CN105319431A - 光伏板的工作状态检测方法、装置和系统及光伏电器系统 - Google Patents

光伏板的工作状态检测方法、装置和系统及光伏电器系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏板的工作状态检测方法、装置和系统及光伏电器系统。光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,光伏设备和控制设备通过直流母线相连接,该光伏板的工作状态检测方法包括:检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数;通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线;通过直流母线将调制信号传输至解调器,其中,解调器用于对调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数。通过本发明,达到了提高光伏设备和控制设备之间的通讯质量的效果。

Description

光伏板的工作状态检测方法、装置和系统及光伏电器系统
技术领域
[0001] 本发明涉及通讯领域,具体而言,涉及一种光伏板的工作状态检测方法、装置和系统及光伏电器系统。
背景技术
[0002] 目前,随着全球能源危机的不断加重以及环境问题的不断恶化,各种可再生能源以及绿色能源的发展和应用对社会产业的发展而言,已经变得越来越迫切。因此,节能型产品和环保产品的发展和应用成为市场发展的方向。比如,光伏空调系统,光伏中央空调的技术已发展得较为成熟。
[0003] 但是,控制设备和光伏设备没有直接通讯,或者是另外架设总线进行通讯。当控制设备和光伏设备没有直接通讯时,上位机无法获知光伏设备中的光伏板的具体工作状态,当另外架设总线进行通讯影响光伏中央空调系统的成本和结构美观。比如,当光伏空调系统的控制设备与光伏板没有直接通讯时,光伏空调系统的上位机无法获知光伏板的具体工作状态,当另外架设总线进行通讯影响光伏中央空调系统的成本和结构美观。
[0004] 针对相关技术中光伏设备和控制设备之间的通讯总线过长导致通讯质量下降的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
[0005] 本发明的主要目的在于提供一种光伏板的工作状态检测方法、装置和系统及光伏电器系统,以解决光伏设备和控制设备之间的通讯总线过长导致通讯质量下降问题。
[0006] 为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种光伏板的工作状态检测方法。光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,光伏设备和控制设备通过直流母线相连接,该光伏板的工作状态检测方法包括:检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数;通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线;以及通过直流母线将调制信号传输至解调器,其中,解调器用于对调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数。
[0007] 进一步地,在通过直流母线将调制信号传输至解调器之后,该光伏板的工作状态检测方法还包括:检测直流母线的输出电压;以及根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备,得到判断结果,并将判断结果传输至上位机,其中,上位机用于根据判断结果对光伏板的状态执行监控。
[0008] 进一步地,光伏设备和控制设备之间的通讯周期为预设周期,控制设备包括上位机,预设周期包括相邻的第一时间段、第二时间段和第三时间段,其中,在第二时间段加载调制信号至直流母线上,或者,对调制信号执行解调,检测直流母线的输出电压包括:在第一时间段检测直流母线的输出电压,得到第一电压值;以及在第三时间段检测直流母线的输出电压,得到第二电压值,根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备包括:判断第一电压值和第二电压值的差值是否大于预设阈值;如果第一电压值和第二电压值的差值大于预设阈值,则确定光伏板的状态参数未成功传输至控制设备;以及如果第一电压值和第二电压值的差值小于等于预设阈值,则确定光伏板的状态参数成功传输至控制设备。
[0009] 进一步地,检测光伏板的状态参数包括检测光伏板的以下任意一个或多个状态参数:光伏板的电压状态参数;光伏板的位置状态参数;以及光伏板的温度状态参数。
[0010] 进一步地,在检测光伏板的工作状态之后,根据光伏板的状态参数对光伏板的状态执行控制。
[0011] 进一步地,光伏电器系统为光伏空调系统。
[0012] 为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,还提供了一种光伏板的工作状态检测装置。光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,光伏设备和控制设备通过直流母线相连接,该光伏板的工作状态检测装置包括:第一检测单元,用于检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数;调制单元,用于通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线;以及传输单元,用于通过直流母线将调制信号传输至解调器,其中,解调器用于对调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数。
[0013] 进一步地,装置还包括:第二检测单元,在通过直流母线将调制信号传输至解调器之后,检测直流母线的输出电压;以及判断单元,用于根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备,得到判断结果,并将判断结果传输至上位机,其中,上位机用于根据判断结果对光伏板的状态执行监控。
[0014] 为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,还提供了一种光伏板的工作状态检测系统。光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,光伏设备和控制设备通过直流母线相连接,其中,光伏设备用于检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数,通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线;控制设备用于检测直流母线输出的调制信号,通过解调器对调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数。
[0015] 进一步地,该光伏设备还包括:第一传感器,用于检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数;以及第一控制器,用于接收光伏板的状态参数,并根据光伏板的状态参数对光伏板执行控制。
[0016] 进一步地,第一传感器包括以下任意一个或多个传感器:电压传感器,用于检测光伏板的电压状态参数;位置传感器,用于检测光伏板的位置状态参数,第一控制器用于根据光伏板的位置信号调整光伏板的位置;以及温度传感器,用于检测光伏板的温度状态参数。
[0017] 进一步地,控制设备还包括:第二传感器,用于检测直流母线的输出信号;第二控制器,用于根据直流母线的输出信号判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备,得到判断结果;上位机,用于接收判断结果,根据判断结果对光伏板的状态执行监控。
[0018] 进一步地,第二传感器为电压传感器,用于检测直流母线的输出电压。
[0019] 进一步地,光伏设备和控制设备之间的通讯周期为预设周期,预设周期包括相邻的第一时间段、第二时间段和第三时间段,其中,在第二时间段加载调制信号至直流母线上,或者,对调制信号执行解调,电压传感器用于在第一时间段检测直流母线的输出电压,得到第一电压值;在第三时间段检测直流母线的输出电压,得到第二电压值,第二控制器用于判断第一电压值和第二电压值的差值是否大于预设阈值;如果第一电压值和第二电压值的差值大于预设阈值,则确定光伏板的状态参数未成功传输至控制设备;如果第一电压值和第二电压值的差值小于等于预设阈值,则确定光伏板的状态参数成功传输至控制设备。
[0020] 为了实现上述目的,根据本发明的另一方面,还提供了一种光伏电器系统。该光伏电器系统包括本发明提供的光伏板的工作状态检测装置,或本发明提供的光伏板的工作状态检测系统。
[0021] 进一步地,光伏电器系统为光伏空调系统。
[0022] 在本发明中,光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,光伏设备和控制设备通过直流母线相连接,通过检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数;通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线;通过直流母线将调制信号传输至解调器,得到光伏板的状态参数,解决了光伏设备和控制设备之间的通讯总线过长导致通讯质量下降的问题,从而达到了提高光伏设备和控制设备之间的通讯质量的效果Ο
附图说明
[0023] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024]图1是根据本发明第一实施例的光伏板的工作状态检测系统的示意图;
[0025]图2是根据本发明第二实施例的光伏板的工作状态检测系统的示意图;
[0026]图3是根据本发明实施例的光伏板的工作状态检测方法的流程图;
[0027]图4是根据本发明实施例的直流母线未加载波的电压变化的示意图;
[0028] 图5是根据本发明实施例的直流母线加入载波的电压变化的示意图;以及
[0029]图6是根据本发明实施例的光伏板的工作状态检测装置的示意图。
具体实施方式
[0030] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0031] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都应当属于本申请保护的范围。
[0032] 需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0033] 本发明提供了一种光伏板的工作状态检测系统。
[0034]图1是根据本发明第一实施例的光伏板的工作状态检测系统的示意图。如图1所示,该光伏板的工作状态检测系统包括:光伏设备10和控制设备20。
[0035] 优选地,光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备10和控制设备20,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,光伏设备10和控制设备20通过直流母线相连接。光伏设备10和控制设备20之间的通讯,优选地,为光伏设备的光伏板的状态参数向控制设备20的传输。
[0036] 光伏设备10,用于检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数,通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线。
[0037] 光伏板的工作状态检测系统包括光伏电器系统,光伏电器系统包括光伏设备10。具体而言,光伏设备10包括光伏板和调制器。光伏板,也即,太阳能电池板,为一种暴漏在阳光下便会产生直流电的发电装置,几乎全部以半导体物料制成的薄身固体光伏电池组成,利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能控制负载工作,或者送往蓄电池中存储起来。光伏板没有活动的部分,因此光伏板可以长时间可靠、稳定地使用,其寿命长、安装维护简便。光伏板设置在光伏电器系统中,比如,光伏板设置在光伏空调系统中,光伏板利用光能为光伏空调系统提供持久的电能,使光伏空调系统可靠、稳定、持久地运行。光伏设备10还包括第一传感器和第一控制器。光伏设备10通过第一传感器检测光伏板的状态参数,比如,通过第一传感器检测光伏板在工作时的电压状态参数、温度状态参数和位置状态参数。可选地,第一传感器包括电压传感器,温度传感器和位置传感器。光伏设备10通过电压传感器检测光伏板的电压状态参数,通过温度传感器检测光伏板的温度状态参数,通过位置传感器检测光伏板的位置状态参数。在光伏设备10通过第一传感器检测光伏板的状态参数之后,光伏设备10通过第一控制器接收光伏板的状态参数,并根据光伏板的状态参数对光伏板执行控制,比如,光伏设备10通过第一控制器接收的位置状态参数,根据光伏板的位置状态参数对光伏板的位置执行控制,使光伏板在有效的面积区域内接收有效的光能,从而将有效的光能转变为光伏供电系统有效的电能以支持光伏供电系统的正常运行。
[0038] 在光伏设备10通过第一控制器接收光伏板的状态参数之后,光伏设备10通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,且将调制信号加载至直流母线,调制信号携带光伏板的状态参数,具体而言,光伏设备10将光伏板的状态参数也加载至直流母线上,通过直流母线传输至控制设备。直流母线是将交流电转化成直流电,用于输送电能的总导线,可以传输大电流,从而提高了光伏电器系统的用电效率,以及光伏电器系统工作的安全性和可靠性。
[0039] 控制设备20,用于检测直流母线输出的调制信号,通过解调器对调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数。
[0040] 光伏板的工作状态检测系统包括光伏电器系统,光伏电器系统包括控制设备20。控制设备20包括第二传感器,第二控制器和上位机。具体而言,控制设备20通过第二传感器检测直流母线的输出信号。可选地,第二传感器为电压传感器,控制设备20通过电压传感器检测直流母线的输出电压。控制设备20通过解调器对来自直流母线的调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数。光伏板的状态参数包括光伏板的电压状态参数,光伏板的温度状态参数和光伏板的位置状态参数等,解调器可以为解码芯片,对来自直流母线的调制信号执行解调,得到解调信号,从解调信号中提取光伏板的状态参数,从而使光伏设备中的光伏板的状态参数传输至控制设备,实现了光伏设备和控制设备的直接通讯。
[0041] 在控制设备20通过解调器对来自直流母线的调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数之后,控制设备20通过第二控制器根据直流母线的输出信号判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备20,得到判断结果。具体而言,光伏设备10和控制设备20之间的通讯周期为预设周期,预设周期包括相邻的第一时间段、第二时间段和第三时间段。在第二时间段加载调制信号至直流母线上,或者,对调制信号执行解调,通过电压传感器在第一时间段检测直流母线的输出电压,得到第一电压值;在第三时间段检测直流母线的输出电压,得到第二电压值,第二电压值是在在第二时间段加载调制信号至直流母线上之后,或者,对调制信号执行解调之后获得的直流母线的输出电压。通过第二控制器判断第一电压值和第二电压值的差值是否大于预设阈值;如果第一电压值和第二电压值的差值大于预设阈值,则确定光伏板的状态参数未成功传输至控制设备20,也即,光伏设备10和控制设备20的通讯信息传输失败;如果第一电压值和第二电压值的差值小于等于预设阈值,则确定光伏板的状态参数成功传输至控制设备20,也即,光伏设备10和控制设备20的通讯信息传输成功。
[0042] 在通过第二控制器根据直流母线的输出信号判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备20之后,控制设备20通过第二控制器将判断结果上传至上位机,也即,上位机接收光伏板的状态参数未成功传输至控制设备20的判断结果,或者,光伏板的状态参数成功传输至控制设备20的判断结果,上位机还接收第二传感器采集的信息和解调器采集的信息,并且对其进一步显示。上位机根据判断结果对光伏板的工作状态执行监控,当上位机接收光伏板的状态参数未成功传输至控制设备20的判断结果时,上位机显示光伏板的状态参数未成功传输至控制设备20的信息,控制光伏设备10重新检测光伏板的状态参数,得到光伏板的状态参数,通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线,通过直流母线将调制信号传输至解调器。当上位机接收光伏板的状态参数成功传输至控制设备20的判断结果时,上位机显示光伏板的状态参数成功传输至控制设备20的信息,可选地,上位机显示第二传感器采集的信息和解调器采集的信息,并且对光伏板的工作状态执行实时监控,以使管理人员实时了解光伏板的状态参数是否在正常的状态参数范围之内,以使管理人员在光伏电器系统工作异常时,对其及时控制,从而避免了光伏电器系统出现故障,并制止故障进一步恶化,对光伏电器系统更好地维护。上位机还可以根据光伏板的状态参数进一步控制光伏板的工作状态,使光伏板输出正常的状态参数,提高了光伏板的可监控性,从而使光伏板安全、稳定、可靠地工作。
[0043] 在该光伏板的工作状态检测系统中,光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,光伏设备和控制设备通过直流母线相连接,通过光伏设备检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数,通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线,通过控制设备检测直流母线输出的调制信号,通过解调器对调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数,从而实现了光伏设备的光伏板的状态参数向控制设备的传输,提高了光伏设备和控制设备之间的通讯质量。
[0044]图2是根据本发明第二实施例的光伏板的工作状态检测系统的示意图。如图2所不,该光伏板的工作状态检测系统包括:光伏板30,第一传感器40,第一控制器50,调制芯片60,第二传感器70,解码芯片80,第二控制器90,上位机100和逆变器110。
[0045] 光伏电器系统包括光伏设备。具体而言,光伏设备包括光伏板30,第一传感器40,第一控制器50和调制芯片60。
[0046] 光伏板30,也即,太阳能电池板,设置在光伏电器系统中。光伏电器系统在光伏板利用光生伏特效应将光能直接转变为电能时进行工作。光伏板30没有活动的部分,因此光伏板30可以长时间可靠、稳定地使用,其寿命长、安装维护简便。比如,光伏板30设置在光伏空调系统中,光伏板30利用光能为光伏空调系统提供持久的电能,输出状态参数,比如,电压状态参数,温度状态参数和位置状态参数等,使光伏空调系统可靠、稳定、持久地运行。
[0047] 第一传感器40,与光伏板30相连接,用于检测光伏板30的状态参数,可选地,第一传感器包括电压传感器,温度传感器和位置传感器。通过第一传感器检测光伏板30在工作时的电压状态参数,通过温度传感器检测光伏板30的温度状态参数,通过位置传感器检测光伏板30的位置状态参数。
[0048] 第一控制器50,与第一传感器40相连接,用于接收光伏板30的状态参数,并根据光伏板30的状态参数对光伏板执行控制,比如,第一控制器50接收光伏板30的电压状态参数、温度状态参数和位置状态参数。可选地,第一控制器50根据光伏板30的位置状态参数对光伏板的位置执行控制,从而使光伏板30调整到最佳位置状态,将有效的光能转变为光伏供电系统有效的电能以支持光伏供电系统的正常运行。
[0049] 调制芯片60,调制芯片60的输入端与第一控制器50相连接,调制芯片的输出端与直流母线相连接,用于对光伏板30的状态参数执行调制,得到调制信号,且将调制信号加载至直流母线,具体而言,调制芯片60将光伏板30的状态参数加载至直流母线上,比如,将光伏板的电压状态参数、温度状态参数、位置状态参数等加载至直流母线上,通过直流母线传输至控制设备,从而提高了光伏电器系统的用电效率,以及光伏电器系统工作的安全性和可靠性。
[0050] 光伏电器系统包括控制设备,解调器安装在控制设备上,用于检测直流母线输出的调制信号,对调制信号执行解调得到光伏板的状态参数。控制设备包括第二传感器70,解码芯片80,第二控制器90和上位机100。
[0051] 第二传感器70,与直流母线相连接,用于检测直流母线的输出信号。可选地,第二传感器为电压传感器,控制设备通过电压传感器检测直流母线的输出电压。光伏设备和控制设备之间的通讯周期为预设周期,预设周期包括相邻的第一时间段、第二时间段和第三时间段。在第二时间段加载调制信号至直流母线上,或者,对调制信号执行解调。通过电压传感器在第一时间段检测直流母线的输出电压,得到第一电压值;通过电压传感器在第三时间段检测直流母线的输出电压,得到第二电压值。
[0052] 解码芯片80,与直流母线相连接,用于对调制信号执行解调,得到解调信号,并从解调信号中提取光伏板30的状态参数,从而得到光伏板30的电压状态参数、光伏板30的温度状态参数和光伏板30的位置状态参数等,使光伏设备中的光伏板30的状态参数通过直流母线传输至控制设备,实现了光伏设备和控制设备的直接通讯。
[0053] 第二控制器90,与第二传感器70和解码芯片80相连接,用于根据直流母线的输出信号判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备,得到判断结果。具体而言,判断第一电压值和第二电压值的差值是否大于预设阈值;当第一电压值和第二电压值的差值大于预设阈值,则确定光伏板的状态参数未成功传输至控制设备,当第一电压值和第二电压值的差值小于等于预设阈值,则确定光伏板的状态参数成功传输至控制设备。
[0054] 上位机100,与第二控制器90相连接,用于接收判断结果,根据判断结果对光伏板的状态执行监控。具体而言,在第二控制器90根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备之后,对光伏板30的工作状态执行监控。上位机100接收光伏板30的状态参数未成功传输至控制设备的判断结果,或者,光伏板30的状态参数成功传输至控制设备的判断结果,上位机100还接收第二传感器70采集的信息和解调器采集的信息,并且对其进一步显示。上位机100根据判断结果对光伏板30的工作状态执行监控,当上位机100接收光伏板的状态参数未成功传输至控制设备的判断结果时,上位机100显示光伏板30的状态参数未成功传输至控制设备20的信息;当上位机100接收光伏板的状态参数成功传输至控制设备的判断结果时,上位机100显示光伏板的状态参数成功传输至控制设备的信息,可选地,上位机100显示第二传感器70采集的信息和解码芯片80采集的信息,并且对光伏板30的工作状态执行实时监控,以使管理人员实时了解光伏板30的状态参数是否在正常的状态参数范围之内,以使管理人员在光伏电器系统工作异常时,对其及时控制,从而避免了光伏电器系统出现故障,并制止故障进一步恶化,对光伏电器系统更好地维护。上位机100还可以根据光伏板30的状态参数进一步控制光伏板的工作状态,使光伏板30输出正常的状态参数,提高了光伏板30的可监控性,从而使光伏板30安全、稳定、可靠地工作。
[0055] 控制设备还包括逆变器110,与第二控制器100相连接,且与光伏板30通过两根直流母线相连接。逆变器110将直流母线的直流电转变为交流电,并接收经过第二控制器90对第二传感器70米集的彳目息和第二控制器90米集的彳目息以及对第二传感器70米集的f目息和第二控制器90采集的信息进行判断的判断结果,进而通过三路交流电输出,从而完成光伏设备与控制设备基于直流电力线载波的通讯,从而实现了通过光伏设备和控制设备之间的通讯,提高了光伏设备和控制设备之间的通讯质量。
[0056] 该光伏板的工作状态检测系统通过光伏板输出光伏板的状态参数,通过第一传感器检测光伏板的状态参数,通过第一控制器接收光伏板的状态参数,通过调制芯片对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,且将调制信号加载至直流母线,通过第二传感器检测直流母线的输出信号,通过解码芯片对调制信号执行解调得到光伏板的状态参数,通过第二控制器根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备,通过上位机接收判断结果,根据判断结果对光伏板的状态执行监控,通过逆变器接收经过第二控制器对第二传感器采集的信息和第二控制器采集的信息以及对第二传感器采集的信息和第二控制器采集的信息进行判断的判断结果,进而通过三路交流电输出,从而实现了通过光伏设备和控制设备之间的通讯,提高了光伏设备和控制设备之间的通讯质量。
[0057] 本发明还提供了一种光伏板的工作状态检测方法。
[0058]图3是根据本发明实施例的光伏板的工作状态检测方法的流程图。如图3所示,该基于光伏板的通讯方法包括以下步骤:
[0059] 步骤S301,检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数。
[0060] 光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,光伏设备和控制设备通过直流母线相连接。具体而言,光伏电器系统可以为光伏空调系统、太阳能热水器等设置有光伏板的电器系统。光伏板,也即,太阳能电池板,利用光能为光伏电器系统提供持久的电能,使光伏电器系统可靠、稳定、持久地运行。光伏电器系统包括光伏设备,光伏设备包括光伏板和调制器,调制器通过调制芯片实现对光伏板的状态参数的调制。检测光伏板的状态参数,比如,检测光伏板在工作时光伏板的电压状态参数、光伏板的温度状态参数和光伏板的位置状态参数。可选地,调制器通过电压传感器检测光伏板的电压状态参数,通过温度传感器检测光伏板的温度状态参数,通过位置传感器检测光伏板的位置状态参数。
[0061] 步骤S302,通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线。
[0062] 在检测光伏板的状态参数之后,接收光伏板的状态参数,并根据光伏板的状态参数对光伏板执行控制。比如,光伏设备包括第一控制器,通过第一控制器接收光伏板的电压状态参数、温度状态参数和位置状态参数,可以根据光伏板的位置状态参数对光伏板的位置执行控制,从而调整光伏板的位置状态,使光伏板在有效的区域内将光能装换为电能,使光伏电器系统正常工作。在接收光伏板的状态参数之后,对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,也即,将光伏板的状态参数转换成适于信道传输的数字调制信号,且将调制信号加载至直流母线。可选地,光伏设备通过调制芯片对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将光伏板的状态参数加载至直流母线上,从而提高了光伏电器系统的用电效率,以及光伏电器系统工作的安全性和可靠性。
[0063] 步骤S303,通过直流母线将调制信号传输至解调器。
[0064] 载波,为特定频率的无线电波,用于传递信息。可以将调制信号加载至载波信号上,通过载波传输调制信号。具体而言,直流母线上加入载波信号,通过载波信号将调制信号传输至解调器,解调器按照载波的频率接收调制信号,对调制信号执行解调,得到解调信号,也即,解调器将接收到的调制信号还原成数字基带信号,其携带有光伏板的状态参数,比如,携带有光伏板的电压状态参数、温度状态参数和位置状态参数。
[0065] 在通过直流母线将调制信号传输至解调器之后,检测直流母线的输出电压;以及根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备,得到判断结果,并将判断结果传输至上位机,上位机根据判断结果对光伏板的状态执行监控。具体而言,控制设备包括第二控制器,在通过直流母线将调制信号传输至解调器之后,通过第二控制器根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备,得到判断结果。上位机接收光伏板的状态参数未成功传输至控制设备的判断结果,或者,光伏板的状态参数成功传输至控制设备的判断结果,上位机还接收第二传感器采集的信息和解调器采集的信息。上位机显示第二传感器采集的信息和解调器采集的信息,并且对光伏板的工作状态执行实时监控,从以使管理人员对光伏电器系统更好地维护。上位机还可以根据光伏板的状态参数进一步控制光伏板的工作状态,使光伏板输出正常的状态参数,提高了光伏板的可监控性,从而使光伏板安全、稳定、可靠地工作。
[0066]图4是根据本发明实施例的直流母线未加载波的电压变化的示意图。如图4所示,光伏板的输出电压随着光伏板受太阳光照射的强弱程度发生相应的变化,tl、t2表不光伏板受不同光照强度的太阳光照射的不同时刻,AV表示光伏板在tl时刻的输出电压以及光伏板在t2时刻的输出电压的电压差。光伏板的输出电压的不稳定导致直流母线的载波在传输调质信号时有一定的困难。但是光伏板的输出电压的变化是平滑的,一般不会出现阶跃。在tl时刻与时刻t2相差很短的情况下,电压差AV在解调时做一定的处理便可以对调制信号进行解调,得到解调信号。
[0067] 设定光伏设备和控制设备之间的通讯周期为预设周期,控制设备包括上位机。预设周期包括相邻的第一时间段、第二时间段和第三时间段。在第二时间段加载调制信号至直流母线上,或者,对调制信号执行解调。优选地,检测直流母线的输出电压包括:在第一时间段检测直流母线的输出电压,得到第一电压值;在第三时间段检测直流母线的输出电压,得到第二电压值,根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备包括:判断第一电压值和第二电压值的差值是否大于预设阈值;如果第一电压值和第二电压值的差值大于预设阈值,则确定光伏板的状态参数未成功传输至控制设备;如果第一电压值和第二电压值的差值小于等于预设阈值,则确定光伏板的状态参数成功传输至控制设备。
[0068]图5是根据本发明实施例的直流母线加入载波信号的电压变化的示意图。如图5所示,光伏设备和控制设备之间执行通讯,完成光伏设备和控制设备之间的信息传递,包括光伏板的状态参数的传递。光伏设备和控制设备之间的通讯周期为预设周期Τ。由于AV的存在,直接在一个通讯周期内全部加入载波信号,可能导致信号解调时的检波不正常。因此,设置预设周期Τ足够小,预设周期Τ则包括相邻的第一时间段Atl、第二时间段At2和第三时间段A t3,在第一时间段Atl检测直流母线的电压,得到第一电压值,也即,在基准电压采样区A tl时间段检测直流电力线载波的基波电压VI ;在第二时间段At2加载调制信号至直流母线上,或者,在第二时间段At2对调制信号执行解调,也即,在载波区At2时间段加载调制信号至直流母线上,或者,对调制信号执行解调;在第三时间段At3检测直流母线的电压,得到第二电压值V2,也即,在光伏设备与控制设备之间的信息传递完成之后,在基准电压校验区At3时间段检测直流母线的电压V2 ;判断第一电压值VI和第二电压值V2的差值AV是否大于预设阈值;如果第一电压值VI和第二电压值V2的差值AV大于预设阈值,则确定在预设周期内光伏板的状态参数未成功传输至控制设备,光伏设备和控制设备之间通讯失败;如果第一电压值VI和第二电压值V2的差值AV小于等于预设阈值,则确定在预设周期内光伏板的状态参数成功传输至控制设备,光伏设备和控制设备之间通讯成功。
[0069] 优选地,该实施例的光伏电器系统为光伏空调系统。
[0070] 光伏空调系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括调制器。光伏空调系统的光伏设备与光伏空调系统的控制设备通过直流母线相连接,并执行通讯。检测光伏板的状态参数,对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线,其中,调制信号中携带有光伏板的状态参数。具体而言,光伏空调系统的调制器包括第一传感器,第一控制器和调制芯片。优选地,通过第一传感器检测光伏板的状态参数。第一传感器包括电压传感器、位置传感器和温度传感器。电压传感器用于检测光伏板在光伏空调系统工作时的电压信号状态参数,位置传感器用于检测光伏板在光伏空调系统工作时的位置状态参数,温度传感器用于检测光伏板在空调系统工作时的温度状态参数等。第一控制器对第一传感器检测到的光伏板的电压状态参数、位置状态参数和温度状态参数进行接收并处理,并适时根据第一传感器检测到的光伏板的位置状态参数调整光伏板的位置。调制芯片把光伏板的工作状态参数等加载至直流母线上。
[0071 ] 在光伏空调系统的调制器对光伏板的信号执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线上之后,通过直流母线传输调制信号至解调器,优选地,解调器用于对调制信号执行解调,得到解调信号。解调器包括第二传感器,第二控制器,解码芯片和上位机。具体而言,在将调制信号加载至直流母线上之后,检测直流母线的输出信号,比如,第二传感器为电压传感器,通过电压传感器检测直流母线末端的输出电压;对调制信号执行解调,可以通过解码芯片对调制信号执行解调,得到解调信号,并从解调信号中提取光伏板的状态参数;根据直流母线的输出电压和光伏板的状态参数执行处理,可以通过第二控制器对直流母线的输出电压和通讯信息执行处理,得到处理信息;通过上位机接收处理信息,并根据处理信息对光伏板的工作状态执行监控。
[0072] 在该光伏板的工作状态检测方法的实施例中,光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,调制器和控制设备通过直流母线相连接,通过检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数;通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线;以及通过直流母线将调制信号传输至解调器,其中,解调器用于对调制信号执行解调,得到解调信号,解调信号携带光伏板的状态参数,从而提高了光伏设备和控制设备之间的通讯质量。
[0073] 需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0074] 本发明还提供了一种光伏板的工作状态检测装置。
[0075]图6是根据本发明实施例的光伏板的工作状态检测装置的示意图。如图6所示,该光伏板的工作状态检测装置包括:检测单元120,调制单元130和传输单元140。
[0076] 光伏板设置在光伏电器系统中,光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,光伏设备包括光伏板和调制器,控制设备包括解调器,调制器和控制设备通过直流母线相连接。
[0077] 第一检测单元120,用于检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数。
[0078] 调制单元130,用于通过调制器对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线。
[0079] 传输单元140,传输单元,用于通过直流母线将调制信号传输至解调器,其中,解调器用于对调制信号执行解调,得到光伏板的状态参数。
[0080] 该光伏板的工作状态检测装置还包括第二检测单元和判断单元。其中,第二检测单元,在通过直流母线将调制信号传输至解调器之后,检测直流母线的输出电压;判断单元,用于根据直流母线的输出电压判断光伏板的状态参数是否成功传输至控制设备,得到判断结果,并将判断结果传输至上位机,其中,上位机用于根据判断结果对光伏板的状态执行监控。
[0081] 光伏设备和控制设备之间的通讯周期为预设周期,控制设备包括上位机,预设周期包括相邻的第一时间段、第二时间段和第三时间段,其中,在第二时间段加载调制信号至直流母线上,或者,对调制信号执行解调,第二检测单元包括:第一检测模块和第二检测模块。其中,第一检测模块用于在第一时间段检测直流母线的输出电压,得到第一电压值;第二检测模块用于在第三时间段检测直流母线的输出电压,得到第二电压值。判断单元包括判断模块,第一确定模块和第二确定模块。其中,判断模块用于判断第一电压值和第二电压值的差值是否大于预设阈值;第一确定模块用于在判断出第一电压值和第二电压值的差值大于预设阈值时,确定光伏板的状态参数未成功传输至控制设备;第二判断模块用于在判断出第一电压值和第二电压值的差值小于等于预设阈值时,确定光伏板的状态参数成功传输至控制设备。
[0082] 该光伏板的工作状态检测装置通过第一检测单元检测光伏板的工作状态,得到光伏板的状态参数,通过调制单元的调制器的对光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线;以及通过传输单元在直流母线的作用下将调制信号传输至解调器,从而提高了光伏设备和控制设备之间的通讯质量。
[0083] 本发明实施例还提供了一种光伏电器系统。需要说明的是,该光伏电器系统包括本发明实施例的光伏板的工作状态检测装置和光伏板的工作状态检测系统。该光伏电器系统的光伏设备和光伏电器系统的控制设备之间的通讯过程基于中压信号,通过直流线电力载波方法完成光伏设备和控制设备之间的通讯,可选地,通过直流母线加入载波信号作为光伏设备和控制设备之间通讯的传输媒介,从而实现光伏设备和控制设备的数据传输和信息交换。具体而言,在光伏设备中进行光伏板的信息检测并处理,包括检测和处理光伏板的状态参数,然后检测直流母线上载波信号的基波电压,对光伏板的状态参数进行调制,得到调制信号,并将调制信号加载至直流母线上,再检测直流母线上加载调制信号之后的电压,通过直流母线上载波信号的基波电压和直流母线上加载调制信号之后的电压的差值确定光伏设备和控制设备之间的通讯是否正常。在将调制信号加载至直流母线上之后,检测直流母线的输出电压,通过解调器对调制信号执行解调,得到解调信号。在得到解调信号之后,检测直流母线的输出电压,通过直流母线在解调之前和解调之后的输出电压的差值确定光伏设备和控制设备之间的通讯是否正常,从而实现了光伏设备和控制设备之间的通讯,完成了光伏设备的光伏板的状态参数向控制设备的传输,提高了光伏板的可监控性,并且减小了光伏设备和控制设备的通讯总线布线成本,提高了光伏电器系统中的光伏设备和控制设备之间的通讯质量。
[0084] 显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0085] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种光伏板的工作状态检测方法,其特征在于,光伏板设置在光伏电器系统中,所述光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,所述光伏设备包括所述光伏板和调制器,所述控制设备包括解调器,所述光伏设备和所述控制设备通过直流母线相连接,所述方法包括: 检测所述光伏板的工作状态,得到所述光伏板的状态参数; 通过所述调制器对所述光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将所述调制信号加载至所述直流母线;以及 通过所述直流母线将所述调制信号传输至所述解调器,其中,所述解调器用于对所述调制信号执行解调,得到所述光伏板的状态参数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在通过所述直流母线将所述调制信号传输至所述解调器之后,所述方法还包括: 检测所述直流母线的输出电压;以及 根据所述直流母线的输出电压判断所述光伏板的状态参数是否成功传输至所述控制设备,得到判断结果,并将所述判断结果传输至上位机,其中,所述上位机用于根据所述判断结果对所述光伏板的状态执行监控。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述光伏设备和所述控制设备之间的通讯周期为预设周期,所述控制设备包括所述上位机,所述预设周期包括相邻的第一时间段、第二时间段和第三时间段,其中,在所述第二时间段加载所述调制信号至所述直流母线上,或者,对所述调制信号执行解调, 检测所述直流母线的输出电压包括: 在所述第一时间段检测所述直流母线的输出电压,得到第一电压值;以及 在所述第三时间段检测所述直流母线的输出电压,得到第二电压值, 根据所述直流母线的输出电压判断所述光伏板的状态参数是否成功传输至所述控制设备包括: 判断所述第一电压值和所述第二电压值的差值是否大于预设阈值; 如果所述第一电压值和所述第二电压值的差值大于所述预设阈值,则确定所述光伏板的状态参数未成功传输至所述控制设备;以及 如果所述第一电压值和所述第二电压值的差值小于等于所述预设阈值,则确定所述光伏板的状态参数成功传输至所述控制设备。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,检测所述光伏板的状态参数包括检测所述光伏板的以下任意一个或多个状态参数: 所述光伏板的电压状态参数; 所述光伏板的位置状态参数;以及 所述光伏板的温度状态参数。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在检测所述光伏板的工作状态之后,根据所述光伏板的状态参数对所述光伏板的状态执行控制。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光伏电器系统为光伏空调系统。
7.一种光伏板的工作状态检测装置,其特征在于,光伏板设置在光伏电器系统中,所述光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,所述光伏设备包括所述光伏板和调制器,所述控制设备包括解调器,所述光伏设备和所述控制设备通过直流母线相连接,所述装置包括: 第一检测单元,用于检测所述光伏板的工作状态,得到所述光伏板的状态参数; 调制单元,用于通过所述调制器对所述光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将所述调制信号加载至所述直流母线;以及 传输单元,用于通过所述直流母线将所述调制信号传输至所述解调器,其中,所述解调器用于对所述调制信号执行解调,得到所述光伏板的状态参数。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括: 第二检测单元,在通过所述直流母线将所述调制信号传输至所述解调器之后,检测所述直流母线的输出电压;以及 判断单元,用于根据所述直流母线的输出电压判断所述光伏板的状态参数是否成功传输至所述控制设备,得到判断结果,并将所述判断结果传输至上位机,其中,所述上位机用于根据所述判断结果对所述光伏板的状态执行监控。
9.一种光伏板的工作状态检测系统,其特征在于,光伏板设置在光伏电器系统中,所述光伏电器系统包括光伏设备和控制设备,所述光伏设备包括所述光伏板和调制器,所述控制设备包括解调器,所述光伏设备和所述控制设备通过直流母线相连接,其中, 所述光伏设备用于检测所述光伏板的工作状态,得到所述光伏板的状态参数,通过所述调制器对所述光伏板的状态参数执行调制,得到调制信号,并将所述调制信号加载至所述直流母线; 所述控制设备用于检测所述直流母线输出的所述调制信号,通过所述解调器对所述调制信号执行解调,得到所述光伏板的状态参数。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述光伏设备还包括: 第一传感器,用于检测所述光伏板的工作状态,得到所述光伏板的状态参数;以及第一控制器,用于接收所述光伏板的状态参数,并根据所述光伏板的状态参数对所述光伏板执行控制。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述第一传感器包括以下任意一个或多个传感器: 电压传感器,用于检测所述光伏板的电压状态参数; 位置传感器,用于检测所述光伏板的位置状态参数,所述第一控制器用于根据所述光伏板的位置信号调整所述光伏板的位置;以及 温度传感器,用于检测所述光伏板的温度状态参数。
12.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述控制设备还包括: 第二传感器,用于检测所述直流母线的输出信号; 第二控制器,用于根据所述直流母线的输出信号判断所述光伏板的状态参数是否成功传输至所述控制设备,得到判断结果;以及 上位机,用于接收所述判断结果,根据所述判断结果对所述光伏板的状态执行监控。
13.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,所述第二传感器为电压传感器,用于检测所述直流母线的输出电压。
14.根据权利要求13所述的系统,其特征在于,所述光伏设备和所述控制设备之间的通讯周期为预设周期,所述预设周期包括相邻的第一时间段、第二时间段和第三时间段,其中,在所述第二时间段加载所述调制信号至所述直流母线上,或者,对所述调制信号执行解调, 所述电压传感器用于在所述第一时间段检测所述直流母线的输出电压,得到第一电压值;在所述第三时间段检测所述直流母线的输出电压,得到第二电压值, 所述第二控制器用于判断所述第一电压值和所述第二电压值的差值是否大于预设阈值;如果所述第一电压值和所述第二电压值的差值大于所述预设阈值,则确定所述光伏板的状态参数未成功传输至所述控制设备;如果所述第一电压值和所述第二电压值的差值小于等于所述预设阈值,则确定所述光伏板的状态参数成功传输至所述控制设备。
15.—种光伏电器系统,其特征在于,包括权利要求7或8所述的光伏板的工作状态检测装置,或权利要求9至14中任意一项所述的光伏板的工作状态检测系统。
16.根据权利要求15所述的光伏电器系统,其特征在于,所述光伏电器系统为光伏空调系统。
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