CN103499955A - 光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统 - Google Patents

光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，包括：由多个光伏并网逆变器组成的逆变器组，各光伏并网逆变器通过集成了电力线和数据传输信号线的复合线缆依次连接，用于沿复合线缆发送其所采集的数据包与转发上一个光伏并网逆变器发送过来的数据包；与逆变器组末端连接的数据发射器，用于接收逆变器组的数据包；与数据发射器连接的数据接收器，用于将从数据发射器接收到的数据包发送给数据处理及分析中心；数据处理及分析中心，用于解析数据包。本系统中一个数据发射器能够同时发送一个逆变器组中的所有光伏并网逆变器的数据，降低了成本，提高了数据传输速度，并且无需针对数据传输信号线单独布线，提高了布线的简单方便性。

Description

光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统
技术领域
本发明涉及一种光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统。
背景技术
随着光伏产业的迅速发展，光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统的作用日益重要。光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统一般包括由多个光伏并网逆变器组成的逆变器组、与光伏并网逆变器一一对应连接的数据发射器、数据接收器与数据处理及分析中心，工作时，每一个数据发射器向数据接收器发射其所连接的那个光伏并网逆变器的数据，再由数据接收器将接收到的数据发送给数据处理及分析中心进行解析处理。现有的这种光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统有多少个光伏并网逆变器，就需要配置多少个数据发射器，比如：一个逆变器组有五个光伏并网逆变器，那就需要配置五个数据发射器与五个光伏并网逆变器一一对应连接，需要发射5次才能将五个光伏并网逆变器采集的数据包发送给数据接收器。并且，现有的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统的光伏并网逆变器与数据发射器之间是通过单独的信号线连接，需要单独针对信号线布线。因此，现有的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统不仅成本高，数据传输速度慢，而且布线也很麻烦。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种成本低、数据传输速度快、布线简单方便的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，包括：
由多个采集自身数据并将数据组成数据包的光伏并网逆变器组成的逆变器组，逆变器组的各光伏并网逆变器通过复合线缆依次连接，复合线缆包括相互独立的数据传输信号线和电力线，光伏并网逆变器用于沿复合线缆发送其所采集的数据包与转发上一个光伏并网逆变器发送过来的数据包；
通过复合线缆与逆变器组末端连接的数据发射器，用于接收位于逆变器组末端的光伏并网逆变器发送过来的其所采集的数据包与其转发的其它光伏并网逆变器所采集的数据包，并将接收到的所有数据包以无线射频方式发送给数据接收器；
以无线射频方式与数据发射器连接的数据接收器，用于将从数据发射器接收到的所有数据包发送给数据处理及分析中心；
与数据接收器连接的数据处理及分析中心，用于解析来自数据接收器的数据包。
作为一种优选方案，所述复合线缆在数据传输信号线与电力线之间设置有用于提高数据传输稳定性的屏蔽层。
作为一种优选方案，所述逆变器组的各光伏并网逆变器由与该逆变器组连接的数据发射器按照物理连接顺序自动分配带有该数据发射器地址编号的唯一地址。
作为一种优选方案，所述数据发射器与数据接收器之间通过国际免申请的ISM频段进行无线数据传输。
作为一种优选方案，所述数据发射器与数据接收器均具有4频段通讯功能。
作为一种优选方案，所述数据接收器设置有GPRS通讯模块，数据接收器通过GSM网络接入因特网与数据处理及分析中心连接。
作为一种优选方案，所述数据接收器设置有以太网接口，数据接收器通过以太网接入因特网与数据处理及分析中心连接。
作为一种优选方案，进一步包括与数据接收器连接的电力表与气象传感器，由数据接收器采集电力表与气象传感器的数据信息并将数据信息发送到数据处理及分析中心。
作为一种优选方案，所述逆变器组由五个光伏并网逆变器组成。
本发明所阐述的一种光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其有益效果在于：
一、本系统中一个数据发射器能够同时发送一个逆变器组中的所有光伏并网逆变器的数据，因此一个具有多个光伏并网逆变器的逆变器组只需配置一个数据发射器，降低了成本，提高了数据传输速度，并且通过采用集成了电力线和数据传输信号线的复合线缆来依次连接各光伏并网逆变器及数据发射器，无需针对数据传输信号线单独布线，大大提高了布线的简单方便性。
二、本系统中的复合线缆在数据传输信号线与电力线之间设置有屏蔽层，能隔绝电力线对数据传输信号线的信号传输干扰，提高了数据传输的稳定性。
三、本系统中由数据发射器按照物理连接顺序自动为与其连接的逆变器组的各光伏并网逆变器分配带有该数据发射器地址编号的唯一地址，因此，任意增减光伏并网逆变器数量和调换光伏并网逆变器位置，其地址的分配不会随着改变，非常便于在大规模组网时对某个光伏并网逆变器定位，同时具有智能组网，光伏并网逆变器即插即用的优点。
四、本系统中数据发射器与数据接收器之间通过采用国际免申请的ISM频段进行无线数据传输，因而不受阻挡、场地等影响，在保证传输距离的前提下，可以自由拓展组网规模。
五、本系统中数据发射器与数据接收器均具有4频段通讯功能，因而能保证在大规模组网时不会出现同频段数据干扰的问题。
六、本系统中数据接收器设置有GPRS通讯模块，可通过GSM网络将数据传输到远端的数据处理及分析中心，因而本系统能在沙漠等环境恶劣的野外环境下实现组网监控。
七、本系统中数据接收器设置有以太网接口，可通过以太网将数据传输到远端的数据处理及分析中心连接。
八、本系统通过数据接收器采集电力表与气象传感器的数据，因而还具有对电力表与气象传感器进行检测和数据分析的功能。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示图。
图2是本发明实施例中复合线缆的结构示图。
附图标记说明：
10、光伏并网逆变器；20、复合线缆；21、数据传输信号线；22、电力线；23、屏蔽层；30、数据发射器；40、数据接收器；50、数据处理及分析中心；60、电力表；70、气象传感器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步描述。
请参照图1和图2所示，其显示出了本发明较佳实施例的具体结构，光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，包括：由五个采集自身数据并将数据组成数据包的光伏并网逆变器10组成的逆变器组，逆变器组的各光伏并网逆变器10通过复合线缆20依次连接，复合线缆20包括相互独立的数据传输信号线21和电力线22，光伏并网逆变器10用于沿复合线缆20发送其所采集的数据包与转发上一个光伏并网逆变器10发送过来的数据包；通过复合线缆20与逆变器组末端连接的数据发射器30，用于接收位于逆变器组末端的光伏并网逆变器10发送过来的其所采集的数据包与其转发的其它光伏并网逆变器10所采集的数据包，并将接收到的所有数据包以无线射频方式发送给数据接收器40；以无线射频方式与数据发射器30连接的数据接收器40，用于将从数据发射器30接收到的所有数据包发送给数据处理及分析中心50；与数据接收器40连接的数据处理及分析中心50，用于解析来自数据接收器40的数据包。
具体的，光伏并网逆变器10采集自身的输入电压、输出电压、输出电流、输出功率、内部温度、电网频率等参数，并将采集到的数据经过编码组成数据包，然后通过复合线缆20中的数据传输信号线21将数据包往数据发射器30发送，光伏并网逆变器10具有数据转发功能，可通过内置的转发协议将前一个光伏并网逆变器10发送过来的数据包转发到下一个光伏并网逆变器10，最终由逆变器组末端的光伏并网逆变器10将所有的数据包发送到数据发射器30。光伏并网逆变器10的内部无需嵌入无线通讯模块，五个光伏并网逆变器10共用一个数据发射器30，与为每个光伏并网逆变器10配置一个数据发射器30相比，成本降低到1/5左右，而且共用的数据发射器30一次就可将逆变器组的所有光伏并网逆变器10的数据包全部接收并发送出去，大大提高了数据传输速度，同时，由于数据传输信号线21与电力线22集成在复合线缆20内，不需要针对数据传输信号线21单独布线，提高了布线的简单方便性，光伏并网逆变器10的安装也极其简捷方便。
所述复合线缆20在数据传输信号线21与电力线22之间设置有屏蔽层23，用于隔绝电力线22对数据传输信号线21的信号传输干扰，提高数据传输稳定性。
所述逆变器组的各光伏并网逆变器10由与该逆变器组连接的数据发射器30按照物理连接顺序自动分配带有该数据发射器30地址编号的唯一地址。具体的，数据发射器30连接在逆变器组的末端，具有接收来自逆变器组的数据包并将数据包通过无线射频的方式发送出去的功能。数据发射器30在特定的一个监控网络中被分配有一个唯一的地址编号，光伏并网逆变器10的地址以数据发射器30的地址编号 + 光伏并网逆变器10编号的形式表示，本实施例中逆变器组的五个光伏并网逆变器10的编号为01-05，逆变器组末端的与数据发射器30直接相连的那个光伏并网逆变器10的编号为01，以此向前按照物理连接顺序依次编号，则位于逆变器组首端的那个光伏并网逆变器10的编号为05，如果数据发射器30的地址编号为0001，则五个光伏并网逆变器10的地址从前往后为000105-000101，光伏并网逆变器10的编号在数据转发过程中自动编号，保障了光伏并网逆变器10在系统中地址的唯一性，任意增减光伏并网逆变器10的数量和调换光伏并网逆变器10的位置，其地址的分配不会随着改变。这在大规模组网时定位某个光伏并网逆变器10的位置极其方便，同时具有智能组网，光伏并网逆变器10即插即用的优点。
所述数据发射器30能识别与之相连接的每个光伏并网逆变器10的数据包并为每个数据包分配相应的ID信息，数据接收器40仅对符合本机地址的有效无线射频数据包做响应，数据发射器30在与数据接收器40无线通讯时优先采用半双工模式，这样能有效避免无线信号在空间出现相互干扰的问题。数据发射器30与数据接收器40之间通过国际免申请的ISM频段进行无线数据传输，因而不受阻挡、场地等影响，在保证传输距离的前提下，可以自由拓展组网规模，比如增多与同一个数据接收器40通讯的数据发射器30的数量等。
所述数据发射器30与数据接收器40均具有4频段通讯功能，这样在大规模组网时，根据4色定理可知，能保证任意阵列的数据发射器30、数据接收器40所使用的通讯频段与相邻阵列的数据发射器30、数据接收器40所使用的通讯频段不同，不会出现相邻阵列同频段数据干扰的问题。
所述数据接收器40设置有GPRS通讯模块，能够工作在GSM850/GSM900/GSM1800/GSM1900MHz频段，适合全球通用的GSM频段网络，数据接收器40通过GSM网络接入因特网与数据处理及分析中心50连接。工作时，数据接收器40将数据包通过无线射频的方式发送到GSM网络，再经移动接入服务商的移动网关接入因特网，最终将数据包传输到架构在因特网上的数据处理及分析中心50进行数据处理及分析。
所述数据接收器40设置有以太网接口，数据接收器40通过以太网接入因特网与数据处理及分析中心50连接。工作时，数据接收器40将数据包通过以太网接口传输，经由各级路由器接入因特网，最终将数据包传输到架构在因特网上的数据处理及分析中心50进行数据处理及分析。
GPRS通讯模块和以太网接口在数据接收器40上可以择一设置，也可以同时设置，同时设置时，数据接收器40将同一个数据包通过以太网接口与GPRS通讯模块同时进行两路传输，但数据处理及分析中心50只解析最先收到的数据包。
进一步包括与数据接收器40连接的电力表60与气象传感器70，由数据接收器40采集电力表60与气象传感器70的数据信息并将数据信息发送到数据处理及分析中心50。工作时，数据接收器40通过地址轮询方式遍历网络中的所有数据发射器30节点，将所有数据发射器30节点采集到的数据与数据接收器40采集到的电力表60和气象传感器70的数据组合成数据包，此数据包通过GPRS网络或/和以太网接口发送到远端的数据处理及分析中心50。同时，数据接收器40将数据包分解成相应的数据信息，显示在数据接收器40的LCD上。
所述数据处理及分析中心50基于Web C/S架构，能实现全球在线访问，支持数据接收、数据存储、数据分析、数据分离、数据显示、数据查询等功能。
需指出的是，一个逆变器组并不限于含有五个光伏并网逆变器10，可以只有两个、三个、四个，也可以多于五个，本发明并不加以限制。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，包括：
由多个采集自身数据并将数据组成数据包的光伏并网逆变器组成的逆变器组，逆变器组的各光伏并网逆变器通过复合线缆依次连接，复合线缆包括相互独立的数据传输信号线和电力线，光伏并网逆变器用于沿复合线缆发送其所采集的数据包与转发上一个光伏并网逆变器发送过来的数据包；
通过复合线缆与逆变器组末端连接的数据发射器，用于接收位于逆变器组末端的光伏并网逆变器发送过来的其所采集的数据包与其转发的其它光伏并网逆变器所采集的数据包，并将接收到的所有数据包以无线射频方式发送给数据接收器；
以无线射频方式与数据发射器连接的数据接收器，用于将从数据发射器接收到的所有数据包发送给数据处理及分析中心；
与数据接收器连接的数据处理及分析中心，用于解析来自数据接收器的数据包。
2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，所述复合线缆在数据传输信号线与电力线之间设置有用于提高数据传输稳定性的屏蔽层。
3.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，所述逆变器组的各光伏并网逆变器由与该逆变器组连接的数据发射器按照物理连接顺序自动分配带有该数据发射器地址编号的唯一地址。
4.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，所述数据发射器与数据接收器之间通过国际免申请的ISM频段进行无线数据传输。
5.根据权利要求1或4所述的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，所述数据发射器与数据接收器均具有4频段通讯功能。
6.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，所述数据接收器设置有GPRS通讯模块，数据接收器通过GSM网络接入因特网与数据处理及分析中心连接。
7.根据权利要求1或6所述的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，所述数据接收器设置有以太网接口，数据接收器通过以太网接入因特网与数据处理及分析中心连接。
8.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，进一步包括与数据接收器连接的电力表与气象传感器，由数据接收器采集电力表与气象传感器的数据信息并将数据信息发送到数据处理及分析中心。
9.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器远程监控及数据分析系统，其特征在于，所述逆变器组由五个光伏并网逆变器组成。
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