CN108832892A - 基于抗pid效应的光伏组件的iv测量方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法和装置，装置包括：环境数据采集装置(1)、IV测量装置(2)、功率优化器(3)、可编程控制器(4)、通道切换装置(5)。可编程控制器(4)用于根据预存的测试要求和所述环境数据生成IV测量控制指令；通道切换装置(5)用于接收所述可编程控制器(4)输出的IV测量控制指令，并基于所述IV测量控制指令控制所述IV测量装置(2)与待测量的光伏组件(8)的连通或断开。本发明能够适用于新的测量标准IEC61215中要求，本发明能够采集光伏组件(8)周围的环境数据，该环境数据是与抗PID效应相关的数据，并根据环境数据自动控制对多个光伏组件(8)进行逐个测量。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池板的抗PID效应技术领域，尤其涉及基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法和装置。
背景技术
随着科技不断发展，对能源需求增大，能源枯竭日益凸显，新能源成为全球研究热点。光伏发电凭借无环境污染，取之不尽用之不竭，成为最受欢迎的绿色能源。
由于PID效应、材料老化、阴影遮挡、盐雾腐蚀、灰尘遮盖、积雪重压等因素影响，光伏组件的光电转换效率会出现不同程度的衰减，从而造成光伏发电系统发电量的降低，严重时会损坏整个太阳能发电系统。因此，要保证太阳能发电系统长期的高效、安全运行，需要实现对光伏组件的环境因素、IV特性、效率衰减等问题的快速发现和诊断。
现有技术中的IV测量装置，是基于旧的测量标准IEC60904-1而设计的装置。标准更新之后，新的测量标准IEC61215中相对于旧的测量标准要求光伏组件需先进行一定的光照老化之后再进行IV测量。即使是对单个的光伏组件进行IV测量，也需要有光照老化之后的要求。
现有技术中的IV测量装置，只能逐一对太能能电池组件进行测试，并且需要人工对组件进行断路和连接，无法实现智能测试。因此，按照新标准进行测量时，如果是针对单个组件，则需要先进行光老化，再进行IV的测量。但是如果需要大批量的测量组件，则现有的单通道的测量装置效率较低。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法和装置。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法，包括以下步骤：获取并存储采集光伏组件周围的环境数据；根据预存的测试要求和所述环境数据生成IV测量控制指令；所述IV测量控制指令用于控制IV测量装置与待测量的光伏组件的连通或断开；获取基于测量到的光伏组件的IV特性数据；基于所述IV特性数据生成IV曲线。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法，所述环境数据包括：太阳辐照数据、气温数据、光伏组件背板的温度数据、湿度数据、气压数据、风速数据中的一种或多种；其中，太阳辐照数据包括紫外辐照数据。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法，在所述基于所述IV数据生成IV曲线的步骤之后，还包括以下步骤：基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件在不同太阳辐照度条件下的IV曲线；基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件在不同紫外太阳辐照度条件下的IV曲线；基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件在不同气温条件下的IV曲线；基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件在不同湿度条件下的IV曲线；基于所述太阳辐照数据、气温数据、光伏组件背板的温度数据和IV特性数据，生成不同组件在相同户外环境条件下的IV曲线对比报表。。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，包括：环境数据采集装置，用于采集光伏组件周围的环境数据；IV测量装置，用于测量与其电连接的光伏组件的IV特性；功率优化器，用于使得与其电连接的光伏组件的处于最大功率；可编程控制器，所述可编程控制器包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时实现根据预存的测试要求和所述环境数据生成IV测量控制指令；多个通道切换装置，每个通道切换装置对应一个待测量的光伏组件，且每个通道切换装置与所述可编程控制器通信连接，所述通道切换装置用于接收所述可编程控制器输出的IV测量控制指令，并基于所述IV测量控制指令控制所述IV测量装置与待测量的光伏组件的连通或断开；负载逆变器，通过通道切换装置与所述功率优化器电连接，用于实现直流转交流；上位机，所述上位机包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时实现以下步骤：获取基于测量到的光伏组件的IV特性数据；基于所述IV特性数据生成IV曲线。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，所述环境数据采集装置包括：设置在光伏组件附近的辐射变送器；所述辐射变送器与可编程控制器通信连接，用于采集光伏组件附近的太阳辐照数据，并将采集的辐射数据发送至可编程控制器。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，所述环境数据采集装置还包括：设置在光伏组件附近的气温变送器；所述气温变送器与可编程控制器通信连接，用于采集光伏组件附近的气温数据，将采集到的气温数据发送至可编程控制器。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，所述环境数据采集装置还包括：设置在光伏组件的背板上的组件背板温度变送器；所述组件背板温度变送器与可编程控制器通信连接，用于采集光伏组件背板的温度数据，将采集到的背板的温度数据发送至可编程控制器。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，所述环境数据采集装置还包括：设置在光伏组件附近的湿度变送器；所述湿度变送器与可编程控制器通信连接，用于采集光伏组件附近的湿度数据，将采集到的湿度数据发送至可编程控制器。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，所述环境数据采集装置还包括：设置在光伏组件附近的紫外辐照变送器；所述紫外辐照变送器与可编程控制器通信连接，用于采集光伏组件附近的紫外辐照数据，将采集到的紫外辐照数据发送至可编程控制器。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，所述环境数据采集装置还包括：设置在光伏组件附近的气压变送器；所述气压变送器与可编程控制器通信连接，用于采集光伏组件附近的气压数据，将采集到的气压数据发送至可编程控制器。
进一步，所述的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，所述通道切换装置包括：切换触点和切换线圈。
根据本发明的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法的步骤。
根据本发明的又一方面，提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法的步骤。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本发明能够适用于新的测量标准IEC61215中要求光伏组件需先进行一定的光照老化之后再进行IV测量，本发明能够采用光伏组件周围的环境数据，并根据环境数据自动控制对多个光伏组件进行逐个测量。
附图说明
图1是本发明提供的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法的步骤流程图；
图2是本发明提供的基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置的部件连接关系示意图；
图3是图2中可编程控制器的硬件结构示意图；
附图标记：
1、环境数据采集装置，11、辐射变送器，12、气温变送器，13、背板温度变送器，2、IV测量装置，3、功率优化器，4、可编程控制器，5、通道切换装置，6、负载逆变器，7、上位机，8、光伏组件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明提供的基于抗PID效应的光伏组件8的IV测量方法的步骤流程图。
如图1所示，在本实施例中，基于抗PID效应的光伏组件8的IV测量方法包括以下步骤S1-S5：
S1，获取并存储采集光伏组件8周围的环境数据。
其中，所述环境数据包括：太阳辐照数据、气温数据、光伏组件8背板的温度数据、湿度数据、气压数据、风速数据中的一种或多种；其中，太阳辐照数据包括紫外辐照数据。。
S2，根据预存的测试要求和所述环境数据生成IV测量控制指令。
其中，IV中的I指的是电流，IV中的V指的是电压。
S3，所述IV测量控制指令用于控制IV测量装置2与待测量的光伏组件8的连通或断开；
S4，获取基于测量到的光伏组件8的IV特性数据；
S5，基于所述IV特性数据生成IV曲线。
进一步，在本法的另一个实施例中，在所述基于所述IV数据生成IV曲线的步骤之后，还包括以下步骤：
S6，基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件8在不同太阳辐照度条件下的IV曲线；
S7，基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件8在不同紫外太阳辐照度条件下的IV曲线；
S8，基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件8在不同气温条件下的IV曲线；
S9，基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件8在不同湿度条件下的IV曲线；
S10，基于所述太阳辐照数据、气温数据、光伏组件8背板的温度数据和IV特性数据，生成不同组件在相同户外环境条件下的IV曲线对比报表。
需要说明的是，上述步骤S6、S7、S8、S9、S10的执行没有先后顺序，三者可以依次执行，还可以同时执行或交叉执行。
图2是本发明提供的基于抗PID效应的光伏组件8的IV测量装置2的部件连接关系示意图。
如图2所示，在本实施例中，基于抗PID效应的光伏组件8的IV测量装置2，包括：环境数据采集装置1、IV测量装置2、功率优化器3、可编程控制器4、多个通道切换装置5、负载逆变器6和上位机7。
环境数据采集装置1，用于采集光伏组件8周围的环境数据；
IV测量装置2，用于测量与其电连接的光伏组件8的IV特性；
功率优化器3，用于使得与其电连接的光伏组件8的处于最大功率；
可编程控制器4，所述可编程控制器4包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时实现根据预存的测试要求和所述环境数据生成IV测量控制指令；
多个通道切换装置5，每个通道切换装置5对应一个待测量的光伏组件8，且每个通道切换装置5与所述可编程控制器4通信连接，所述通道切换装置5用于接收所述可编程控制器4输出的IV测量控制指令，并基于所述IV测量控制指令控制所述IV测量装置2与待测量的光伏组件8的连通或断开；
负载逆变器6，通过通道切换装置5与所述功率优化器3电连接，用于实现直流转交流；
上位机7，所述上位机7包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时实现以下步骤：获取基于测量到的光伏组件8的IV特性数据；基于所述IV特性数据生成IV曲线。
在另一个实施例中，所述环境数据采集装置1包括：设置在光伏组件8附近的辐射变送器11；所述辐射变送器11与可编程控制器4通信连接，用于采集光伏组件8附近的太阳辐照数据，并将采集的辐射数据发送至可编程控制器4。
在另一个实施例中，所述环境数据采集装置1还包括：设置在光伏组件8附近的气温变送器12；所述气温变送器12与可编程控制器4通信连接，用于采集光伏组件8附近的气温数据，将采集到的气温数据发送至可编程控制器4。
在另一个实施例中，所述环境数据采集装置1还包括：设置在光伏组件8的背板上的组件背板温度变送器13；所述组件背板温度变送器13与可编程控制器4通信连接，用于采集光伏组件8背板的温度数据，将采集到的背板的温度数据发送至可编程控制器4。
在另一个实施例中，所述环境数据采集装置1还包括：设置在光伏组件8附近的湿度变送器；所述湿度变送器与可编程控制器4通信连接，用于采集光伏组件8附近的湿度数据，将采集到的湿度数据发送至可编程控制器4。
在另一个实施例中，所述环境数据采集装置1还包括：设置在光伏组件8附近的紫外辐照变送器；所述紫外辐照变送器与可编程控制器4通信连接，用于采集光伏组件8附近的紫外辐照数据，将采集到的紫外辐照数据发送至可编程控制器4。
在另一个实施例中，所述环境数据采集装置1还包括：设置在光伏组件8附近的气压变送器；所述气压变送器与可编程控制器4通信连接，用于采集光伏组件8附近的气压数据，将采集到的气压数据发送至可编程控制器4。
在另一个实施例中，所述通道切换装置5包括：切换触点和切换线圈。
图3是图2中可编程控制器4的硬件结构示意图。
如图3所示，可编程控制器4包括：一个或多个处理器以及存储器，图3中以一个处理器为例。可编程控制器4还可以包括：输入装置和输出装置。
处理器、存储器、输入装置和输出装置可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接的方式为例。
本领域技术人员可以理解，图3中示出的电子设备的结构并不构成对本发明实施例的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
处理器可以由集成电路(IntegratedCircuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器可以仅包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)，也可以是CPU、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，简称DSP)、图形处理器(GraphicProcessingUnit，简称GPU)及各种控制芯片的组合。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机课执行程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的非暂态软件程序以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述基于抗PID效应的光伏组件8的IV测量方法实施例的处理方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；在本发明实施例中，操作系统可以是Android系统、iOS系统或Windows操作系统等等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或者其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器。上述网络的实施例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置可接收输入的数字或字符信息，以及产生与列表操作的处理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输入装置可以包括触摸屏、键盘、鼠标等，也可以包括有线接口、无线接口等。输出装置可包括显示屏、扬声器等设备，也可以包括有线接口、无线接口等。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种基于抗PID效应的光伏组件的IV测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取并存储采集光伏组件(8)周围的环境数据；
根据预存的测试要求和所述环境数据生成IV测量控制指令；所述IV测量控制指令用于控制IV测量装置(2)与待测量的光伏组件(8)的连通或断开；
获取基于测量到的光伏组件(8)的IV特性数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述环境数据包括：太阳辐照数据、气温数据、光伏组件(8)背板的温度数据、湿度数据、气压数据、风速数据中的一种或多种；
其中，太阳辐照数据包括紫外辐照数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于所述IV数据生成IV曲线的步骤之后，还包括以下步骤：
基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件(8)在不同太阳辐照度条件下的IV曲线；
基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件(8)在不同紫外太阳辐照度条件下的IV曲线；
基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件(8)在不同气温条件下的IV曲线；
基于所述太阳辐照数据和IV特性数据，生成单个的光伏组件(8)在不同湿度条件下的IV曲线；
基于所述太阳辐照数据、气温数据、光伏组件(8)背板的温度数据和IV特性数据，生成不同组件在相同户外环境条件下的IV曲线对比报表。
4.一种基于抗PID效应的光伏组件的IV测量装置，其特征在于，包括：
环境数据采集装置(1)，用于采集光伏组件(8)周围的环境数据；
IV测量装置(2)，用于测量与其电连接的光伏组件(8)的IV特性；
功率优化器(3)，用于使得与其电连接的光伏组件(8)的处于最大功率；
可编程控制器(4)，所述可编程控制器(4)包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时实现根据预存的测试要求和所述环境数据生成IV测量控制指令；
多个通道切换装置(5)，每个通道切换装置(5)对应一个待测量的光伏组件(8)，且每个通道切换装置(5)与所述可编程控制器(4)通信连接，所述通道切换装置(5)用于接收所述可编程控制器(4)输出的IV测量控制指令，并基于所述IV测量控制指令控制所述IV测量装置(2)与待测量的光伏组件(8)的连通或断开。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述环境数据采集装置(1)包括：设置在光伏组件(8)附近的辐射变送器(11)；
所述辐射变送器(11)与可编程控制器(4)通信连接，用于采集光伏组件(8)附近的太阳辐照数据，并将采集的辐射数据发送至可编程控制器(4)。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述环境数据采集装置(1)还包括：设置在光伏组件(8)附近的气温变送器(12)；
所述气温变送器(12)与可编程控制器(4)通信连接，用于采集光伏组件(8)附近的气温数据，将采集到的气温数据发送至可编程控制器(4)。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述环境数据采集装置(1)还包括：设置在光伏组件(8)的背板上的组件背板温度变送器(13)；
所述组件背板温度变送器(13)与可编程控制器(4)通信连接，用于采集光伏组件(8)背板的温度数据，将采集到的背板的温度数据发送至可编程控制器(4)。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述环境数据采集装置(1)还包括：设置在光伏组件(8)附近的湿度变送器；
所述湿度变送器与可编程控制器(4)通信连接，用于采集光伏组件(8)附近的湿度数据，将采集到的湿度数据发送至可编程控制器(4)。
9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述环境数据采集装置(1)还包括：设置在光伏组件(8)附近的紫外辐照变送器；
所述紫外辐照变送器与可编程控制器(4)通信连接，用于采集光伏组件(8)附近的紫外辐照数据，将采集到的紫外辐照数据发送至可编程控制器(4)。
10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述通道切换装置(5)包括：切换触点和切换线圈。
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