备、光伏组件的等效阻抗测量装置以及光伏系统，可在光伏组件的等效阻抗测量时不影响光伏系统的发电量，适用性强。
6.第一方面，本技术提供了一种光伏组件的等效阻抗测量方法，该光伏组件连接光伏发电设备的输入端，光伏发电设备的输出端连接电网。该方法包括：根据第一参考电压和第一频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件的输出电压，该第一参考电压为光伏发电设备在向电网供电状态下的参考输入电压。之后，获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，并基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗。进而可在向电网正常供电的基础上，通过在光伏组件的输出电压和输出电流上叠加交流测量信号，完成对光伏组件的等效阻抗的测量，并不会影响光伏发电设备所在光伏系统的发电量，适用性强。
7.结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，在第一频率小于频率阈值的情况下，将第一参考电压和交流测量信号叠加得到第二参考电压；并根据第二参考电压和光伏组件的当前输出电压生成第一调制波，进而根据第一调制波生成第一驱动信号。可以理解的，在交流测量信号对应的频率小于频率阈值的情况下，由于是采用闭环注入交流测量信号方式生成第一驱动信号，因此可有效提高控制精度。
8.结合第一方面，在第二种可能的实施方式中，在第一频率大于或者等于频率阈值的情况下，根据第一参考电压和光伏组件的当前输出电压生成第二调制波；并将第二调制波和交流测量信号叠加得到第三调制波，进而根据第三调制波生成第一驱动信号。可以理解的，由于集成在控制器的控制单元有低通滤波器，因此采用本实施方式中生成第一驱动
信号的方式，可有效避免高频交流测量信号(即频率大于或者等于频率阈值的交流测量信号)被控制单元中的低通滤波器滤掉的情况，从而保证第一驱动信号中保留有完整的高频交流测量信号。
9.结合第一方面，在第三种可能的实施方式中，光伏发电设备为dc/dc变换器，该dc/dc变换器包括boost电路，该boost电路包括第一电感和第一开关管。boost电路的正输入端通过第一电感和第一开关管连接boost电路的负输出端。根据第一驱动信号控制第一开关管的导通时长，从而实现对光伏组件的输出电压的控制。
10.结合第一方面，在第四种可能的实施方式中，光伏发电设备为逆变器，该逆变器包括逆变电路，该逆变电路包括第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂。第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂均并联至逆变电路的输入端，第一驱动信号包括第一驱动子信号、第二驱动子信号和第三驱动子信号。分别根据第一驱动子信号、第二驱动子信号和第三驱动子信号，控制第一相桥臂的开关管的导通时长、第二相桥臂的开关管的导通时长和第三相桥臂的开关管的导通时长，从而实现对光伏组件的输出电压的控制。
11.结合第一方面，在第五种可能的实施方式中，采集在第一驱动信号控制下光伏组件的输出电压和输出电流，并基于第一频率对光伏组件的采样输出电压和采样输出电流进行频域滤波，得到光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流。
12.结合第一方面，在第六种可能的实施方式中，根据第一参考电压和至少两个不同频率的交流测量信号生成第一驱动信号，至少两个不同频率包括第一频率和第二频率。获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，以及光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流，并基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，以及光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗。可以理解的，可通过一次集中注入至少两个不同频率的交流测量信号，进而根据光伏组件在至少两个不同频率中各频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗，相比分批次注入不同频率的交流测量信号的方式而言，本实施方式中一次集中注入至少两个不同频率的交流测量信号的方式，可有效减少光伏发电设备的工作量，提高光伏发电设备的工作效率。此外，本实施方式中根据光伏组件在至少两个不同频率中各频率的输出电压和输出电流确定光伏组件的等效阻抗的方式，相比根据光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流确定光伏组件的等效阻抗的方式而言，可有效提高光伏组件的等效阻抗的测量准确度，适用性强。
13.结合第一方面，在第七种可能的实施方式中，两个不同频率中各频率均小于频率阈值，或者，至少两个不同频率中各频率均大于或者等于频率阈值。
14.结合第一方面，在第八种可能的实施方式中，根据第一参考电压和第一频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件的输出电压，进而获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流。之后，根据第一参考电压和第二频率的交流测量信号生成第二驱动信号，并根据第二驱动信号控制光伏组件的输出电压，进而获取在第二驱动信号控制下光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流。基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，以及光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗。可以理解的，可通过分批次注入不同频率的交流测量信号的方式，实现对光伏组件的等效阻抗测量，相比一次集中注入至少两个不同频率的交流测量信号的方式而言，本实施方式无需对至少两个不同频率中各频率的大小进行限制。
此外，本实施方式中根据光伏组件在至少两个不同频率中各频率的输出电压和输出电流确定光伏组件的等效阻抗的方式，相比根据光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流确定光伏组件的等效阻抗的方式而言，可有效提高光伏组件的等效阻抗的测量准确度，适用性强。
15.结合第一方面，在第九种可能的实施方式中，基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流确定光伏组件在第一频率的等效阻抗分量，基于光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流确定光伏组件在所述第二频率的等效阻抗分量，进而根据光伏组件在第一频率的等效阻抗分量和光伏组件在第二频率的等效阻抗分量，确定光伏组件的等效阻抗。
16.结合第一方面，在第十种可能的实施方式中，确定光伏发电设备的当前工作状态，并根据光伏发电设备的当前工作状态确定第一参考电压，该第一参考电压为光伏发电设备处于限功率工作状态下的参考输入电压，或者光伏发电设备处于非限功率工作状态下的参考输入电压。可以理解的，第一参考电压随着光伏发电设备的当前工作状态(即限功率工作状态或者非限功率工作状态)的变化而变化，因此可有效满足光伏发电设备处于不同工作状态下向电网供电的需求，灵活性高。
17.第二方面，本技术提供了一种光伏发电设备，该光伏发电设备的输入端连接光伏组件，光伏发电设备的输出端连接电网。光伏发电设备包括控制器和供电电路，其中，供电电路的输入端连接光伏发电设备的输入端，供电电路的输出端连接光伏发电设备的输出端，供电电路用于将光伏组件的输出电压变换为光伏发电设备在向电网供电状态下的输出电压。控制器根据第一参考电压和第一频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件的输出电压，该第一参考电压为光伏发电设备在向电网供电状态下的参考输入电压；之后，控制器获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，并基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗。
18.结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，在第一频率小于频率阈值的情况下，控制器将第一参考电压和交流测量信号叠加得到第二参考电压，并根据第二参考电压和光伏组件的当前输出电压生成第一调制波，进而根据第一调制波生成第一驱动信号。
19.结合第二方面，在第二种可能的实施方式中，在第一频率大于或者等于频率阈值的情况下，控制器根据第一参考电压和光伏组件的当前输出电压生成第二调制波，并将第二调制波和交流测量信号叠加得到第三调制波，进而根据第三调制波生成第一驱动信号。
20.结合第二方面，在第三种可能的实施方式中，光伏发电设备为dc/dc变换器，该dc/dc变换器包括boost电路，该boost电路包括第一电感和第一开关管。boost电路的正输入端通过第一电感和第一开关管连接boost电路的负输出端。控制器根据第一驱动信号控制第一开关管的导通时长，从而实现对光伏组件的输出电压的控制。
21.结合第二方面，在第四种可能的实施方式中，光伏发电设备为逆变器，该逆变器包括逆变电路，该逆变电路包括第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂。第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂均并联至逆变电路的输入端，第一驱动信号包括第一驱动子信号、第二驱动子信号和第三驱动子信号。控制器分别根据第一驱动子信号、第二驱动子信号和第三驱动子信号，控制第一相桥臂的开关管的导通时长、第二相桥臂的开关管的导通时长和第三相桥臂的开关管的导通时长，从而实现对光伏组件的输出电压的控制。
22.结合第二方面，在第五种可能的实施方式中，控制器采集在第一驱动信号控制下光伏组件的输出电压和输出电流，并基于第一频率对光伏组件的采样输出电压和采样输出电流进行频域滤波，得到光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流。
23.结合第二方面，在第六种可能的实施方式中，控制器根据第一参考电压和至少两个不同频率的交流测量信号生成第一驱动信号，至少两个不同频率包括第一频率和第二频率。控制器获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，以及光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流，并基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，以及光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗。
24.结合第二方面，在第七种可能的实施方式中，两个不同频率中各频率均小于频率阈值，或者，至少两个不同频率中各频率均大于或者等于频率阈值。
25.结合第二方面，在第八种可能的实施方式中，控制器根据第一参考电压和第一频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件的输出电压，进而获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流。之后，根据第一参考电压和第二频率的交流测量信号生成第二驱动信号，并根据第二驱动信号控制光伏组件的输出电压，进而获取在第二驱动信号控制下光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流。基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，以及光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗。
26.结合第二方面，在第九种可能的实施方式中，控制器基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流确定光伏组件在第一频率的等效阻抗分量，基于光伏组件在第二频率的输出电压和输出电流确定光伏组件在所述第二频率的等效阻抗分量，进而根据光伏组件在第一频率的等效阻抗分量和光伏组件在第二频率的等效阻抗分量，确定光伏组件的等效阻抗。
27.结合第二方面，在第十种可能的实施方式中，控制器确定光伏发电设备的当前工作状态，并根据光伏发电设备的当前工作状态确定第一参考电压，该第一参考电压为光伏发电设备处于限功率工作状态下的参考输入电压，或者光伏发电设备处于非限功率工作状态下的参考输入电压。
28.第三方面，本技术提供了一种光伏组件的等效阻抗测量装置，该装置位于光伏发电设备内，该装置可以为第二方面至第二方面任一种可能的实施方式所提供的控制器，该装置包括：
29.控制模块，用于根据第一参考电压和第一频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件的输出电压，第一参考电压为光伏发电设备在向电网供电状态下的参考输入电压；
30.获取模块，用于获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流；
31.第一确定模块，用于基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗。
32.结合第三方面，在第一种可能的实施方式中，该控制模块包括：
33.第一叠加单元，用于将第一参考电压和交流测量信号叠加得到第二参考电压；
34.控制单元，用于根据第二参考电压和光伏组件的当前输出电压生成第一调制波；
35.调制单元，用于根据第一调制波生成第一驱动信号。
36.结合第三方面，在第二种可能的实施方式中，该控制模块包括：
37.控制单元，用于根据第一参考电压和光伏组件的当前输出电压生成第二调制波；
38.第二叠加单元，用于将第二调制波和交流测量信号叠加得到第三调制波；
39.调制单元，用于根据第三调制波生成第一驱动信号。
40.结合第三方面，在第三种可能的实施方式中，光伏发电设备为dc/dc变换器，dc/dc变换器包括boost电路，boost电路包括第一电感和第一开关管，boost电路的正输入端通过第一电感和第一开关管连接boost电路的负输出端。该控制模块用于根据第一驱动信号控制第一开关管的导通时长。
41.结合第三方面，在第四种可能的实施方式中，光伏发电设备为逆变器，逆变器包括逆变电路，逆变电路包括第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，第一相桥臂、所述第二相桥臂和第三相桥臂均并联至逆变电路的输入端，第一驱动信号包括第一驱动子信号、第二驱动子信号和第三驱动子信号。该控制模块用于分别根据第一驱动子信号、第二驱动子信号和第三驱动子信号，控制第一相桥臂的开关管的导通时长、第二相桥臂的导通时长和第三相桥臂的开关管的导通时长。
42.结合第三方面，在第五种可能的实施方式中，该获取模块包括：
43.采样单元，用于采集在所述第一驱动信号控制下所述光伏组件的输出电压和输出电流；
44.滤波单元，用于基于所述第一频率对所述光伏组件的采样输出电压和采样输出电流进行频域滤波，得到所述光伏组件在所述第一频率的输出电压和输出电流。
45.结合第三方面，在第六种可能的实施方式中，控制模块用于：根据所述第一参考电压和至少两个不同频率的交流测量信号生成所述第一驱动信号，所述至少两个不同频率包括所述第一频率和第二频率；
46.获取模块用于获取在所述第一驱动信号控制下所述光伏组件在所述第一频率的输出电压和输出电流，以及所述光伏组件在所述第二频率的输出电压和输出电流；
47.第一确定模块用于基于所述光伏组件在所述第一频率的输出电压和输出电流，以及所述光伏组件在所述第二频率的输出电压和输出电流，确定所述光伏组件的等效阻抗。
48.结合第三方面，在第七种可能的实施方式中，至少两个不同频率中各频率均小于频率阈值，或者，所述至少两个不同频率中各频率均大于或者等于所述频率阈值。
49.结合第三方面，在第八种可能的实施方式中，控制模块还用于：根据所述第一参考电压和第二频率的交流测量信号生成第二驱动信号，并根据所述第二驱动信号控制所述光伏组件的输出电压；
50.所述获取模块还用于获取在所述第二驱动信号控制下所述光伏组件在所述第二频率的输出电压和输出电流；
51.所述第一确定模块用于基于所述光伏组件在所述第一频率的输出电压和输出电流，以及所述光伏组件在所述第二频率的输出电压和输出电流，确定所述光伏组件的等效阻抗。
52.结合第三方面，在第九种可能的实施方式中，第一确定模块用于：基于所述光伏组件在所述第一频率的输出电压和输出电流确定所述光伏组件在所述第一频率的等效阻抗
分量，基于所述光伏组件在所述第二频率的输出电压和输出电流确定所述光伏组件在所述第二频率的等效阻抗分量；
53.根据所述光伏组件在所述第一频率的等效阻抗分量和所述光伏组件在所述第二频率的等效阻抗分量，确定所述光伏组件的等效阻抗。
54.结合第三方面，在第十种可能的实施方式中，该装置还包括：第二确定模块；
55.所述第二确定模块用于确定所述光伏发电设备的当前工作状态，并根据所述光伏发电设备的当前工作状态确定所述第一参考电压，所述第一参考电压为所述光伏发电设备处于限功率工作状态下的参考输入电压，或者所述光伏发电设备处于非限功率工作状态下的参考输入电压。
56.第四方面，本技术提供了一种光伏系统，该光伏系统包括光伏组件和第二方面至第二方面任一种可能的实施方式所提供的光伏发电设备，或者第三方面至第三方面任一种可能的实施方式所提供的光伏组件的等效阻抗测量装置。
57.应理解的是，本技术上述多个方面的实现和有益效果可互相参考。
附图说明
58.图1是现有技术提供的典型光伏组件阻抗检测系统的结构示意图；
59.图2是本技术提供的光伏系统的应用场景示意图；
60.图3是本技术提供的光伏系统的一结构示意图；
61.图4是本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量装置的一结构示意图；
62.图5是本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量装置的另一结构示意图；
63.图6是本技术提供的光伏系统的另一结构示意图；
64.图7是本技术提供的光伏系统的另一结构示意图；
65.图8是本技术提供的光伏组件模型的示意图；
66.图9是本技术提供的光伏组件的输出电压和输出电流的一波形示意图；
67.图10是本技术提供的光伏系统的另一结构示意图；
68.图11是本技术提供的光伏组件的输出电压和输出电流的另一波形示意图；
69.图12是本技术提供的光伏系统的另一结构示意图；
70.图13是本技术提供的光伏系统的另一结构示意图；
71.图14是本技术提供的光伏系统另一结构示意图；
72.图15是本技术提供的光伏系统又一结构示意图；
73.图16是本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量方法的流程示意图。
具体实施方式
74.本技术提供的光伏系统可适用于不同的应用场景，比如，光伏供电场景、光储混合供电场景等。其中，光伏供电场景中，供电电源为光伏组件；光储混合供电场景中，供电电源包括光伏组件和储能电池组串。下面以光伏供电场景为例进行说明。
75.参见图2，图2是本技术提供的光伏系统的应用场景示意图。在光伏供电场景下，光伏系统可以包括光伏组件、dc/dc变换器和逆变器，光伏发电设备适用于光伏系统中的dc/dc变换器。其中，光伏组件连接dc/dc变换器的输入端，dc/dc变换器的输出端连接逆变器的
输入端，逆变器的输出端连接至交流电网或者家用设备。可选的，这里与dc/dc变换器输入端相连的光伏组件的数量还可以是多个，多个光伏组件可串联和/或并联后与dc/dc变换器相连。在光伏系统开始运行后，dc/dc变换器可将与其输入端相连的光伏组件产生的直流电经过直流变换成电压为预设值的直流电，并将该直流电输出至逆变器，逆变器将dc/dc转换器输出的直流电逆变为交流电，进而实现对交流电网或者交流负载(如家用设备)等多种类型的用电设备进行供电。由于光伏系统中的dc/dc变换器可在向交流电网或者交流负载正常供电的基础上，实现对光伏组件的等效阻抗的测量，因此在光伏组件等效阻抗测量时并不会影响光伏系统的发电量，适用性强。
76.上述只是对本技术提供的光伏系统的应用场景进行示例，而非穷举，本技术不对应用场景进行限制。
77.下面结合图3至图14对本技术提供的光伏系统和光伏发电设备的工作原理进行示例说明。
78.参见图3，图3是本技术提供的光伏系统的一结构示意图。如图3所示，光伏系统1包括光伏组件10和光伏发电设备11，光伏发电设备11的输入端连接光伏组件10，输出端连接电网。其中，光伏发电设备11包括供电电路111和控制器112，供电电路111的输入端连接光伏发电设备11的输入端，供电电路111的输出端连接光伏发电设备11的输出端，供电电路111用于将光伏组件10的输出电压变换为光伏发电设备11在向电网供电状态下的输出电压。
79.在一可选实施方式中，控制器112根据第一参考电压和第一频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件10的输出电压，其中，第一参考电压为光伏发电设备11在向电网供电状态下的参考输入电压。之后，控制器112获取在第一驱动信号控制下光伏组件10在第一频率的输出电压和输出电流，并基于光伏组件10在第一频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件10的等效阻抗。
80.本技术提供的控制器112可以为光伏组件的等效阻抗测量装置。为了方便描述，请参见图4，图4是本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量装置的一结构示意图。如图4所示，该等效阻抗测量装置包括控制模块1121、获取模块1122和第一确定模块1123。
81.具体的，控制模块1121根据第一参考电压v
ref1
和第一频率ω1的交流测量信号生成第一驱动信号，并将第一驱动信号输出至供电电路111，以使第一驱动信号通过控制供电电路111控制光伏组件10的输出电压(即光伏发电设备11的输入端电压)。之后，获取模块1122采集在第一驱动信号控制下第一时间间隔δt1内光伏组件10的输出电压和输出电流，并根据控制模块1121发送的第一频率ω1，对第一时间间隔δt1内光伏组件10的输出电压和输出电流进行频域滤波，得到光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)，并将光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)输出至第一确定模块1123。进而，第一确定模块1123基于光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)，确定光伏组件10的等效阻抗z(ω)。
82.进一步地，请参见图5，图5是本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量装置的另一结构示意图。如图5所示，控制模块1121包括第一叠加单元11211、控制单元11212、调制单元11213、第二叠加单元11214和测量信号生成及位置选择单元11215，获取模块1122包括采样单元11221和滤波单元11222，等效阻抗测量装置还包括第二确定模块1124。
83.在光伏发电设备11开始工作时，采样单元11221实时或者按照预设频率采集光伏组件10与供电电路111连接端口的电压和电流，得到光伏组件10的当前输出电压v(t1)和当前输出电流i(t1)，并将采集到的v(t1)和i(t1)输入第二确定模块1124。第二确定模块1124确定光伏发电设备11的当前工作状态(即非限功率工作状态或者限功率工作状态)，并基于光伏发电设备11的当前工作状态、光伏组件10的当前输出电压v(t1)和当前输出电流i(t1)，确定第一参考电压v
ref1
，并将第一参考电压v
ref1
输出至第一叠加单元11211。其中，光伏发电设备11处于非限功率工作状态下光伏发电设备11执行最大功率点跟踪(maximum power point tracking，mppt)来最大化输出功率，光伏发电设备11处于限功率工作状态下光伏发电设备11主动限制输出功率。第一参考电压v
ref1
为光伏发电设备11在向电网供电状态下的参考输入电压，换句话说，在光伏组件10的等效阻抗的整个测量期间，可通过使光伏组件10的输出电压平均值维持等于v
ref1
的方式，维持光伏系统1的正常发电运行。
84.与此同时，测量信号生成及位置选择单元11215根据第一频率ω1和第一幅值a1生成第一频率ω1的交流测量信号，并根据第一频率ω1，选择第一频率ω1的交流测量信号的叠加单元(即第一叠加单元11211或者第二叠加单元11214)，进而将第一频率ω1的交流测量信号输出至第一叠加单元11211或者第二叠加单元11214。
85.具体来讲，在第一频率ω1小于频率阈值ωb的情况下，测量信号生成及位置选择单元11215将第一频率ω1的交流测量信号的叠加单元确定为第一叠加单元11211，并将第一频率ω1的交流测量信号输出至第一叠加单元11211，该方式称之为闭环注入(交流测量信号)方式；在第一频率ω1大于或者等于频率阈值ωb的情况下，测量信号生成及位置选择单元11215将第一频率ω1的交流测量信号的叠加单元确定为第二叠加单元11214，并将第一频率ω1的交流测量信号输出至第二叠加单元11214，该方式称之为开环注入(交流测量信号)方式。其中，频率阈值ωb的典型选择范围为供电电路111开关频率的1/10至1/5，注入的交流测量信号对应的频率不高于供电电路111开关频率的1/2。示例性的，供电电路111开关频率为40khz，频率阈值ωb为供电电路111开关频率的1/10，即4khz。
86.需要说明的是，在进行闭环注入时，交流测量信号幅值为频率的非增函数。示例性的，在以闭环注入方式注入第一频率ω1和第二频率ω2的交流测量信号时，若ω2大于ω1，则a2不大于a1，其中，a1为ω1对应的交流测量信号幅值，a2为ω2对应的交流测量信号幅值。这样可避免随着检测频率增大导致检测电流进一步增大从而危及光伏系统1安全的情况，进而提高光伏系统1的安全性。
87.在一可选实施例中，在测量信号生成及位置选择单元11215将第一频率ω1的交流测量信号输出至第一叠加单元11211的情况下，第一叠加单元11211将第一参考电压v
ref1
和第一频率ω1的交流测量信号叠加后得到第二参考电压v
ref2
，并将第二参考电压v
ref2
输出至控制单元11212。控制单元11212根据第二参考电压v
ref2
和光伏组件10的当前输出电压v(t1)生成第一调制波，并将第一调制波输出至第二叠加单元11214。第二叠加单元11214向调制单元11213输入第一调制波。调制单元11213根据第一调制波生成第一驱动信号。
88.在另一可选实施例中，在测量信号生成及位置选择单元11215将第一频率ω1的交流测量信号输出至第二叠加单元11214的情况下，第一叠加单元11211向控制单元11212输出第一参考电压v
ref1
。控制单元11212根据第一参考电压v
ref1
和光伏组件10的当前输出电压v(t1)生成第二调制波，并将第二调制波输出至第二叠加单元11214。第二叠加单元11214将
第二调制波和第一频率ω1的交流测量信号叠加后得到第三调制波，并将第三调制波输出至调制单元11213。调制单元11213根据第三调制波生成第一驱动信号。
89.之后，调制单元11213将生成的第一驱动信号输出至供电电路111，该第一驱动信号用于控制供电电路111中半导体开关器件的开关状态，从而在光伏组件10端口电压产生交流测量信号，同时维持光伏组件10的输出电压平均值等于第一参考电压v
ref1
。
90.采样单元11221采集在第一驱动信号控制下第一时间间隔δt1内光伏组件10的输出电压和输出电流，并将第一时间间隔δt1内光伏组件10的输出电压和输出电流输出至滤波单元11222。滤波单元11222基于第一频率ω1，对第一时间间隔δt1内光伏组件10的输出电压和输出电流进行频域滤波，得到光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1),并将光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)输出至第一确定模块1123。第一确定模块1123根据光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)，得到光伏组件10的等效阻抗z(ω)＝v(ω1)/i(ω1)。
91.进一步地，为了提高光伏组件10的等效阻抗的测量准确度，等效阻抗测量装置还可根据光伏组件10在至少两个频率中各频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件10的等效阻抗，其中，至少两个频率包括第一频率ω1。
92.在一可选实施方式中，控制模块1121根据第一参考电压v
ref1
和至少两个不同频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件10的输出电压，其中，至少两个不同频率包括第一频率ω1和第二频率ω2，至少两个不同频率中各频率均小于频率阈值ωb，或者至少两个不同频率中各频率均大于或者等于频率阈值ωb。获取模块1122获取在第一驱动信号控制下光伏组件10在至少两个不同频率中各频率的输出电压和输出电流。第一确定模块1123基于光伏组件10在至少两个不同频率中各频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件10的等效阻抗。
93.具体的，第二确定模块1124在根据上述实施例的方式确定第一参考电压v
ref1
，并将第一参考电压v
ref1
输出至第一叠加单元11211。与此同时，测量信号生成及位置选择单元11215根据至少两个不同频率和至少一个幅值生成至少两个不同频率的交流测量信号，并根据该交流测量信号对应的至少两个不同频率确定该交流测量信号的叠加单元(即第一叠加单元1121或者第二叠加单元11214)。其中，至少两个不同频率中的一个频率或者多个频率可以与至少一个幅值中的一个幅值对应。
94.在一可选实施例中，在该交流测量信号对应的至少两个不同频率中各频率均小于频率阈值ωb的情况下，测量信号生成及位置选择单元11215将至少两个不同频率的交流测量信号的叠加单元确定为第一叠加单元11211，并将至少两个不同频率的交流测量信号输出至第一叠加单元11211。第一叠加单元11211将第一参考电压v
ref1
和至少两个不同频率的交流测量信号叠加后得到第二参考电压v
ref2
，并将第二参考电压v
ref2
输出至控制单元11212。控制单元11212根据第二参考电压v
ref2
和光伏组件10的当前输出电压v(t1)生成第一调制波，并将第一调制波输出至第二叠加单元11214。第二叠加单元11214向调制单元11213输入第一调制波。调制单元11213根据第一调制波生成第一驱动信号。
95.在另一可选实施例中，在该交流测量信号对应的至少两个不同频率中各频率均大于或者等于频率阈值ωb的情况下，测量信号生成及位置选择单元11215将至少两个不同频率的交流测量信号的叠加单元确定为第二叠加单元11214，并将至少两个不同频率的交流
内光伏组件10的输出电压和输出电流进行频域滤波，得到光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)，并将光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)输出至第一确定模块1123。
104.之后，控制模块1121根据第一参考电压v
ref1
和第二频率ω2的交流测量信号生成第二驱动信号，并将第二驱动信号输出至供电电路111，以使第二驱动信号通过控制供电电路111控制光伏组件10的输出电压。之后，获取模块1122采集在第二驱动信号控制下第二时间间隔δt2内光伏组件10的输出电压和输出电流，并根据第二频率ω2对第二时间间隔δt2内光伏组件10的输出电压和输出电流进行频域滤波，得到光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2)，并将光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2)输出至第一确定模块1123。
105.同理，光伏组件的等效阻抗测量装置根据上述方式依次可以得到光伏组件10在第三频率ω3的输出电压v(ω3)和输出电流i(ω3)，
…
，光伏组件10在第n频率ωn的输出电压v(ωn)和输出电流i(ωn)，并将光伏组件10在第三频率ω3的输出电压v(ω3)和输出电流i(ω3)，
…
，光伏组件10在第n频率ωn的输出电压v(ωn)和输出电流i(ωn)输出至第一确定模块1123。
106.第一确定模块1123根据光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)，光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2)，
…
,以及光伏组件10在第n频率ωn的输出电压v(ωn)和输出电流i(ωn)，得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1)＝v(ω1)/i(ω1),z(ω2)＝v(ω2)/i(ω2),
…
,以及z(ωn)＝v(ωn)/i(ωn)。之后，第一确定模块1123根据光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1),z(ω2)，
…
，z(ωn)，得到光伏组件10的等效阻抗z(ω)＝{z(ω1),z(ω2),
…
,z(ωn)}。
107.需要说明的是，在分批次注入不同频率的交流测量信号时，开环注入方式和闭环注入方式不能同时进行，即在一次交流测量信号注入过程中该交流测量信号的叠加单元只能选择第一叠加单元11211和第二叠加单元11214中的一个。
108.在本实施方式中，可通过分批次注入不同频率的交流测量信号的方式，实现对光伏组件10的等效阻抗测量，相比一次集中注入至少两个不同频率的交流测量信号的方式而言，本实施方式无需对至少两个不同频率中各频率的大小进行限制，适用性强。
109.可以理解的，可通过控制模块1121和供电电路111实现在向电网供电的基础上，实现对光伏组件10的交流测量信号注入，再通过获取模块1122和第一确定模块1123实现对光伏组件10的等效阻抗的测量，因此在光伏组件10等效阻抗测量时并不会影响光伏系统1的发电量。此外，由于离线式光伏组件阻抗测量方式中用到的阻抗分析仪的电压和电流等级有限，无法兼顾大型光伏系统(即大型光伏电站)以及小型光伏系统(即住宅光伏系统)的场景的电压和电流等级，而本技术通过光伏系统中与光伏组件相连的光伏发电设备即可实现对光伏组件的等效阻抗的测量。因此，本技术相比离线式光伏组件阻抗测量方式而言，无需增加硬件设备，还可兼顾所有光伏系统对应场景的电压和电流等级，适用性强。
110.为了方便介绍，下面均以分批次注入三个不同频率(即ω1,ω2和ω3)的交流测量信号的方式得到光伏组件10的等效阻抗为例进行介绍。
111.参见图6，图6是本技术提供的光伏系统的另一结构示意图。如图6所示，光伏系统1包括光伏组件10和dc/dc变换器，光伏组件10通过dc/dc变换器连接直流电网。在图6所示的
光伏系统1中，本技术提供的光伏发电设备11为dc/dc变换器，该dc/dc变换器包括供电电路111和控制器112。其中，供电电路111的两个输入端i111 、i111-分别连接dc/dc变换器的两个输入端i11 、i11-，供电电路111的两个输出端o111 、o111-分别连接dc/dc变换器的两个输出端o11 、o11-。供电电路111可以为boost电路、buck电路或者buck-boost电路。
112.进一步地，为了方便描述，下面以供电电路111为boost电路为例进行介绍。请参见图7，图7是本技术提供光伏系统的另一结构示意图。如图7所示，供电电路111为由电容c1、c2、电感l、开关管q和二极管d构成的boost电路，图7中的光伏组件的等效阻抗测量装置与图6中的控制器112对应。
113.在一可选实施方式中，在光伏系统1开始工作后，dc/dc变换器执行mppt来最大化输出功率，此时dc/dc变换器处于非限功率工作状态。第二确定模块1124在确定dc/dc变换器的当前工作状态为非限功率工作状态的情况下，采用扰动观察法实现mppt策略，具体来说，通过改变光伏组件10与供电电路111连接端口的电压(即光伏组件10的输出电压)进而改变光伏组件10的输出功率，并将多个改变后的光伏组件10的输出功率中的最大值对应的光伏组件10的输出电压确定为第一参考电压v
ref1
。第二确定模块1124在确定第一参考电压v
ref1
后，将第一参考电压v
ref1
输出至第一叠加单元11211。
114.与此同时，测量信号生成及位置选择单元11215根据第一频率ω1和第一幅值a1生成第一频率ω1的交流测量信号。假设第一频率ω1小于频率阈值ωb，则测量信号生成及位置选择单元11215确定第一叠加单元11211为第一频率ω1的交流测量信号的叠加单元，并将第一频率ω1的交流测量信号输出至第一叠加单元11211。
115.第一叠加单元11211将第一参考电压v
ref1
和第一频率ω1的交流测量信号叠加后得到第二参考电压v
ref2
，并将第二参考电压v
ref2
输出至控制单元11212。控制单元11212根据第二参考电压v
ref2
和光伏组件10的当前输出电压v(t1)生成第一调制波，并将第一调制波输出至第二叠加单元11214。这里的控制单元11212可以为电压控制器，如比例积分(proportional-integral，pi)调节器。第二叠加单元11214向调制单元11213输入第一调制波。调制单元11213根据第一调制波生成第一驱动信号(如方波)。这里的调制单元11213可以为脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)单元。
116.之后，调制单元11213将生成的第一驱动信号输出至供电电路111中的开关管q，该第一驱动信号用于控制开关管q的导通时长，从而在光伏组件10的输出电压产生第一频率ω1的交流测量信号，同时维持光伏组件10的输出电压平均值等于第一参考电压v
ref1
。
117.采样单元11221采集在第一驱动信号控制下第一时间间隔δt1内光伏组件10的输出电压和输出电流，并将第一时间间隔δt1内光伏组件10的输出电压和输出电流输出至滤波单元11222。滤波单元11222基于第一频率ω1，分别对第一时间间隔δt1内光伏组件10的输出电压和输出电流进行离散傅里叶变换(discrete fourier transform，dft)，从而得到光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1),并将光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)输出至第一确定模块1123。第一确定模块1123根据光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1)＝v(ω1)/i(ω1)。
118.之后，测量信号生成及位置选择单元11215根据第二频率ω2和第二幅值a2生成第二频率ω2的交流测量信号。假设第二频率ω2大于频率阈值ωb，则测量信号生成及位置选
择单元11215确定第二叠加单元11214为第二频率ω2的交流测量信号的叠加单元，并将第二频率ω2的交流测量信号输出至第二叠加单元11214。
119.第一叠加单元11211向控制单元11212输出第一参考电压v
ref1
。控制单元11212根据第一参考电压v
ref1
和光伏组件10的当前输出电压v(t1)生成第四调制波，并将第四调制波输出至第二叠加单元11214。第二叠加单元11214将第四调制波和第二频率ω2的交流测量信号叠加后得到第五调制波，并将第五调制波输出至调制单元11213。调制单元11213根据第五调制波生成第二驱动信号。
120.之后，调制单元11213将生成的第二驱动信号输出至供电电路111中的开关管q，该第二驱动信号用于控制开关管q的导通时长，从而在光伏组件10的输出电压产生第二频率ω2的交流测量信号，同时维持光伏组件10的输出电压平均值等于第一参考电压v
ref1
。
121.采样单元11221采集在第二驱动信号控制下第二时间间隔δt2内光伏组件10的输出电压和输出电流，并将第二时间间隔δt2内光伏组件10的输出电压和输出电流输出至滤波单元11222。滤波单元11222基于第二频率ω2，分别对第二时间间隔δt2内光伏组件10的输出电压和输出电流进行dft，从而得到光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2),并将光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2)输出至第一确定模块1123。第一确定模块1123根据光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω2)＝v(ω2)/i(ω2)。
122.之后，测量信号生成及位置选择单元11215根据第三频率ω3和第三幅值a3生成第三频率ω3的交流测量信号。控制模块1121根据第一参考电压v
ref1
和第三频率ω3的交流测量信号生成第三驱动信号，并根据第三驱动信号控制光伏组件10的输出电压。这里，控制模块1121生成第三驱动信号以及根据第三驱动信号控制光伏组件10的输出电压的具体实现方式，请参照上述控制模块1121生成第一驱动信号以及根据第一驱动信号控制光伏组件10的输出电压的描述，此处不再赘述。
123.采样单元11221采集在第三驱动信号控制下第三时间间隔δt3内光伏组件10的输出电压和输出电流，并将第三时间间隔δt3内光伏组件10的输出电压和输出电流输出至滤波单元11222。滤波单元11222基于第三频率ω3，分别对第三时间间隔δt3内光伏组件10的输出电压和输出电流进行dft，从而得到光伏组件10在第三频率ω3的输出电压v(ω3)和输出电流i(ω3),并将光伏组件10在第三频率ω3的输出电压v(ω3)和输出电流i(ω3)输出至第一确定模块1123。第一确定模块1123根据光伏组件10在第三频率ω3的输出电压v(ω3)和输出电流i(ω3)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω3)＝v(ω3)/i(ω3)。
124.第一确定模块1123根据等效阻抗分量z(ω1)、z(ω2)、z(ω3)，得到光伏组件10的等效阻抗z(ω)＝{z(ω1),z(ω2),z(ω3)}。
125.进一步地，为了能够更加具象化地表示光伏组件10的等效阻抗，第一确定模块1123还可以根据等效阻抗分量z(ω1)、z(ω2)、z(ω3)以及光伏组件模型，计算得到光伏组件10的等效阻抗z(ω)。示例性的，参见图7,图7是本技术提供的光伏组件模型的示意图。如图8所示，光伏组件10可以等效为由电流源i
pv
、电感c
p
、电阻r
p
和rs组成的电路。基于光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1)、z(ω2)、z(ω3)以及图7所示的光伏组件模型，可建立如下方程组：
[0126][0127]
根据上述方程组可求解光伏组件模型中的c
p
、r
p
和rs，从而得到光伏组件10的等效阻抗z(ω)＝rs r
p
||(1/jωc
p
)。
[0128]
进一步地，请参见图9，图9是本技术提供的光伏组件的输出电压和输出电流的一波形示意图。如图9所示，在非限功率时段0《t《t1，dc/dc变换器在开始运行后，采用扰动观察法实现mppt策略确定第一参考电压v
ref1
，并保证光伏组件10的输出电压v(t)维持在第一参考电压v
ref1
。在t1时刻后，dc/dc变换器执行第一次光伏组件10的等效阻抗测量，根据第一驱动信号控制开关管q的导通时长，以实现向光伏组件10注入第一频率ω1的交流电压，记录第一时间间隔δt1的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，进而根据第一时间间隔δt1的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1)。
[0129]
在t2时刻后，dc/dc变换器执行第二次光伏组件10的等效阻抗测量，根据第二驱动信号控制开关管q的导通时长，以实现向光伏组件10注入第二频率ω2的交流电压，记录第二时间间隔δt2的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，进而根据第二时间间隔δt2的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω2)。
[0130]
在t3时刻后，dc/dc变换器执行第三次光伏组件10的等效阻抗测量，根据第三驱动信号控制开关管q的导通时长，以实现向光伏组件10注入第三频率ω3的交流电压，记录第三时间间隔δt3的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，进而根据第三时间间隔δt3的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω3)。
[0131]
在t4时刻后，dc/dc变换器根据光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1)、z(ω2)和z(ω3)，计算得到光伏组件10的等效阻抗z(ω)。
[0132]
本实施例中，dc/dc变换器首先控制光伏组件10工作在非限功率时段，确定出第一参考电压v
ref1
和以及第一参考电压v
ref1
对应的参考电流，并保持光伏组件10的输出电压和输出电流分别保持在第一参考电压v
ref1
和第一参考电压v
ref1
对应的参考电流。随后以此为基础，在光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)上叠加交流测量信号，进而完成对光伏组件10的等效阻抗的测量。此外，由图9可知，在对光伏组件10的等效阻抗测量过程中，光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)仅有小幅波动，而光伏组件10的输出电压平均值和输出电流平均值还维持在非限功率时段确定的第一参考电压v
ref1
和参考电流附近，因此，本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量方式在测量过程中仅会造成小幅度的功率波动，并不会像离线式光伏组件阻抗测量方式一样影响光伏系统1的发电量，适用性强。
[0133]
进一步地，图7所示的第二确定模块1124还可以确定dc/dc变换器处于限功率工作状态时的第一参考电压v
ref1
。具体请参见图10，图10是本技术提供的光伏系统的另一结构示意图。如图10所示，第二确定模块1124包括乘法器11241、第三叠加单元11242和功率控制器11243。
[0134]
在一可选实施方式中，在光伏系统1开始工作后，dc/dc变换器根据接收到的限功
率指令处于限功率工作状态，此时第二确定模块1124确定dc/dc变换器的当前工作状态为限功率工作状态，乘法器11241通过采样单元11221获取光伏组件10的输出电压和输出电流，并将获得的光伏组件10的输出电压和输出电流相乘得到光伏组件10的实际输出功率p，进而将光伏组件10的实际输出功率p输出至第三叠加单元11242。第三叠加单元11242根据光伏组件10的实际输出功率p和参考输出功率p
ref
，计算得到输出功率误差δp＝p
ref-p，并将输出功率误差δp输出至功率控制器11243。功率控制器11243根据输出功率误差δp向第一叠加单元11211输出第一参考电压v
ref1
。这里的功率控制器11243可以为pi控制器。
[0135]
与此同时，测量信号生成及位置选择单元11215根据第一频率ω1和第一幅值a1生成第一频率ω1的交流测量信号。控制模块1121根据第一参考电压v
ref1
和第一频率ω1的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件10的输出电压。
[0136]
采样单元11221采集在第一驱动信号控制下第四时间间隔δt4内光伏组件10的输出电压和输出电流，并将第四时间间隔δt4内光伏组件10的输出电压和输出电流输出至滤波单元11222。滤波单元11222基于第一频率ω1，分别对第四时间间隔δt4内光伏组件10的输出电压和输出电流进行dft，从而得到光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1),并将光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)输出至第一确定模块1123。第一确定模块1123根据光伏组件10在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1)＝v(ω1)/i(ω1)。
[0137]
之后，测量信号生成及位置选择单元11215根据第二频率ω2和第二幅值a2生成第二频率ω2的交流测量信号。控制模块1121根据第一参考电压v
ref1
和第二频率ω2的交流测量信号生成第二驱动信号，并根据第二驱动信号控制光伏组件10的输出电压。
[0138]
采样单元11221采集在第二驱动信号控制下第五时间间隔δt5内光伏组件10的输出电压和输出电流，并将第五时间间隔δt5内光伏组件10的输出电压和输出电流输出至滤波单元11222。滤波单元11222基于第二频率ω2，分别对第五时间间隔δt5内光伏组件10的输出电压和输出电流进行dft，从而得到光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2),并将光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2)输出至第一确定模块1123。第一确定模块1123根据光伏组件10在第二频率ω2的输出电压v(ω2)和输出电流i(ω2)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω2)＝v(ω2)/i(ω2)。
[0139]
之后，测量信号生成及位置选择单元11215根据第三频率ω3和第三幅值a3生成第三频率ω3的交流测量信号。控制模块1121根据第一参考电压v
ref1
和第三频率ω3的交流测量信号生成第三驱动信号，并根据第三驱动信号控制光伏组件10的输出电压。
[0140]
采样单元11221采集在第三驱动信号控制下第六时间间隔δt6内光伏组件10的输出电压和输出电流，并将第六时间间隔δt6内光伏组件10的输出电压和输出电流输出至滤波单元11222。滤波单元11222基于第三频率ω3，分别对第六时间间隔δt6内光伏组件10的输出电压和输出电流进行dft，从而得到光伏组件10在第三频率ω3的输出电压v(ω3)和输出电流i(ω3),并将光伏组件10在第三频率ω3的输出电压v(ω3)和输出电流i(ω3)输出至第一确定模块1123。第一确定模块1123根据光伏组件10在第三频率ω3的输出电压v(ω3)和输出电流i(ω3)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω3)＝v(ω3)/i(ω3)。
[0141]
第一确定模块1123根据等效阻抗分量z(ω1)、z(ω2)和z(ω3)，计算得到光伏组件10的等效阻抗z(ω)。
[0142]
这里，控制模块1121生成第一驱动信号至第三驱动信号、根据第一驱动信号至第三驱动信号中各驱动信号控制光伏组件10的输出电压、以及第一确定模块1123根据等效阻抗分量z(ω1)、z(ω2)、z(ω3)确定光伏组件10的等效阻抗z(ω)的具体实现方式，请参照上一实施例中对应部分的描述，此处不再赘述。
[0143]
进一步地，请参见图11，图11是本技术提供的光伏组件的输出电压和输出电流的另一波形示意图。如图11所示，在限功率时段0《t《t5，dc/dc变换器在开始运行后，根据接收到的限功率指令确定自身的当前工作状态为限功率工作状态，并基于光伏组件10的实际输出功率和参考输出功率确定第一参考电压v
ref1
，进而保证光伏组件10的输出电压v(t)维持在第一参考电压v
ref1
。在t5时刻后，dc/dc变换器执行第一次光伏组件10的等效阻抗测量，根据第一驱动信号控制开关管q的导通时长，以实现向光伏组件10注入第一频率ω1的交流电压，记录第四时间间隔δt4的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，进而根据第四时间间隔δt4的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1)。
[0144]
在t6时刻后，dc/dc变换器执行第二次光伏组件10的等效阻抗测量，根据第二驱动信号控制开关管q的导通时长，以实现向光伏组件10注入第二频率ω2的交流电压，记录第五时间间隔δt5的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，进而根据第五时间间隔δt5的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω2)。
[0145]
在t7时刻后，dc/dc变换器执行第三次光伏组件10的等效阻抗测量，根据第三驱动信号控制开关管q的导通时长，以实现向光伏组件10注入第三频率ω3的交流电压，记录第六时间间隔δt6的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，进而根据第六时间间隔δt6的光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)，计算得到光伏组件10的等效阻抗分量z(ω3)。
[0146]
在t8时刻后，dc/dc变换器根据光伏组件10的等效阻抗分量z(ω1)、z(ω2)和z(ω3)，计算得到光伏组件10的等效阻抗z(ω)。
[0147]
本实施例中，dc/dc变换器首先控制光伏组件10工作在限功率时段，保持光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)分别工作在第一参考电压v
ref1
和第一参考电压v
ref1
对应的参考电流，随后以此为基础，在光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)上叠加交流测量信号，进而完成对光伏组件10的等效阻抗的测量。此外，由图11可知，在对光伏组件10的等效阻抗测量过程中，光伏组件10的输出电压v(t)和输出电流i(t)仅有小幅波动，而光伏组件10的输出电压平均值和输出电流平均值还维持在非限功率时段确定的第一参考电压v
ref1
和参考电流附近，因此，本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量方式在测量过程中仅会造成小幅度的功率波动，并不会像离线式光伏组件阻抗测量方式一样影响光伏系统1的发电量，适用性强。
[0148]
参见图12，图12是本技术提供的光伏系统的另一结构示意图。如图12所示，光伏系统1包括光伏组件10和逆变器，光伏组件10通过逆变器连接交流电网。在图12所示的光伏系统1中，本技术提供的光伏发电设备11为逆变器，该逆变器包括供电电路111和控制器112。其中，供电电路111的两个输入端i111 、i111-分别连接逆变器的两个输入端i11 、i11-，供电电路111的三个输出端o1111、o1112、o1113分别连接逆变器的三个输出端o111、o112、
o113。这里供电电路111为逆变电路，该逆变电路包括第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂均并联至逆变电路的输入端。
[0149]
进一步地，图12所示的光伏系统可等效为图13所示的光伏系统。如图13所示，图13中的光伏组件的等效阻抗测量装置与图12中的控制器112对应。此外，为简化表述，三相交流变量采用简化表示方法，即用三根短斜线表示该处变量或电气为三相变量，例如图13中交流电流ig，实际包括a相、b相和c相三相电流信息。此外，由于本实施例中的光伏系统1的输出端连接交流电网，因此与图7所示的等效阻抗测量装置相比，在本实施例中等效阻抗测量装置还包括第一交流采样模块1125，交流电流控制单元11216还包括交流电流控制单元11216。
[0150]
其中，第一交流采样模块1125用于采集供电电路111输出端口的交流电流ig的交流电流幅值和交流电压的相位。交流电流控制单元11216用于控制供电电路111的输出端口的交流电流的幅值，以保证光伏系统1的正常发电功能。调制单元11213还用于将直流端的控制变量转换成与交流端口相匹配的电气变量。
[0151]
下面以根据第一参考电压v
ref1
和第一频率ω1(ω1小于ωb)的交流测量信号生成第一驱动信号(包括第一驱动子信号、第二驱动子信号和第三驱动子信号)为例，对交流电流控制单元11216和调制单元11213进行详细介绍。
[0152]
第一叠加单元11211将第一参考电压v
ref1
和第一频率ω1的交流测量信号叠加得到第二参考电压v
ref2
，并将第二参考电压v
ref2
输出至控制单元11212。控制单元11212根据第二参考电压v
ref2
和光伏组件10的当前输出电压v(t1)生成第一调制波，并将第一调制波输出至交流电流控制单元11216。交流电流控制单元11216根据采集到的交流电流幅值和参考交流电流幅值，对第一调制波的幅值进行调整，从而得到调整后的第一调制波，以保证光伏系统1的正常发电功能。交流电流控制单元11216将调制后的第一调制波输出至第二叠加单元11214。第二叠加单元11214向调制单元11213输出调整后的第一调制波。调制单元11213根据调整后的第一调制波生成第一驱动信号，并根据交流电压的相位对第一驱动子信号进行相位平移，从而得到第二驱动子信号和第三驱动子信号。其中，第一驱动子信号用于控制供电电路111中第一相桥臂的开关管的导通时长，第二驱动子信号用于控制供电电路111中第二相桥臂的开关管的导通时长，第三驱动子信号用于控制供电电路111中第三相桥臂的开关管的导通时长，上述第一相桥臂至第三相桥臂的开关管可以为各相桥臂中位于上面的开关管，也可以是位于下面的开关管，同一相桥臂中位于上面的开关管的驱动子信号与位于下面的开关管的驱动子信号互补。
[0153]
此外，在光伏组件10的等效阻抗测量过程中，等效阻抗测量装置中其他模块和其他单元执行的具体过程请参见图7和图10实施例中对应部分的描述，此处不再赘述。
[0154]
本实施例中，逆变器在保持光伏组件10的输出电压和输出电流分别工作在第一参考电压v
ref1
和第一参考电压v
ref1
对应的参考电流的基础上，在光伏组件10的输出电压和输出电流上叠加交流测量信号，进而完成对光伏组件10的等效阻抗的测量。因此在光伏组件10等效阻抗测量时并不会影响光伏系统1的发电量，适用性强。
[0155]
参见图14，图14是本技术提供的光伏系统另一结构示意图。如图14所示，光伏系统1包括光伏组件10、dc/dc变换器和逆变器13，dc/dc变换器的两个输入端i11 、i11-连接光伏组件10，dc/dc变换器的两个输出端o11 、o11-分别连接逆变器13的两个输入端i13 、
i13-，逆变器13的三个输出端o131、o132、o133连接交流电网。在图14所示的光伏系统1中，本技术提供的光伏发电设备11为dc/dc变换器，该dc/dc变换器包括供电电路111和控制器112，供电电路111的两个输入端i111 、i111-分别连接dc/dc变换器的两个输入端i11 、i11-，供电电路111的两个输出端o111 、o111-分别连接dc/dc变换器的两个输出端o11 、o11-。逆变器13包括逆变电路131和控制系统132，逆变电路131的两个输入端i131 、i131-分别连接逆变器13的两个输入端i13 、i13-，逆变电路131的三个输出端o1311、o1312、o1313分别连接逆变器13的三个输出端o131、o132、o133。
[0156]
在供电电路111为boost电路的情况下，图14所示的光伏系统还可等效为图15所示的光伏系统。如图15所示，逆变器13还包括第二交流采样模块133。在光伏系统1开始运行后，控制系统132通过第二交流采样模块133获取逆变电路131输出端口的交流电流幅值和交流电压的相位，并根据交流电流幅值和交流电压的相位生成逆变器驱动信号，该逆变器驱动信号用于控制逆变电路131中三相桥臂的开关管的导通时长，从而使逆变器13向交流电网输出符合交流电网要求的交流电。
[0157]
与图6所示的dc/dc变换器相比，本实施例中dc/dc变换器不直接与电网相连，而是后级增加了逆变器13与交流电网相连，该逆变器13有独立的控制系统132。后级逆变器13的功能是提供了一个稳定的输出交流电压，对于前级dc/dc变换器而言，并没有影响。因此，本实施例中光伏组件10的等效阻抗测量的具体实现过程请参见图6、图7和图10对应实施例中的描述，此处不再赘述。
[0158]
本实施例中，dc/dc变换器在保持光伏组件10的输出电压和输出电流分别工作在第一参考电压v
ref1
和第一参考电压v
ref1
对应的参考电流的基础上，在光伏组件10的输出电压和输出电流上叠加交流测量信号，进而完成对光伏组件10的等效阻抗的测量。因此在光伏组件10等效阻抗测量时并不会影响光伏系统1的发电量，适用性强。
[0159]
可以理解的，光伏发电设备11可在向电网正常供电的基础上，在光伏组件10的输出电压和输出电流上叠加交流测量信号，进而完成对光伏组件10的等效阻抗的测量，因此并不会影响光伏系统1的发电量，适用性强。
[0160]
参见图16，图16是本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量方法的流程示意图。本技术实施例提供的光伏组件的等效阻抗测量方法适用于图4、图5、图7、图10、图13和图15所示的光伏系统1中的光伏组件的等效阻抗测量装置。光伏组件的等效阻抗测量方法可包括步骤：
[0161]
s101，根据第一参考电压和第一频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件的输出电压。
[0162]
其中，第一参考电压为光伏发电设备在向电网供电状态下的参考输入电压。
[0163]
在一可选实施方式中，等效阻抗测量装置根据第一参考电压和第一频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件的输出电压。
[0164]
在另一可选实施方式中，等效阻抗测量装置根据第一参考电压和至少两个不同频率的交流测量信号生成第一驱动信号，并根据第一驱动信号控制光伏组件的输出电压，其中，至少两个不同频率包括第一频率。
[0165]
在又一可选实施方式中，等效阻抗测量装置分别根据第一参考电压和至少两个不同频率的至少两个交流测量信号生成至少两个驱动信号，并根据至少两个驱动信号中的各
驱动信号控制光伏组件的输出电压。其中，至少两个频率的至少两个交流测量信号包括第一频率的交流测量信号，至少两个驱动信号包括第一驱动信号。
[0166]
s102，获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流。
[0167]
在一可选实施方式中，等效阻抗测量装置获取在第一驱动信号控制下光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流。
[0168]
在另一可选实施方式中，等效阻抗测量装置获取在第一驱动信号控制下光伏组件在至少两个不同频率中各频率的输出电压和输出电流。
[0169]
在又一可选实施方式中，等效阻抗测量装置获取在至少两个驱动信号中各驱动信号控制下光伏组件在各驱动信号对应频率的输出电压和输出电流，其中，第一驱动信号对应频率为第一频率。
[0170]
s103，基于光伏组件在第一频率的输出电压和输出电流，确定光伏组件的等效阻抗。
[0171]
在一可选实施方式中，等效阻抗测量装置根据光伏组件在第一频率ω1的输出电压v(ω1)和输出电流i(ω1)，得到光伏组件的等效阻抗z(ω)＝v(ω1)/i(ω1)。
[0172]
在另一可选实施方式中，等效阻抗测量装置根据光伏组件在至少两个不同频率中各频率的输出电压和输出电流，计算得到光伏组件的等效阻抗。
[0173]
具体实现中，本技术提供的光伏组件的等效阻抗测量方法中等效阻抗测量装置所执行的更多操作可参见图4、图5、图7、图10、图13和图15所示的光伏系统1中的等效阻抗测量装置所执行的实现方式，在此不再赘述。
[0174]
在本实施例中，光伏组件的等效阻抗测量装置可在向电网正常供电的基础上，在光伏组件10的输出电压和输出电流上叠加交流测量信号，进而完成对光伏组件10的等效阻抗的测量，因此并不会影响光伏系统1的发电量，适用性强。
[0175]
以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。