CN105515207A - 一种电池板监控系统的数据上传方法及该电池板监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池板监控系统的数据上传方法及该电池板监控系统。电池板监控系统的数据上传方法：采集光伏发电系统的每块电池板中每串光伏电池的参数信息，并调制为脉冲载波信号，再加载到该光伏发电系统的且与每块电池板串联的汇流母线上；光伏发电系统的且串联在汇流母线上的服务器接收到该脉冲载波信号后，通过解调获得电池板的参数信息，再把在设置时间差△T内全部上传的数据认为是有效数据，其他数据丢弃。本发明在光伏发电系统的每块电池板中引入智能监控方法，通过数据随机发送减少冲突概率、通过数据的同步上传机制来保证数据的有效性，实现对电池板的实时监控及分析。本发明还公开该电池板监控系统。

Description

一种电池板监控系统的数据上传方法及该电池板监控系统
技术领域
本发明涉及一种数据上传方法及应用该数据上传方法的系统，尤其涉及一种电池板监控系统的数据上传方法及该电池板监控系统。
背景技术
光伏系统的安全性能越来越受到重视，其中组件由于其庞大的数量成为安全性的重要方面，市场上缺乏可靠稳定的组件级监控测及分析系统。实际应用过程中，如多云情况下，光照变化剧烈，组件数据上传时间差别大会导致数据的不同步性，导致数据无效。现在技术/产品数据上传方式或是通过主机查询方式，这样速度慢，数据不同步；或是采用上传一段时间数据平均值或累积和，这种方式实时性不够，不能反映实时变化。
发明内容
为了解决以上不足，本发明提出一种电池板监控系统的数据上传方法及该电池板监控系统，其解决的技术问题如下：1.如何减少冲突概率及冲突概率的计算；2.如何获得同步数据。
本发明的解决方案是：一种电池板监控系统的数据上传方法，采集光伏发电系统的每块电池板中每串光伏电池的参数信息，并调制为脉冲载波信号，再加载到该光伏发电系统的且与每块电池板串联的汇流母线上；光伏发电系统的且串联在汇流母线上的服务器接收到该脉冲载波信号后，通过解调获得电池板的参数信息，再把在设置时间差△T内全部上传的数据认为是有效数据，其他数据丢弃。
作为上述方案的进一步改进，当电池板监控系统不带接收功能时，电池板监控系统在系统符合上电条件后进行系统自检，自检成功以后进行发送条件的检测，符合发送条件情况下进行本发送周期内随机延时时间的计算；当电池板监控系统达到发送时间时，发送数据。
作为上述方案的进一步改进，当电池板监控系统带接收功能时，电池板监控系统在系统符合上电条件后进行系统自检，自检成功以后进行发送条件的检测，同时监听汇流母线上是否有数据发送，如果有的话则进行等待，否则等待汇流母线空闲时再进行数据发送。
作为上述方案的进一步改进，在发送周期内冲突概率k满足条件： 其中N为电池板的个数，TL为该脉冲载波信号的发送周期，T1为定时器最小步长，T2为该脉冲载波信号的发送时间长度。
作为上述方案的进一步改进，参数信息为电压、或电流、或温度。
本发明还提供一种电池板监控系统，光伏发电系统的每块电池板配置一个电池板监控系统，电池板监控系统包括若干个电压采集电路、控制器、发送电路；电池板中的每串光伏电池并联一个该电压采集电路，电压采集电路采集相应那一串的光伏电池的参数信息，并存储至控制器；发送电路将采集到的相应参数信息以协议规定的格式即脉冲载波信号形式发送至汇流母线。
作为上述方案的进一步改进，该电池板监控系统还包括接收电路，接收电路监听和接收汇流母线上的信号。
作为上述方案的进一步改进，该电池板监控系统还包括若干旁路二极管，每块电池板中每串光伏电池的两端并联有一个该旁路二极管。
作为上述方案的进一步改进，电池板监控系统设计成标准模块作为通用模块使用。
作为上述方案的进一步改进，电池板监控系统包括若干对参数信息采集接线端、PV+接线端、PV-接线端；发送电路的两端分别连接PV+接线端、PV-接线端；每个电压采集电路的两端分别连接一对参数信息采集接线端。
本发明在光伏发电系统的每块电池板中引入智能监控方法，通过数据随机发送减少冲突概率、通过数据的同步上传机制来保证数据的有效性，实现对电池板的实时监控及分析。
附图说明
图1为本发明电池板监控系统的结构整体示意图。
图2为带接收功能的电池板监控系统的结构示意图。
图3为不带接收功能的电池板监控系统的结构示意图。
图4为图1中电池板监控系统冲突概率计算示意图。
图5为图2中带接收功能的电池板监控系统的数据发送流程图。
图6为图2中带接收功能的电池板监控系统实现同步数据获取的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，光伏发电系统包括电池板阵列10、服务器900、逆变器20、汇流母线30。电池板阵列10、服务器900、逆变器20、汇流母线30串联成回路。由逆变器20将电池板100所发直流电转换为交流电，输入到电网。其中电池板阵列10可由多个电池板100串联而成。
电池板阵列10里的每块电池板100采用一个本发明的电池板监控系统200。电池板监控系统200将采集相应电池板100中的每串光伏电池101的参数信息，如电压、电流、温度等参数，将数据调制为脉冲信号加载到汇流母线30，同样串联在汇流母线30上的服务器900将接收到的脉冲信号解调后，即可获取每个电池板100的状态参数。
一块光伏电池板100一般由多个光伏电池101串/并联组成，为避免不正常工作光伏电池101影响到整个电池板100的输出，可在多个光伏电池101的两端并联有旁路二极管102。
请结合图2，电池板监控系统200可包括若干个电压采集电路300、控制器400、发送电路500、接收电路600。
电池板100中的每串光伏电池101并联一个该电压采集电路300，电压采集电路300采集相应那一串的光伏电池101的参数信息，并存储至控制器400。发送电路500将采集到的相应参数信息以协议规定的格式即脉冲载波信号形式发送至汇流母线30。接收电路600监听和接收汇流母线30上的信号。在其他实施例中，电池板监控系统200也可以不设置接收电路600，如图3所示。
电压采集300的作用是采集每串光伏电池101的电压并存储至控制器400；发送电路500的作用是将采集到的电压/电流/温度等信息以协议规定的格式发送至汇流母线；接收电路600的作用是监听和接收汇流母线上的信号。
如图4所示，控制器400在系统符合上电条件后进行系统自检，自检成功以后进行发送条件的检测，符合发送条件情况下进行本发送周期内随机延时时间的计算，当系统达到发送时间时，发送数据。发送周期TL可以通过载波接收电路由外接工装设置。
在发送周期内冲突概率满足条件:其中N为电池板个数，TL为发送周期，T1为定时器最小步长，T2为发送时间长度。以每串25个电池板为例，发送周期TL为1S，定时器最小步长为T1为1ms，发送时间长度T2为2ms，则经过计算，数据冲突的概率为1.2‰。
如图5所示为带接收电路600的电池板监控系统200发送流程图，当系统符合发送条件时首先进行汇流母线30监听，当母线空闲，即没有同串的其他电池板监控系统200进行发送时发送自身数据，并且与接收到的数据进行对比，当数据一致时，认为发送成功，否则重新发送；当母线繁忙，即汇流母线30上存在其他电池板监控系统200发送的数据时进行等待汇流母线30空闲。
图6所示为△T(5S)内上传数据情况，一串中组件个数(即光伏电池101)一共为20个，无色为成功上传，灰色为未成功上传，在第0秒，第3块数据未成功上传，其余19块成功上传；在第1秒，第2块未成功上传，其余19块成功上传；在第2秒，第4块和第20块未成功上传，其余18块成功上传；在第3秒，第1块未成功上传，其余19块成功上传；在第4秒，第20块未成功上传，其余19块成功上传。在服务器900接收到此串电池板监控系统200上传数据后，为获得可供数据分析的有效数据，取图中黑色部分数据，即0秒的1、2，4-20共19个数据加上1秒的第3块数据，一共20个数据作为有效数据，并加上时间戳，供数据分析使用。其中△T取值越小，数据实时性越好。
故，电池板监控系统200的功能为采集电池板100每串光伏电池101的电压\温度等参数，根据协议将其转换为一定的数据格式，由控制器400的定时器输出管脚控制开关电路将脉冲信号叠加到汇流母线30，服务器端900接收到上述脉冲序列后，将其解调，即可获得电池板100的电压\温度等参数信息。
电池板监控系统200可分为带接收电路600和不带接收电路600两种，其中不带接收电路600的电池板监控系统200在系统符合上电条件后进行系统自检，自检成功以后进行发送条件的检测，符合发送条件情况下进行本发送周期内随机延时时间的计算，当系统达到发送时间时，发送数据，经计算，其冲突概率可以保持在很低的水平。
带接收电路600的电池板监控系统200在系统符合上电条件后进行系统自检，自检成功以后进行发送条件的检测，同时需要监听汇流母线30上是否有数据发送，如果有的话则进行等待，等汇流母线30空闲时再进行数据发送，这样进一步降低冲突的可能性。
当服务器900接收到上传数据后，会把在△T内全部上传的数据认为是有效数据，其他数据丢弃；这样可以避免光照剧烈变化情况下因为数据上传时间不一致而造成的数据无效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池板监控系统的数据上传方法，其特征在于：采集光伏发电系统的每块电池板(100)中每串光伏电池(101)的参数信息，并调制为脉冲载波信号，再加载到该光伏发电系统的且与每块电池板(100)串联的汇流母线(30)上；光伏发电系统的且串联在汇流母线(30)上的服务器(900)接收到该脉冲载波信号后，通过解调获得电池板的参数信息，再把在设置时间差△T内全部上传的数据认为是有效数据，其他数据丢弃。
2.如权利要求1所述的电池板监控系统的数据上传方法，其特征在于：当电池板监控系统(200)不带接收功能时，电池板监控系统(200)在系统符合上电条件后进行系统自检，自检成功以后进行发送条件的检测，符合发送条件情况下进行本发送周期内随机延时时间的计算；当电池板监控系统(200)达到发送时间时，发送数据。
3.如权利要求1所述的电池板监控系统的数据上传方法，其特征在于：当电池板监控系统(200)带接收功能时，电池板监控系统(200)在系统符合上电条件后进行系统自检，自检成功以后进行发送条件的检测，同时监听汇流母线(30)上是否有数据发送，如果有的话则进行等待，否则等待汇流母线(30)空闲时再进行数据发送。
4.如权利要求1所述的电池板监控系统的数据上传方法，其特征在于：在发送周期内冲突概率k满足条件：其中N为电池板(100)的个数，TL为该脉冲载波信号的发送周期，T1为定时器最小步长，T2为该脉冲载波信号的发送时间长度。
5.如权利要求1所述的电池板监控系统的数据上传方法，其特征在于：参数信息为电压、或电流、或温度。
6.一种电池板监控系统，其特征在于：光伏发电系统的每块电池板(100)配置一个电池板监控系统(200)，电池板监控系统(200)包括若干个电压采集电路(300)、控制器(400)、发送电路(500)；电池板(100)中的每串光伏电池(101)并联一个该电压采集电路(300)，电压采集电路(300)采集相应那一串的光伏电池(101)的参数信息，并存储至控制器(400)；发送电路(500)将采集到的相应参数信息以协议规定的格式即脉冲载波信号形式发送至汇流母线(30)。
7.如权利要求6所述的电池板监控系统，其特征在于：该电池板监控系统还包括接收电路(600)，接收电路(600)监听和接收汇流母线(30)上的信号。
8.如权利要求6所述的电池板监控系统，其特征在于：该电池板监控系统还包括若干旁路二极管(102)，每块电池板(100)中每串光伏电池(101)的两端并联有一个该旁路二极管(102)。
9.如权利要求6所述的电池板监控系统，其特征在于：电池板监控系统(200)设计成标准模块作为通用模块使用。
10.如权利要求9所述的电池板监控系统，其特征在于：电池板监控系统(200)包括若干对参数信息采集接线端、PV+接线端、PV-接线端；发送电路(500)的两端分别连接PV+接线端、PV-接线端；每个电压采集电路(300)的两端分别连接一对参数信息采集接线端。
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