CN108988787A - 光伏组件检测设备、方法和光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种光伏组件检测设备、方法和光伏系统，包括监控装置、第一通信装置和处理器，监控装置通过第一通信装置连接处理器，监控装置用于连接光伏组件；监控装置用于采集光伏组件的发电参数信息并通过第一通信装置发送至处理器；处理器用于根据接收的光伏组件的发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较得到检测结果。监控装置可以实时监控光伏组件的发电参数信息，通过第一通信装置将发电参数信息发送至处理器，根据光伏组件的发电参数信息和预先整合的大数据拟合的发电参数标准数据进行比较得到检测结果可判断光伏组件是否正常工作，有效提高故障检测效率。
Description
技术领域
本申请涉及光伏发电监测技术领域，特别是涉及一种光伏组件检测设备、方法和光伏系统。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电因其清洁无污染，得到了快速发展，而一些比较重要的问题也突显出来：光伏组件在发电过程中，会因为组件故障、组件老化、积灰、阴影遮挡等问题，使光伏系统发电量显著降低，这时需要进行光伏系统及组件的故障检测。通常，测量组件相关故障信息的设备是V-I测试仪，测量时需要将组件连接的MC4连接端子断开，要一个一个进行组件测试，逐一排查问题所在位置，该过程比较费力，且效率低下。
发明内容
基于此，有必要针对传统的光伏组件故障检测效率低的问题，提供一种提高光伏组件故障检测效率的光伏组件检测设备、方法和光伏系统。
一种光伏组件检测设备，包括监控装置、第一通信装置和处理器，所述监控装置通过所述第一通信装置连接所述处理器，所述监控装置用于连接光伏组件；
所述监控装置用于采集光伏组件的发电参数信息并通过所述第一通信装置发送至所述处理器；
所述处理器用于根据接收的所述发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较得到检测结果。
一种光伏系统，包括光伏组件和上述所述的光伏组件检测设备。
一种光伏组件检测方法，所述方法包括：
接收发电参数信息；
根据所述发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较，得到检测结果。
上述光伏组件检测设备、方法和光伏系统，监控装置用于采集光伏组件的发电参数信息并通过第一通信装置发送至处理器；处理器用于根据接收的光伏组件的发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较得到检测结果。监控装置可以实时监控光伏组件的发电参数信息，通过第一通信装置将发电参数信息发送至处理器，根据光伏组件的发电参数信息和预先整合的大数据拟合的发电参数标准数据进行比较得到检测结果可判断光伏组件是否正常工作，有效提高故障检测效率。
附图说明
图1为一个实施例中光伏组件检测设备结构框图；
图2为一个实施例中光伏组件检测设备结构部分示意图；
图3为另一个实施例中光伏组件检测设备结构框图；
图4为另一个实施例中光伏组件检测设备结构部分示意图；
图5为又一个实施例中光伏组件检测设备结构框图；
图6为又一个实施例中光伏组件检测设备结构部分示意图；
图7为又一个实施例中光伏组件检测设备结构框图；
图8为又一个实施例中光伏组件检测设备结构部分示意图；
图9为又一个实施例中光伏组件检测设备结构部分示意图；
图10为又一个实施例中光伏组件检测设备结构部分示意图。
图11为一个实施例中光伏系统的结构框图；
图12为一个实施例中光伏组件检测方法流程图。
具体实施方式
在一个实施例中，如图1所示，一种光伏组件检测设备，包括监控装置110、第一通信装置120和处理器130，监控装置110通过第一通信装置120连接处理器130，监控装置110用于连接光伏组件；监控装置110用于采集光伏组件的发电参数信息并通过第一通信装置120发送至处理器130；处理器130用于根据接收的发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较得到检测结果。
具体地，常规光伏组件，主要包括内嵌的多块电池片、透明玻璃、EVA、背板(背板也可为玻璃)、电器盒和直流出线线缆等。光伏组件通过电池片接收的太阳光等光能进行光伏发电，所发的直流电通过线缆输送到逆变器逆变成交流电而进行负载的电能供应。在本实施例中，如图2所示，在常规光伏组件的边缘部分内嵌监控装置，可以理解，监控装置可以内嵌于光伏组件内部的其他位置，不局限于边缘位置，监控装置不局限于如图2中所示的矩形区域，可以用来监控光伏组件的发电参数信息即可。在本实施例中，发电参数信息包括光伏组件的温度、太阳的实时辐照强度、环境湿度、光伏组件的输出电流和输出电压等参数，处理器为云数据服务平台，云数据服务平台通过第一通信装置接收到光伏发电参数信息后，通过云端整合的大数据信息拟合得到的发电参数标准数据进行比较得到检测结果，判断光伏组件是否正常工作，判断过程如下：
将采集的(通过实验室或者室外长时间光伏系统所在地正常发电情况下观测数据)光伏组件的发电量数据、光伏组件温度、环境温度、光伏组件输出电压电流等参数上传到云端，所有数据与通过算法计算的发电量数据进行有机融合(拟合)，得到一系列实时跟踪的发电量等参数对照数据，参数对照数据的具体形式并不唯一，可以是表格或曲线等，在本实施例中，参数对照数据为参数对照曲线，该系列曲线即发电参数标准数据作为判断标准与实时接收的发电量等数据进行比较，有发电量-电压、发电量-电流、发电量-辐照强度、发电量-组件温度、组件温度-电流强度、组件温度-环境湿度-环境温度等多种二维和三维曲线数据对照。当其他输出参数如电流、电压、辐照量与对应发电量情况差距过大，或者组件温度异常，或者光照很强但接收辐照量太低等，即认为该组件有故障。
进一步地，该光伏组件检测设备不局限于光伏阵列的信息采集，可用于光伏路灯、光伏通信基站等数量众多的单个或少个组件串联的光伏系统。
上述光伏组件检测设备，监控装置用于采集光伏组件的发电参数信息并通过第一通信装置发送至处理器；处理器用于根据接收的光伏组件的发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较得到检测结果。监控装置可以实时监控光伏组件的发电参数信息，通过第一通信装置将发电参数信息发送至处理器，根据光伏组件的发电参数信息和预先整合的大数据拟合的发电参数标准数据进行比较得到检测结果可判断光伏组件是否正常工作，有效提高故障检测效率。
在一个实施例中，如图3所示，监控装置包括均连接第一通信装置的温度监控装置112、湿度监控装置114、电压电流监控装置116和太阳辐照量监控装置118，温度监控装置112、湿度监控装置114、电压电流监控装置116和太阳辐照量监控装置118用于连接光伏组件；温度监控装置112用于采集光伏组件的温度；湿度监控装置114用于采集光伏组件所在的环境温度；电压电流监控装置116用于采集光伏组件的输出电压和输出电流太阳辐照量监控装置118用于采集光照强度。
具体地，发电参数信息包括光伏组件的温度、太阳的实时辐照强度、环境湿度、光伏组件的输出电流和输出电压等参数，分别通过温度监控装置、湿度监控装置、电压电流监控装置和太阳辐照量监控装置监测获取以上参数，并通过第一通信装置发送以上参数至处理器。
在一个实施例中，第一通信装置为有线通信装置。
具体地，第一通信装置为有线通信装置或无线通信装置，优选地，在本实施例中，为有线通信装置。有线通信装置的具体形式并不唯一，可以为RS485、CAN总线等。如图4所示，光伏组件在发电过程中，可通过外接有线通信装置如RS485、CAN总线等通讯或控制线缆进行组串连接，有线通信装置的传输性能稳定，且可传输距离远。
在一个实施例中，如图5所示，光伏组件检测设备还包括第二通信装置140，监控装置的数量为两个或两个以上，其中一监控装置连接第一通信装置，并通过第二通信装置140与其他监控装置连接，对各监控装置发送的发电参数信息汇总后通过第一通信装置发送至处理器。
具体地，监控装置的数量为两个或两个以上，一监控装置对应连接一光伏组件，一监控装置对应一第二通信装置，通过第二通信装置将各对应光伏组件的发电参数信息发送至与第一通信装置连接的监控装置，通过该监控装置汇总收集发电参数信息，并通过第一通信装置集中反馈给处理器进行处理。进一步地，如监控装置为A、B、C、D四个，其中，C连接第一通信装置，A、B、C、D均连接第二通信装置，A、B、D通过第二通信装置将各自的发电参数信息发送至C，C汇总得到A、B、C、D的发电参数信息并通过第一通信装置发送至处理器。
在一个实施例中，第二通信装置为无线通信装置。具体地，第二通信装置为有线通信装置或无线通信装置，优选地，在本实施例中，为无线通信装置，如图6所示，无线通信装置的具体形式并不唯一，可以为蓝牙装置、WIFI装置、GPRS装置等，可以将无线通信装置内嵌于监控装置，无线通信可用于实现短距离数据的传输，成本低、适应性和拓展性好。
在一个实施例中，如图7所示，光伏组件检测设备还包括移动终端150，移动终端150连接处理器，处理器还用于将检测结果发送至移动终端150；移动终端150用于接收检测结果并显示。
具体地，检测结果中包括有每一光伏组件的是否正常运行信息，处理器在得到检测结果后，将检测结果发送至移动终端，移动终端接收到检测结果后定位显示出出现故障的光伏组件位置信息，以使工作人员及时解决光伏组件故障问题，使得光伏系统发电损失大大降低。
在一个实施例中，光伏组件检测设备还包括报警装置，报警装置连接移动终端；移动终端还用于根据检测结果发送报警信号至报警装置；报警装置用于根据接收的报警信号输出报警信息。
具体地，移动终端在接收到检测结果并显示的同时，发送报警信号至报警装置，报警装置可以为蜂鸣器、语音装置或LED灯等，报警装置根据接收的报警信号输出报警信息，以提醒工作人员及时解决光伏组件故障。
在一个实施例中，光伏组件检测设备还包括变流装置，变流装置连接处理器，变流装置用于连接光伏组件，处理器还用于根据发电参数信息发送电压调节控制信号至变流装置；变流装置用于根据接收的电压调节控制信号控制输出至光伏组件的电压。
具体地，通过采集的光伏组件发电参数信息经过云端AI装置即处理器对历史收集数据与采集的光伏组件发电参数信息进行比较分析得到分析结果，根据分析结果发送电压调节控制信号至变流装置，变流装置根据接收的电压调节控制信号调节MPP输出电压，使光伏系统能在最大功率点运行，以尽可能地提高光伏系统的发电量。
在一个实施例中，如图8、9所示，变流装置为逆变器。具体地，逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V，50Hz正弦波)的变压器。
在一个实施例中，光伏组件检测设备还包括输入输出功能插口，监控装置通过输入输出功能插口连接光伏组件。
具体地，监控装置通过输入输出功能插口接入光伏组件，在本实施例中，如图10所示，输入输出功能插口为USB，进一步地，也可通过USB等输入输出接口接入其他控制或监控装置，进行其他需求测试与实验，增加检测灵活性。
上述光伏组件检测设备，通过监控装置直接采集光伏组件发电参数信息，监测光照强度、环境温度、组件温度等环境参数下的发电情况，对发电异常情况光伏组件实现实时定位，精确定位，提高了工作效率，便于系统维护，使工作人员及时解决光伏组件故障问题，使得光伏系统发电损失大大降低；根据光伏组件的各个监测装置采集的发电参数信息，通过通信装置将信息传输给云数据平台，通过处理器的学习、记忆等功能对MPP电压实现反馈调节，实现最大效率发电。
在一个实施例中，如图11所示，一种光伏系统，包括光伏组件200和上述光伏组件检测设备100。
具体地，关于光伏系统的具体限定可以参见上文中对于光伏组件检测设备的限定，在此不再赘述。
上述光伏系统，监控装置可以实时监控光伏组件的发电参数信息，通过第一通信装置将发电参数信息发送至处理器，根据光伏组件的发电参数信息和预先整合的大数据拟合的发电参数标准数据进行比较得到检测结果可判断光伏组件是否正常工作，有效提高故障检测效率。
在一个实施例中，如图12所示，一种光伏组件检测方法，方法包括：
步骤S110：接收发电参数信息。
步骤S120：根据发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较，得到检测结果。
具体地，关于光伏组件检测方法的具体限定可参见对光伏组件检测设备的限定，在此不再赘述。
上述光伏组件检测方法，处理器接收发电参数信息，根据光伏组件的发电参数信息和预先整合的大数据拟合的发电参数标准数据进行比较得到检测结果可判断光伏组件是否正常工作，有效提高故障检测效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种光伏组件检测设备，其特征在于，包括监控装置、第一通信装置和处理器，所述监控装置通过所述第一通信装置连接所述处理器，所述监控装置用于连接光伏组件；
所述监控装置用于采集光伏组件的发电参数信息并通过所述第一通信装置发送至所述处理器；
所述处理器用于根据接收的所述发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较得到检测结果。
2.根据权利要求1所述的光伏组件检测设备，其特征在于，所述监控装置包括均连接所述第一通信装置的温度监控装置、湿度监控装置、电压电流监控装置和太阳辐照量监控装置，所述温度监控装置、所述湿度监控装置、所述电压电流监控装置和所述太阳辐照量监控装置用于连接所述光伏组件；
所述温度监控装置用于采集所述光伏组件的温度；
所述湿度监控装置用于采集所述光伏组件所在的环境温度；
所述电压电流监控装置用于采集所述光伏组件的输出电压和输出电流；
所述太阳辐照量监控装置用于采集光照强度。
3.根据权利要求1所述的光伏组件检测设备，其特征在于，所述第一通信装置为有线通信装置。
4.根据权利要求1所述的光伏组件检测设备，其特征在于，还包括第二通信装置，所述监控装置的数量为两个或两个以上，其中一所述监控装置连接所述第一通信装置，并通过所述第二通信装置与其他监控装置连接，对各监控装置发送的发电参数信息汇总后通过所述第一通信装置发送至所述处理器。
5.根据权利要求4所述的光伏组件检测设备，其特征在于，所述第二通信装置为无线通信装置。
6.根据权利要求1所述的光伏组件检测设备，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端连接所述处理器，
所述处理器还用于将所述检测结果发送至所述移动终端；
所述移动终端用于接收所述检测结果并显示。
7.根据权利要求1所述的光伏组件检测设备，其特征在于，还包括变流装置，所述变流装置连接所述处理器，所述变流装置用于连接所述光伏组件，
所述处理器还用于根据所述发电参数信息发送电压调节控制信号至所述变流装置；
所述变流装置用于根据接收的所述电压调节控制信号控制输出至所述光伏组件的电压。
8.根据权利要求1所述的光伏组件检测设备，其特征在于，还包括输入输出功能插口，所述监控装置通过所述输入输出功能插口连接所述光伏组件。
9.一种光伏系统，其特征在于，包括光伏组件和如权利要求1至8中任一项所述的光伏组件检测设备。
10.一种光伏组件检测方法，所述方法包括：
接收发电参数信息；
根据所述发电参数信息和预设的发电参数标准数据进行比较，得到检测结果。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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