CN107219800A

CN107219800A - 一种光伏组件监控产品自动配置系统及方法

Info

Publication number: CN107219800A
Application number: CN201710520226.8A
Authority: CN
Inventors: 周东; 王超; 陶思饱
Original assignee: Anhui Daheng Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Daheng Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2017-09-29

Abstract

本发明公开了一种光伏组件监控产品自动配置系统及方法，包括：程控电源、程控电子负载、光伏组件监控产品通讯设备(下简称通讯设备)、数字温度传感器、PC上位机、RFID扫码设备、RS485通讯线、电力线和待配置的光伏组件监控产品；只需一人操作，既省去流水线模式中大量人力资源，又大大提高单人工作模式的生产效率，还可以更加精准的配置光伏组件监控产品。

Description

一种光伏组件监控产品自动配置系统及方法

技术领域

本发明涉及光伏组件产品配置监控领域，尤其涉及的是一种光伏组件监控产品自动配置系统及方法。

背景技术

随着光伏产业的蓬勃发展，组件监控产品作为光伏电站运维中至关重要的一部分，其市场需量也在快速增长。

目前一个光伏组件监控产品出厂前必须经过序列号配置、电压校准、电流校准、温度校准等繁琐的过程，针对这几个流程，部分厂家采取每个流程都安排一个人员进行相关操作的方法，从而减少生产时间，提高生产效率；另外一些厂家则是采用安排一个人员来一步一步完成以上所有配置工作的方法，从而减少人力资源，降低生产成本。

但是，上述两种生产模式各自都存在缺点：要么浪费人力资源来提高效率，要么是减少人力资源，但是生产效率低下。

最初的光伏组件监控产品配置工作是由一个人来完成的，其中包括先配置产品序列号，再校准电压采样，然后校准电流采样，最后再校准温度采样，每个流程都必须得人力去控制相关设备，操作繁琐，耗时长，生产效率低。

随着市场对光伏组件监控产品需求增加，部分厂家采用流水线配置方法，即一个人负责配置序列号，一个人负责校准电压采样，一个人负责校准电流采样，一个人负载校准温度采样，从提高生产效率，但是随之带来的就是人力资源的增加，生产成本提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏组件监控产品快速自动配置系统及方法，针对现有生产模式的不足，本发明把传统的多个生产流程整合到一起，并由PC端控制整个配置系统自动运行。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种光伏组件监控产品自动配置系统，包括：电源模块、负载模块、光伏组件监控模块、通讯模块、温度传感模块、扫码模块、中央控制模块和待配置的光伏组件监控模块；

其中，所述电源模块引出两条电力线(正负两极)与光伏组件监控模块相连接，给其供电；

所述负载模块引出两条电力线(正负两极)与光伏组件监控模块相连接，测量其所受电压及实际经过的电流值；

所述温度传感器模块的探头与光伏组件监控模块的温度采样芯片贴近，用于同步采集光伏组件监控模块周围的温度；所述温度传感器模块支持上位机数据通信；

所述扫码模块与中央控制模块连接，将扫取的组件序列号上传至中央控制模块；

所述通讯模块通过无线通信，与光伏组件监控模块相匹配，用于中央控制模块与光伏组件监控模块数据传输，完成最终配置；

所述中央控制模块引出一条通讯总线分别与电源模块、负载模块、温度传感模块和通讯模块相连接，可同时控制各模块工作。

优选的，所述光伏组件监控模块，包括电压采样单元、电流采样单元、温度采样单元、FLASH、MCU；

其中，所述电压采样单元负责采集光伏组件电压，所述电流采样单元负责采集光伏组件电流，所述温度采样单元负责采集光伏组件温度，所述FLASH用于存储序列号，校准值等重要数据，所述MCU负责处理相关数据。

优选的，所述中央控制模块可以是个人PC、办公电脑或者工控机。

优选的，所述电源模块使用CV恒压源模式，并支持上位机调节电压输出。

优选的，所述负载模块为电子负载，或可控电阻箱；电子负载模块，采用CC恒流源模式，并支持上位机调节电流拉载。

针对一种光伏组件监控产品自动配置系统，通过中央控制模块控制，其中，光伏组件监控模块需在调试模式状态时，方可配置模块参数，其配置方法：

步骤一，通过调节电源模块输出各采样点所需的电压值，再通过负载模块读取各点实际电压值Vin1、Vin2…VinN，同时通过通讯模块读取光伏组件监控模块对应各点AD电压值Vad1、Vad2…VadN，若各采样点电压都采集完成；

步骤二，通过调节负载模块拉载各采样点所需电流值，再通过电源模块读取各点实际电流值Iin1、Iin2…IinN，同时通过通讯模块读取光伏组件监控模块各点AD电流值Iad1、Iad2…IadN，若各采样点电流都采集完成；

步骤三，通过温度传感模块采集光伏组件监控模块中温度传感芯片周围实际温度Tin，同时通过通讯模块读取光伏组件监控模块AD温度值Tad；

步骤四，计算出电压的校准值Kvcc和Dvcc；

步骤五，计算出电流的校准值Kcurr和Dcurr；

步骤六，计算出温度的校准值Dt；

步骤七，扫码获取组件的模块序列号；

步骤八，将模块序列号、电压校准值、电流校准值和温度校准值整合打包，并通过通讯模块发送给光伏组件监控模块；

步骤九，将光伏组件监控模块设为工作模式，将电源模块输出电压调至Vn1，将电子负载模块电流拉载调至In1；读取此时光伏组件监控模块电压Vn2电流In2；

步骤十，判断Vn1、Vn2和In1、In2的偏差值，是否符合±d％的出厂要求，符合则显示通过，否则请求重新校准。

优选的，所述步骤四，计算出电压的校准值Kvcc和Dvcc；

具体的计算校准值分为三种方法：

其中，第一种，光伏组件监控模块计算电压值的公式为：

Vin＝Kvcc*Vad+Dvcc(Ⅰ)

把Vin1、Vad1、VinN、VadN带入公式(Ⅰ)得：

通过上公式求出Kvcc1和Dvcc1；

第二种，通过上述公式(Ⅰ)同理把Vin(N-1)、Vad(N-1)、VinN、VadN分别带入公式可以分别求得电压的校准值Kvcc1、Kvcc2…Kvcc(N-1)和Dvcc1、Dvcc2…Dvcc(N-1)；再通过：

求得多次校准值的平均值Kvcc和Dvcc；

第三种，具体的：通过上述公式(Ⅰ)同理把Vin(N-1)、Vad(N-1)、VinN、VadN分别带入公式求得电压的校准值Kvcc1、Kvcc2…Kvcc(N-1)和Dvcc1、Dvcc2…Dvcc(N-1)，再采用分段校准法将这些数据都发送给光伏组件监控模块，光伏组件监控模块在电压采样时，不同的AD电压段，使用与其对应的校准值KvccN和DvccN，分段越细，校准后的偏差值就越低。

优选的，所述步骤四，计算出电压的校准值Kvcc和Dvcc；采用第三种计算校准值方法。

优选的，所述步骤五，步骤五，计算出电流的校准值Kcurr和Dcurr；采用同电压计算校准相同算法方式的第三种方法；

光伏组件监控模块计算电流值的公式为：

Iin＝Kcurr*Iad+Dcurr

把Iin1、Iad1、Iin2、Iad2带入公式得：

通过上公式可以求出Kcurr1和Dcurr1，同理把Iin(N-1)、Iad(N-1)、IinN、IadN分别带入公式可以分别求得电流的校准值Kcurr1、Kcurr2…Kcurr(N-1)和Dcurr1、Dcurr2…Dcurr(N-1)，再采用分段校准法将这些数据都发送给光伏组件监控模块，光伏组件监控模块在电流采样时，不同的AD电流段，使用与其对应的校准值KcurrN和DcurrN，分段越细，校准后的偏差值就越低。

优选的，所述步骤六，计算出温度的校准值Dt；

其中，具体的光伏组件监控模块计算温度值的公式为：

Tin＝Tad+Dt。

本发明提供的光伏组件监控产品自动配置系统及方法，只要一个工作人员，就可以高效，准确的完成光伏组件监控产品出厂配置，解决了传统生产模式要么浪费人力资源来提高效率，要么是减少人力资源，但是生产效率低下的两难问题。

本发明相比现有技术具有以下优点：

(1)一种光伏组件监控模块自动配置系统及方法，只需一人操作，既省去了流水线模式中人力资源，又大大提高了单人工作模式的生产效率；

(2)工业自动化校准，精确度高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种光伏组件监控产品自动配置系统的系统示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光伏组件监控产品自动配置系统配置方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种光伏组件监控产品自动配置系统的光伏组件监控产品的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种光伏组件监控产品自动配置系统的光伏组件监控产品中电压采样电路示意图；

图5为本发明实施例提供的一种光伏组件监控产品自动配置系统的光伏组件监控产品中电流采样电路示意图；

图6为本发明中光伏组件监控产品中温度采样电路示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参考图1，本发明实施例提供的一种光伏组件监控产品自动配置系统，包括：程控电源、程控电子负载、光伏组件监控产品通讯设备(下简称通讯设备)、数字温度传感器、PC上位机、RFID扫码设备、RS485通讯线、电力线和待配置的光伏组件监控产品。

上述程控电源引出两条电力线(正负两极)与光伏组件监控产品相连接，给其供电。程控电源默认选择CV恒压源模式，并且PC上位机可以根据RS485通讯协议任意调节电压输出值。

上述程控电子负载引出两条电力线(正负两极)与光伏组件监控产品相连接，测量其所受电压及实际经过的电流值。程控电子负载默认选择CC恒流源模式，并且PC上位机可以根据RS485通讯协议任意调节拉载电流值。

上述数字温度传感器的探头与光伏组件监控产品的温度采样芯片贴近，用于同步采集光伏组件监控产品周围的温度。数字温度传感器支持PC上位机根据通讯协议读取温度数据。

上述RFID扫码设备与PC上位机连接，将扫取的组件序列号上传至PC上位机。

上述通讯设备通过zigbee无线通信，与光伏组件监控产品组成网络，用于PC上位机与光伏组件监控产品数据传输，完成最终配置。

上述待配置的光伏组件监控产品其电压采样电路参照附图4；电流采样电路参照附图5；温度采样电路参照附图6；

上述PC上位机引出一条RS485通讯总线分别与程控电源、程控电子负载、数字温度传感器和通讯设备相连接，可同时控制各设备工作。

PC上位机的工作方法详见附图2，开始先把光伏组件监控产品设为调试模式，然后第一步通过调节程控电源输出各采样点所需的电压值，再通过程控电子负载读取各点实际电压值10V、20V…50V，同时通过通讯设备读取光伏组件监控产品对应各点AD电压值Vad1、Vad2…Vad5，若各采样点电压都采集完成；

则进行第二步，通过调节程控电子负载拉载各采样点所需电流值，再通过程控电源读取各点实际电流值1A、2A…10A，同时通过通讯设备读取光伏组件监控产品各点AD电流值Iad1、Iad2…Iad10，若各采样点电流都采集完成；

则进行第三步，通过数字温度传感器采集光伏组件监控产品中温度传感芯片周围实际温度Tin，同时通过通讯设备读取光伏组件监控产品AD温度值Tad；

第四步，计算出电压的校准值Kvcc和Dvcc。具体的采用第三种分段校准方法，光伏组件监控产品计算电压值的公式为：

Vin＝Kvcc*Vad+Dvcc

把①10V、Vad1、20V、Vad2带入公式得：

通过上公式可以求出Kvcc1和Dvcc1。同理把②20V、Vad2，30V、Vad3；③30V、Vad3，40V、Vad4；④40V、Vad4，50V、Vad5；分别带入公式可以分别求得电压的校准值Kvcc1、Kvcc2…Kvcc4和Dvcc1、Dvcc2…Dvcc4；

第五步，计算出电流的校准值Kcurr和Dcurr。具体的采用分段校准方法，光伏组件监控产品计算电流值的公式为：

Iin＝Kcurr*Iad+Dcurr

把①1A、Iad1、2A、Iad2带入公式得：

通过上公式可以求出Kcurr1和Dcurr1。同理把②2A、Iad2，3A、Iad3；③3A、Iad3，4A、Iad4；④4A、Iad4，5A、Iad5；⑤5A、Iad5，6A、Iad6；⑥6A、Iad6，7A、Iad7；⑦7A、Iad7，8A、Iad8；⑧8A、Iad8，9A、Iad9；⑨9A、Iad9，10A、Iad10；分别带入公式可以分别求得电流的校准值Kcurr1、Kcurr2…Kcurr9和Dcurr1、Dcurr2…Dcurr9；

第六步，计算出温度的校准值Dt。具体的光伏组件监控产品计算温度值的公式为：

Tin＝Tad+Dt

第七步，通过RFID扫码获取组件的产品序列号；

第八步，将产品序列号、电压校准值、电流校准值和温度校准值整合打包，并通过通讯设备发送给光伏组件监控产品。

第九步，将光伏组件监控产品设为工作模式，将程控电源输出电压调至30V，将程控电子负载电流拉载调至5A；读取此时光伏组件监控产品电压Vn电流In。

第十步，判断30V、Vn和5A、In的偏差值，是否符合±1％的出厂要求，符合则显示通过，否则请求重新校准。

可见本发明的一种光伏组件监控产品自动配置系统及方法，只需一人操作，既省去流水线模式中大量人力资源，又大大提高单人工作模式的生产效率，还可以更加精准的配置光伏组件监控产品。

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

1.一种光伏组件监控产品自动配置系统，其特征在于，包括：电源模块、负载模块、光伏组件监控模块、通讯模块、温度传感模块、扫码模块、中央控制模块和待配置的光伏组件监控模块；

2.根据权利要求1所述的一种光伏组件监控产品自动配置系统，其特征在于，所述光伏组件监控模块，包括电压采样单元、电流采样单元、温度采样单元、FLASH、MCU；

3.根据权利要求1所述的一种光伏组件监控产品自动配置系统，其特征在于，所述中央控制模块可以是个人PC、办公电脑或者工控机。

4.根据权利要求1所述的一种光伏组件监控产品自动配置系统，其特征在于，所述电源模块使用CV恒压源模式，并支持上位机调节电压输出。

5.根据权利要求1所述的一种光伏组件监控产品自动配置系统，其特征在于，所述负载模块为电子负载，或可控电阻箱；电子负载模块，采用CC恒流源模式，并支持上位机调节电流拉载。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种光伏组件监控产品自动配置系统，其特征在于，针对一种光伏组件监控产品自动配置系统，通过中央控制模块控制，其中，光伏组件监控模块需在调试模式状态时，方可配置模块参数，其监控方法：

步骤四，计算出电压的校准值Kvcc和Dvcc；

步骤五，计算出电流的校准值Kcurr和Dcurr；

步骤六，计算出温度的校准值Dt；

步骤七，扫码获取组件的模块序列号；

7.根据权利要求6所述的一种光伏组件监控产品自动配置方法，其特征在于，所述步骤四，计算出电压的校准值Kvcc和Dvcc；

具体的计算校准值分为三种方法：

其中，第一种，光伏组件监控模块计算电压值的公式为：

Vin＝Kvcc*Vad+Dvcc (Ⅰ)

把Vin1、Vad1、VinN、VadN带入公式(Ⅰ)得：

通过上公式求出Kvcc1和Dvcc1；

求得多次校准值的平均值Kvcc和Dvcc；

8.根据权利要求7所述的一种光伏组件监控产品自动配置方法，其特征在于，所述步骤四，计算出电压的校准值Kvcc和Dvcc；采用第三种计算校准值方法。

9.根据权利要求6或7任一所述的一种光伏组件监控产品自动配置方法，其特征在于，所述步骤五，步骤五，计算出电流的校准值Kcurr和Dcurr；采用同电压计算校准相同算法方式的第三种方法；

光伏组件监控模块计算电流值的公式为：

Iin＝Kcurr*Iad+Dcurr

把Iin1、Iad1、Iin2、Iad2带入公式得：

<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mi>I</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mn>1</mn> <mo>=</mo> <mi>K</mi> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>r</mi> <mn>1</mn> <mo>*</mo> <mi>I</mi> <mi>a</mi> <mi>d</mi> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>D</mi> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>r</mi> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mi>I</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mn>2</mn> <mo>=</mo> <mi>K</mi> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>r</mi> <mn>1</mn> <mo>*</mo> <mi>I</mi> <mi>a</mi> <mi>d</mi> <mn>2</mn> <mo>+</mo> <mi>D</mi> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> <mi>r</mi> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> 2

10.根据权利要求6所述的一种光伏组件监控产品自动配置方法，其特征在于，所述步骤六，计算出温度的校准值Dt；

其中，具体的光伏组件监控模块计算温度值的公式为：

Tin＝Tad+Dt。