CN109428628B

CN109428628B - 传送光伏组件实时数据和历史数据的方法

Info

Publication number: CN109428628B
Application number: CN201710785378.0A
Authority: CN
Inventors: 张永
Original assignee: Fonrich Shanghai New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Fonrich Shanghai New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2037-09-04
Also published as: CN109428628A

Abstract

本发明主要涉及到一种传送光伏组件实时数据和历史数据的方法，核心方案是利用采集端的第一数据处理器采集与之配对的一个光伏组件的目标数据，利用数据接收端配置的第二数据处理器和一系列不同的光伏组件各自所配置的第一数据处理器建立通信。目标数据在时间戳中的实时性标记符号有实时态或历史态，表征目标数据在时间点上的唯一性和追溯性。第一数据处理器每隔一个发送周期即向第二数据处理器发送一次时间戳中实时标记符号为实时态的实时数据，第一数据处理器在与其配对的光伏组件符合许可条件时才向第二数据处理器发送时间戳中实时性标记符号为历史态的历史数据。

Description

传送光伏组件实时数据和历史数据的方法

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电领域，确切地说，涉及到在光伏组件中使用不同时段收发数据的方案，光伏组件的附属设备利用电力载波向数据收集端发送数据，确保整个光伏组件在不影响自身发电的基础上实现数据的实时监控和历史记录。

背景技术

光伏发电因为其可持续性发展和无污染的特性得到了越来越广泛的应用。光伏发电技术的核心是光伏电池板，分布式电站的电池数量相对集中式电站要少，大型集中式的电站因为它们采用的电池板阵列的数量极其庞大，其他的电力设备需要频繁的与电池板进行信息交互以此来采集数据，藉此实现电池的监控，考虑到电池板庞大的数量，必须建立一套合理的通讯机制，通过这种通讯机制能够从电池板撷取电池板的参数数据，减轻采集数据的压力和避免数据采集的通信过程对电池板发电造成负面的影响。数据传输系统是各种智能化控制系统的重要组成部分，有线的数据传送方式有：并行、串行、CAN总线和其他各种协议等，在有线数据传输方式当中数据的传输载体是双绞线、同轴电缆或光纤。采用单片机或类似的微处理器的监测系统中，很多需求数据传输场合的数据采集装置是安装在周遭环境恶劣的环境下，例如业界的集中式的光伏电站很多直接建立在荒芜或宽广的山区或水域或荒漠地带。数据采集装置与电力电子装置之间的地理位置较为遥远，必须考虑光伏电站电池板阵列的数量惊人，需要解决通信问题，采用有线传输方式显然不合适。无线数据传输，相比于传统的有线数据传输，无线数据的传输方式可以不用考虑传输线缆的安装问题，从而可以节省大量电线电缆和人工付出，显著降低施工难度和成本。无线通信的弊端也非常明显，主要是传输距离过短以及容易受到频段干扰是最大的劣势。

光伏电池的电学特性受到周边温度、阳光辐射强度的影响而发生较大的变化，在现今的光伏发电系统中，为了使整个发电系统更安全可靠的运行，必须要能够及时发现各种潜在的威胁，譬如阴影遮挡造成的热斑效应就是典型的负面威胁，其可能会让某些电池从电源转换成负载而引起电池板发热至起火烧毁，也即监控光伏电池的电压、电流、功率及温度等工作参数是光伏发电系统中很重要的一个环节。光伏电池的工作参数监控在实际的应用场合更多的是采用了电力线载波作为通讯手段，依靠电力载波很容易就能将光伏电池的参数作为通信数据传递到光伏电池提供光伏电压的电力线上，再从电力线上进行载波信号的解码即可撷取光伏电池的实时参数。电力线不同于普通的数据通信线路，其初衷是为了进行电能而并非是数据的传输，对于数据通信而言，其信道并不理想，是一个非常不稳定的传输信道，这具体表现为噪声显著且信号衰减严重。为克服不稳定的问题，电力线宽带载波技术采用了扩频、正交频分复用等调制技术，而事实证明，多载波正交频分复用是目前为止解决在电力线上传输干扰问题的一种有效方法，电力线宽带通信采用正交频分复用技术能有效的抵抗多径干扰，使受干扰的信号仍能可靠接收。采样类似这样的手段来提高信号的可靠性仅仅是一方面，但在光伏电池和载波同时应用的场合，由于光伏电池自身的电压水准受到周遭环境温度、光辐射强度的影响会发生大幅度的变化，所以在电力线上的载波信号自身传播的畸变再加上电池这种输出特性容易波动的特征混合在一起，导致接收端期望撷取的真实载波信号并不精准、误码率高，而且光伏电池串组叠加的电压也受到载波干扰导致整个串组上的实际电压可能并不在预期的范围内。本申请在下文中将考虑利用载波信号传输光伏电池的电压、电流、功率及温度、环境因素等目标工作参数。

发明内容

在一个非限制性的可选实施例中，本申请披露了一种传送光伏组件实时数据和历史数据的方法，其中，主要包括：

利用一个第一数据处理器采集与之配对的一个光伏组件的目标数据；

第一数据处理器每隔一个预设的采集周期采集一次目标数据；

第一数据处理器还将目标数据均以时间戳标记；

利用第二数据处理器和一系列不同的光伏组件各自所配置的多个第一数据处理器建立通信（第二数据处理器可以配置在数据接收端）；

任意一个目标数据在时间戳中的实时性标记符号包括实时态和历史态；

每一个第一数据处理器每隔一个发送周期即向第二数据处理器发送一次时间戳中实时标记符号为实时态的实时数据；

每一个第一数据处理器在与其配对的光伏组件进入指定的工作模式下才向第二数据处理器发送时间戳中实时性标记符号为历史态的历史数据。

上述的方法，其中：

在带有光伏组件的电池串组进入第一发电阶段，第一数据处理器不向第二数据处理器发送实时数据和/或历史数据；

在带有光伏组件的电池串组进入第二发电阶段，第一数据处理器才向第二数据处理器发送实时数据和/或历史数据；

第一发电阶段为电池串组提供的实际电压和/或电流不低于预期的电压和/或电流的正常发电阶段；

第二发电阶段为电池串组提供的实际电压和/或电流低于预期的电压和/或电流的非正常发电阶段。

上述的方法，其中：

第一和第二数据处理器均配置有载波收发模块并通过电力线载波的方式建立通信。

上述的方法，其中：

每一个光伏组件均单独配置有一个执行最大功率点追踪的电压转换电路以及由电压转换电路输出与其配对的一个光伏组件实施功率优化后提供的电压；

每一个电池串组中串接的多个光伏组件所对应的多个电压转换电路串联连接。

上述的方法，其中：

第一数据处理器每隔一个预设的采集周期采集一次目标数据的方式包括：

计算目标数据在每一个预设的采集周期之内的平均值，该平均值等效为第一数据处理器在每一个预设的采集周期所采集到的目标数据。

上述的方法，其中：

第一数据处理器将目标数据以时间戳标记的方式包括：

时间戳标示为二进制数组；

在二进制数组中至少设定一个预定二进制位用于表示实时性标记符号；

该预定二进制位的两种互补状态之一定义为实时性标记符号的实时态；以及

该两种互补状态余下的另一种定义为实时性标记符号的历史态。

上述的方法，其中：

在二进制数组中至少设定第一组二进制位用于记录第一数据处理器的复位次数；

第一数据处理器每复位重启一次则第一组二进制位被加二进制的数码1。

上述的方法，其中：

第一数据处理器每一次复位重启后其上电所维持的时间不低于一个采集周期，则第一数据处理器为有效上电，且第一组二进制位被加二进制的数码1；

否则复位重启为无效上电，且第一组二进制位不加二进制的数码1。

上述的方法，其中：

在二进制数组中至少设定第二组二进制位；

第一数据处理器每一次复位重启后第二组二进制位均恢复为0，且第二组二进制位在第一数据处理器每一次复位重启后每隔一个刷新时段就被加二进制的数码1；

第二组二进制位动态更新以记录目标数据随着时间的推移在不同时间点的分布值。

上述的方法，其中：

第一数据处理器利用一个存储模块保存全部被记录下的一系列目标数据集合中的在时间上最近的数量为Q的多个目标数据，Q为自然数，存储模块中数量为Q的这些多个目标数据各自的在时间戳中的实时性标记符号从起始的实时态切换成历史态；

随着一系列目标数据集合中每新增加一个数据量，第一数据处理器也随之删除存储模块保存的数量为Q的目标数据中时间最远的一个数据量，并添加该新增加的一个数据量。

上述的方法，其中：

光伏组件的指定工作模式包括：

光伏组件的电流不在电流期望值范围内和/或电压不在电压期望值范围内。

上述的方法，其中：

光伏组件的指定工作模式包括：

光伏组件所在/所属的电池串组的电流不在串级电流期望值范围内和/或光伏组件所在/所属的电池串组的电压不在串级电压期望值范围内。

上述的方法，其中：

任意一个目标数据的在时间戳中的实时性标记符号从起始的实时态随着时间的推移并在满足设定的计时策略条件时切换成历史态。

附图说明

为使上述目的和特征及优点能够更加明显易懂，下面结合附图对具体实施方式做详细的阐释，阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本申请的特征和优势将显而易见。

图1是多个电池各自配置的数据发送端向直流母线上发载波的示意图。

图2是多个电池串组先并联之后再为能源收集装置供电的范例示意图。

图3是基于载波发送模块可以产生扰动电流来形成载波的范例示意图。

图4是基于载波发送模块可以通过耦合变压器形成载波的范例示意图。

图5是计算目标数据在每一个预设的采集周期的平均值的范例示意图。

图6是根据实时性标记符号的历史态或实时态分别发送数据的示意图。

具体实施方式

下面将结合各实施例，对本发明的方案进行清楚完整的阐述，所描述的实施例仅是本发明用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例，基于该等实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本发明的保护范围。

在光伏发电领域，光伏组件或光伏电池是发电的核心部件，太阳能电池板在主流技术的方向分为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池等，大型的集中式光伏电站采用的电池组件的数量庞大，小型的分布式户用型小型电站采用的电池组件的数量相对较少。硅电池在该领域要求的使用年限高达二十多年的寿命，所以对电池的实时性和持久性监测是必不可少的。很多内部和外部因素都会导致光伏组件的发电效率低下，光伏组件自身之间的制造差异或安装差异或阴影遮挡或最大功率追踪适配度等因素都会引起转换效率降低。以典型的阴影遮挡为例，如果部分光伏组件被云朵或建筑物或树影或污垢等类似情况遮挡后，这部分组件就会由电源变成负载而不再产生电能，光伏组件在发生热斑效应严重的位置局部温度可能较高，有的甚至超过150℃，导致组件局部区域烧毁或形成暗斑、焊点融化、封装材料老化、玻璃炸裂、腐蚀等永久性破坏，给光伏组件的长期安全性和可靠性造成极大地的隐患。光伏电站/系统亟待解决的问题就是：能够实时地或周期性的观察每一块被安装的光伏电池板的工作状态，能对电池的过温、过压、过流和端子短接及电弧故障等异常情况进行预警，这对发生异常的电池采取类似于主动安全关断或其他的应急措施显得尤为重要。无论是集中式还是分布式光伏电站，基于采集光伏组件的工作参数数据对于判断和识别那些存在潜在问题的组件是十分必要的。本领域的技术人员还知道利用组件在单位时间内抽取的各种类型的数据建立大数据模型，是深入了解电池特性的极其重要的真实信息，电池的硅材料属于容易发生衰减的材质，衰减程度是判断不同供应商的电池品质和质量的依据。提供数据挖掘分析、实时监控、远程诊断、使优质电站业主和投资商能及时迅速全面掌握电站运行情况，都是基于组件的参数监控。

功率优化器是一个直流到直流的降压升压型电压变换器，也是一个单组件级别的电池最大功率追踪电力设备。功率优化器对单组件进行最大功率优化后，传输给终端逆变器进行直流到交流电的处理后，供给本地使用或发电上网。终端逆变器通常可以是无最大功率追踪的纯逆变设备或配有二级最大功率追踪的逆变设备。主流的功率优化器主要分为串联型和并联型，拓扑也略有区别，譬如BUCK或BOOST或BUCK-BOOST。

串联型的功率优化器采用的是固定电压的设计理念。简单来说，逆变器控制板根据交流端电压决定一个稳定的直流母线的电压，汇总各串联的优化器收集的最大功率，进而计算出母线电流并通过无线或电力载波传输给优化器。此时每个优化器输出端的电压等于所收集的组件最大功率的功率除以母线电流。当组件出现被遮挡的情况后，该优化器会根据伏安曲线重新确定最大输出功率值，被通过无线或电力载波传输给逆变器控制板。在维持直流母线电压不变的前提下，控制板重新计算母线电流（变小）并反馈给各优化器。此时被遮挡的组件的功率降低，该优化器也会降压来确认输出电流达标。其他未被遮挡的组件的优化器则会升压来达标输出电流。如果组件被遮挡的过于严重，功率优化器就会旁路掉该遮挡严重的组件直到其恢复到可工作状态，这个调节其实是一个电压补足的过程，从而提供给逆变器的最稳定和最优化的直流端母线电压。

并联型的功率优化器同样采用的是固定电压模式。逆变器根据直流电和交流电的闭合环来确定母线电压，每个优化器把各自的输出端电压升压到指定的数值，此时输入逆变器的电流相当于每个优化器收集到的最大功率除以额定的电压后电流的总和。由于厚云层的遮挡对于组件的电压影响不大，主要影响输出的电流，并联式优化器大体不会出现频繁的电压错配调节，而且由于是并联关系，输出的电流又不会彼此影响，所以这的确可以视作并联式优化器相较于串联式的优势。同时如果个别组件被严重的遮挡而无法启动升压设备，优化器自动断开连接并发送报错信号，并且重新启动直到遮挡问题移除。然而相比于串联拓扑，并联拓扑也同样存在着和微型逆变器一样的缺陷，升压跨度较大。目前比较普及的组件开路电压约为38伏，工作电压约为30伏，串联拓扑在正常情况下升压降压范围都是控制在10%-30%间，在电压不足情况下变化范围提升至10%-90%之间。然而并联拓扑和微型逆变器都需要把组件输入电压升压到相当高的数值，约400V左右，显而易见这相当于10倍以上的提升幅度。这对于没有使用变压器的场合，而是仅仅靠开关控制的升压设备是一个比较有挑战性的工作周期。

功率优化器一个最大的拓扑特点就是把组件和逆变器功能性分开，这有别于传统的光伏系统。看似组件通过优化器接入逆变器，事实上组件只是用来启动优化器，而优化器收集组件的最大功率后相互协作给逆变器功能。因为固定电压的技术，不但解决了光伏发电系统的部分遮挡的问题，对于多组串的系统，各组串组件数量也不需要相等，甚至同一串组内的各组件朝向也不需要一样。对于串联型优化器，断路后的开路电压仅仅是1V这样的微小电压，对于并联型优化器，断路后的开路电压最多也就是组件的开路电压，所以对于发电系统的安全性能和可靠性也是一个跨越式的进步。

除了电路拓扑在结构上面的优势，功率优化器在最大功率点追踪算法上也有着先天的优势。传统的最大功率点的追踪算法基本都是基于两种：爬山法和逻辑测算法。先进点的追踪法这些还采用结合法：比如爬山法结合常数范围法，配合固定时间间隔的全扫描法来寻找最大功率点；也有结合斜率极性法和电导增量法，配合探测步伐控制法来寻找最大功率点。这些算法在理想测试条件下，准确率都可以达到99%以上，其实当前最大的挑战是多波峰和光照陡增情况。多波峰的意思是在一个阵列的功率-电流或功率-电压曲线图中出现了多个功率峰值。其形成的原因多种多样，其中之一是因为部分组件因为遮挡而正向偏转了旁路二极管，导致三分之一的电池被绕开而导致串组的工作电压降低，进而出现阵列的电压错配而出现多波峰情况。或者因为遮挡而旁路二极管依然处在反向偏转的未启动状态，而在同一组串中出现电流错配而导致的多波峰情况。多波峰和光照陡增对于许多最大功率点算法有着巨大的影响，由于其不可控和多变性，会混淆追踪器对于探测方向的判断以及对于哪个峰值是最大功率点的判断。其实这种问题的根本原因，就是接入的组件太多了。试想如果每个优化器就只接一个组件，每个组件只有两到三个旁路二极管，而组件间又互不影响，这对于最大功率点的分析和追踪难度有着极大的降低，同时对于控制器的逻辑编辑也是非常的简洁和准确。因为仅仅是一个38伏和8.9安的IV曲线图，优化器的最大功率点追踪并不需要用传统的算法来追踪最大功率点，当前通用的有两种，首先是切点追踪法，其次是配有二级追踪的电阻控制法和电压控制法相结合的方法。正是基于这种优势，才可以让优化器相较于传统的逆变器有着30%左右的产能提升。另外不同于微型逆变器的有限交流功率，功率优化器可以完全传输收集到的功率给逆变器。

功率优化器不但兼容所有的晶硅电池板，还可以匹配到部分薄膜电池系统中去，业界也正在努力让优化器拥有更广阔的兼容范围。然而大多数的微型逆变器无法兼容或自身功能性接地，导致其与目前市场上一部分主流的组件无法匹配。同时，功率优化器的输入电压范围大约在5伏至50伏之间，这样就确保了哪怕组件在严重遮盖的情况下，优化电路依然可以保持启动状态并继续工作。功率优化器可以和第三方逆变器匹配，通过额外的控制盒进行和第三方逆变器的沟通以及对系统的调控。功率优化器或电压转换电路本质上是直流到直流的转换器，如BUCK、BOOST和BUCK-BOOST等。须强调的是，现有技术中针对光伏电池的最大功率追踪的任何方案同样适用于本申请的电压转换电路，常见的最大功率追踪法有恒定电压法、电导增量法、扰动观察法等，本申请不再对电压转换电路如何执行最大功率追踪MPPT的方案予以赘述。

参见图1，第一数据处理器105撷取与之配对的光伏组件101-1的目标数据。为了实现通信功能，第一和第二数据处理器105和320均配置有载波收发模块CM并通过电力线载波的方式建立通信。第一数据处理器105通过其载波收发模块CM发送载波信号到母线上由第二数据处理器320的载波收发模块CM捕获母线上注入的载波，第二数据处理器320通过其载波收发模块CM发送载波信号到母线上由第一数据处理器105的载波收发模块CM捕获母线上注入的载波。载波收发模块CM（Carrier Module）是业界常用的载波通信工具，电力线载波具有较佳的数据收发能力但是负面效果是载波容易干扰直流母线或交流母线上耦合的电力设备，产生载波干扰。利用第一数据处理器105采集与之配对的一个光伏组件101-1的目标数据，先设第一数据处理器105每隔一个预设的采集周期TSA采集一次目标数据，作为区分不同时间点对应的不同数据的手段，第一数据处理器105还将每个目标数据均以时间戳标记，时间戳（Time Stamp）用来表征不同时间点的不同数据。时间戳是一个时间标记，用以表明数据信息的唯一性，它在不同的场合有不同的定义方式，相当于给数据用一个时标来打标记从而佐证其唯一性。如果我们认为数据发送端设备带有的第一数据处理器105发出数据，则相对应的数据接收端设备配置的第二数据处理器320接受数据。考虑到数据的收发是相对的，如果我们认为数据发送端设备带有的第二数据处理器320发出数据，则相对应的数据接收端设备配置的第一数据处理器105接受数据。数据不限制于特定的类型：节点和主机之间的请求指令或响应答复或需要传输的存储器信息等都属于数据的范畴。利用数据接收端配置的第二数据处理器和一系列不同的光伏组件各自所配置的第一数据处理器建立通信，这种通信或通讯是双向通信或单向通信都是允许的。例如：光伏组件配置的第一数据处理器以单向通信的方式主动向第二数据处理器传送目标工作数据，第一数据处理器在时间上间歇性地主动向第二数据处理器发送目标工作数据，并且目标工作数据被分割成多个数据包，数据包的数据发送间隔时间是任意的随机时间值以及每个数据包被至少发送一次或重复发送多次。任意的某一个目标数据的时间戳中的实时性标记符号MA包括实时态和历史态，实时性标记符号用以表明某个目标数据是历史数据还是当前的实时数据。

参见图1，除了上文提及的功率优化器或用作功率优化的电压转换电路可以配置所谓的第一数据处理器105之外，其他的譬如监测器等配置有第一数据处理器105的设备均可视为采集光伏电池目标数据的数据采集端。在数据收发阶段的难题在于：由于第一数据处理器105和第二数据处理器320通过载波通信，第一数据处理器105发出的载波信号离电池距离非常近，载波信号作为主动引入的干扰源不仅会向母线传播，不可避免的还会反向馈送传播到电池的正负极而反复冲击电池的电压，严重的情况可能会引起光伏电池无法正常发电，即使反向传播到电池的载波很轻微也会导致发电效率低下。基于这点考虑本申请要求每一个第一数据处理器105每隔一个发送周期TSE即向第二数据处理器320发送一次时间戳中实时标记符号MA为实时态的实时数据，此外还要求每一个第一数据处理器105在与其配对的光伏组件101-1进入指定的工作模式下才向第二数据处理器320发送时间戳中实时性标记符号MA为历史态的历史数据。光伏组件101-1进入指定的工作模式也相当于是它满足了预先设置的许可条件ALLO。

参见图1，正如上文所言的那样，由于电力线载波信号可能影响光伏电池的正常发电而导致发电效率低下，所以在一个可选但非必须的实施例中，本申请设计了如下方法避免其影响发电：只有在系统处于非发电状态时，监测器或功率优化器的电力载波信号收发模块才启动工作于发送数据的功能，而作为相对的措施，在光伏组件处于发电状态时，监测器或功率优化器的电力载波信号收发模块至少可以处于接收信号的状态，但是不向数据接收端发送数据。这里的非发电状态和发电状态是两种态势，譬如：在带有光伏组件的电池串组PV进入第一发电阶段，第一数据处理器105不向第二数据处理器320发送实时数据和/或历史数据。只有在带有光伏组件的电池串组PV进入第二发电阶段，第一数据处理器105才向第二数据处理器320发送实时数据和/或历史数据。为了以示区分，所谓的第一发电阶段为正常发电阶段而第二发电阶段为非正常发电阶段。由于阴雨天气导致的光照辐射微弱或晚上无光照的情况下，还譬如云层遮蔽住阳光的情况，光伏组件一般不发电或者微弱发电，但中午时分在阳光辐射强度大的阶段则组件发电程度十分高。

参见图1，在可选的实施例中，所言的第一发电阶段可以是电池串组PV提供的实际电压不低于预期的电压的正常发电阶段，第一发电阶段也可以是电池串组PV提供的实际电流不低于预期的电流的正常发电阶段。如果不发电或微弱发电，组件的电流和/或电压可能就达不到预期要求的电压或电流。那么作为另外的对立条件，第二发电阶段可以是电池串组PV提供的实际电压低于预期的电压的非正常发电阶段，第二发电阶段也可以是电池串组PV提供的实际电流低于预期的电流的非正常发电阶段。作为可选项，如果不采用功率优化器，这里判断正常发电或非正常发电阶段所测量的实际电压可以是多个光伏电池直接串联后而提供的串级电压，此时串联的多个光伏组件各自输出的电压直接叠加后就是实际电压，而流过串联的这些光伏组件的电流就是实际的电流。作为可选项，如果采用附加的功率优化器，这里的实际电压可以是串联的各个功率优化器各自输出的电压叠加后的串级电压，此时串联的多个功率优化器在执行最大功率追踪而能够提供的电压叠加后就是实际电压，流过串联的这些功率优化器的电流就是实际的电流。

参见图2，以光伏组件阵列ARR1至ARRN为例，它们是光伏发电系统从光能到电能转换的基础，设N是大于等于1的自然数。图1显示光伏组件阵列ARR1-ARRN当中的每一个都装有并联的电池串组PV-1至PV-M，设M是大于等于1的自然数，而且每一个电池串组PV由K级串联连接的光伏组件101-1、101-2…至101-K串接构成，其中还设定K是大于等于1的自然数。在本申请中每块光伏组件或称光伏电池101均配置有执行最大功率追踪MPPT的功率优化电路100，例如某一个电池串组PV当中的第一个光伏组件101-1产生的光伏电压由第一个功率优化电路100-1进行DC/DC电压转换以执行功率优化，第二个光伏组件101-2产生的光伏电压由第二个功率优化电路100-2进行电压转换，至第K级的光伏组件101-K产生的光伏电压由第K级的功率优化电路100-K进行电压转换以执行功率优化功能。与每块光伏电池101对应的功率优化电路100输出的电压才可以表征该光伏电池101提供在光伏电池串组PV上的实际电压，先假定任意一串的光伏电池串组PV-M串接有第一级光伏组件101-1、第二级光伏组件101-2…至第K级的光伏组件101-K，第一级功率优化电路100-1用于将第一级光伏电池101-1的光伏电压源执行最大功率追踪而进行电压转换并输出V₁，第K级功率优化电路100-K将第K级的光伏电池101-K的光伏电压执行最大功率追踪而进行电压转换并输出V_K，可以获悉任意一串光伏电池串组PV-M上总的串级电压等于：第一级功率优化电路100-1输出的电压V₁加上第二级功率优化电路100-2输出的电压V₂再加第三级功率优化电路100-3输出的电压V₃……直至累加到第K级的功率优化电路100-K输出的电压V_K，串级电压的运算结果就等于V₁+ V₂+……V_K。功率优化电路或称电压转换电路100在本申请中利用到的拓扑电路，本质上是直流到直流的DC-DC转换器。须强调的是，现有技术中披露的针对光伏电池的最大功率追踪的任何方案同样适用于本申请的电压转换电路，本申请不再单独对电压转换电路是如何执行最大功率追踪MPPT的方案予以赘述。图1中第一级功率优化电路100-1、第二级功率优化电路100-2直至第K级的功率优化电路100-K等均通过串接线LANC串联连接，传输串接线LANC上由优化电路叠加的串级电压被输送给类似于汇流箱或是逆变器等能源收集装置PH进行汇流/逆变。

参见图2，如果摒弃各个功率优化器，本申请同样也适用：先假定任意一串的光伏电池串组PV-M串接有第一级光伏组件101-1、第二级光伏组件101-2…直至第K级的光伏组件101-K，它们直接串联而没有采用任何功率优化电路，则可以获悉任意一串光伏电池串组PV-M上总的串级电压等于：第一级光伏组件101-1输出的电压V_O1加上第二级光伏组件101-2输出的电压V_O2再加第三级光伏组件101-3输出的电压V_O3……而直至累加到第K级的光伏组件101-K输出的电压V_OK，串级电压就等于V_O1+V_O2+…V_OK。这是不采用功率优化的方案。第一级光伏组件101-1、第二级光伏组件101-2…直至第K级的光伏组件101-K等均可以直接通过串接线LANC串联连接，传输串接线LANC上由各个组件叠加的串级电压被输送给类似于汇流箱或是逆变器等能源收集装置PH，上文所谓的数据采集端可以集成在能源收集装置PH中。

参见图2，以组件阵列ARR1对能源收集装置PH的能量供应关系为例，第一级电池串组PV-1的等效正极耦合到能源收集装置PH的第一输入端NS1以及还有第一级电池串组PV-1的等效负极耦合到能源收集装置PH的第二输入端NS2。同样的，第二级电池串组PV-2的等效正极耦合到能源收集装置PH的第一输入端NS1以及还有第二级电池串组PV-2的等效负极耦合到能源收集装置PH的第二输入端NS2。类推至第M级的电池串组PV-M的等效正极耦合到能源收集装置PH的第一输入端NS1以及第M级的电池串组PV-M的等效负极耦合到能源收集装置PH的第二输入端NS2。另外有第一级电池串组PV-1在等效正极和等效负极之间产生的串级电压被加载在能源收集装置PH第一输入端NS1和第二输入端NS2之间，依此类推，第M级的电池串组PV-M在等效正负极间产生的串级电压加载在能源收集装置PH的第一输入端NS1和第二输入端NS2之间来供电。毫无疑虑，光伏组件阵列ARR1中不同的电池串组PV-1至PV-M相互并联后再提供直流电压源来给能源收集装置PH供电，作为电力设备的能源收集装置PH对电压源汇流和/或逆变。光伏组件阵列ARRN对能源收集装置PH的能量供应关系实质上和光伏组件阵列ARR1的供应关系一致。能源收集装置PH可以根据电站业主的需求来选择合适的电力设备，很多微型逆变器场合不需要汇流箱，能源收集装置PH可以直接是逆变器这类的电力装置，但更多的场合组件需要先汇流再逆变，因此能源收集装置PH也可以是汇流箱这类的电力装置，换而言之：抽取组件的目标参数可以在逆变器端执行，也可以在汇流箱执行，还可以在其他等同的电力电子装置端执行，只要数据采集端具备下文介绍的能与第一数据处理器实现通信的第二数据处理器即可。

参见图3，以光伏组件阵列ARRN当中任意的光伏组件101-K配置的执行最大功率追踪的电压转换电路100-K为例阐释说明。视为优化器的电压转换电路100-K的第一输入节点A和第二输入节点B分别连接到与其对应的光伏电池101-K的正极和负极。其中通常会在电压转换电路100-K的第一输出节点C和第二输出节点D之间输出相对应的光伏电池101-K实施功率优化MPPT后所提供的实际电压V_K。图3中电压变换电路执行最大功率点追踪的基本原理大体是：电压转换电路100-K的第一输入节点A以及第二输入节点B对应于从光伏电池101-K的阳极和阴极间撷取到直流的光伏电压源，运行最大功率点演算的处理器105产生的脉冲宽度调制信号PWM驱动电压转换电路100-K执行直流电到直流电的DC-DC转换，电压转换电路100-K有BUCK降压型电路、BOOST升压型电路或BUCK-BOOST升降压型电路，脉冲宽度调制信号PWM主要是驱动电压转换电路100-K中开关管的导通和关断，电压转换电路100-K的开关管整流控制方式有同步开关模式，或者是主开关管和续流二极管的开关模式等，运行MPPT演算主要就是通过驱动电压转换电路使得光伏电池101-K的输出功率保持最大。值得说明的是，业界对直流电到直流电DC/DC的电压转换电路实施最大功率追踪是成熟技术，比较常见的最大功率追踪有恒定电压法、电导增量法、扰动观察法等，本申请中不再单独赘述，任何现有的最大功率追踪技术对本申请的DC/DC电压转换电路均适用。

参见图3，组件阵列ARR1中电池串组PV-1至PV-M的部分数据（目标参数）需要被监控，常见如电压、电流、功率及温度、故障信息等工作参数。组件阵列ARR2中电池串组PV-1至PV-M的部分数据也需要被检测和监控，类推至组件阵列ARRN中电池串组PV-1至PV-M的部分数据需要被检测和实施及时的监控。因为电池板一般都在户外甚至在十分偏僻的地点，有些大型电站还可能建立在荒漠或盐碱地或宽阔水域等光照辐射好的地方，光伏电池在接收端的近场可以采用无线通信的方式来传输数据，如果接收数据的设备距离光伏电池遥远就很难采用无线的方式，为了实现数据的监控所以数据的收发通信功能是必不可少的。任意光伏电池101配置的电压转换电路100中还配置有第一数据处理器/或微处理器105和载波发送模块，部分类型的处理器105本身自己有时候就会直接附带一些检测模块，例如电压、电流检测模块以及温度检测模块等，这时候处理器就不需要再单独配置外设检测模块，但是如果处理器105不带某些检测模块的话，就需要利用现有技术中已知的电压、电流、功率、温度等检测模块来检测光伏电池的目标工作参数并通过采集目标工作参数的检测模块将目标数据传输给处理器105，处理器105然后再试着将这些目标数据和参数传输（通过载波或无线等传输手段）出去。图3中任意一级光伏电池101的目标工作参数由与其对应的电压转换电路100配置的处理器105来实时的采集，处理器105采集光伏电池101的目标工作参数具体的实现手段是：利用处理器自身带有的目标参数检测模块或外部单独额外设置的目标参数检测模块来直接检测和收集光伏电池的目标工作参数，目标参数检测模块收集的目标数据直接传输给处理器，然后再由与光伏电池101相对应的电压转换电路100所配置的处理器105通过驱动电压转换电路100带有的载波发送模块，将处理器采集的数据发送到该串接线LANC上，发送数据的方式是载波。关于载波发送模块如何将目标数据也即电池板的工作参数以载波信号的方式加载/发送到所谓的串接线上的方案，后文会继续详细介绍。处理器利用图中未示意出的采集模块将光伏电池的电压、电流、功率、温度和发电量等一系列的指定工作参数进行采集，注意采集这些工作参数的采集模块属于现有技术，目标工作参数也还可以包括通过环境监测仪来侦测到的光伏组件所处的周边环境因素：环境温度、湿度、风速、光照和气压，电压采集模块和电流采集模块和功率采集模块及温度采集模块和发电量采集模块等各个参数的采集模块属于现有技术，任何可采集电池这些工作参数的方案均适用，本申请不再单独对现有的电流或电压及温度等的具体采集模块单独阐释。

参见图3，以上实施例是采用了功率优化器，如果不采用功率优化器，也即各个光伏组件直接串联而不通过电压转换电路间接串联，只要为光伏电池101单独配置第一数据处理器/或微处理器105和载波收发模块CM，处理器105仍然配合各类目标参数的各种检测模块来检测不同类型的目标参数，通过采集目标工作参数的检测模块将目标数据传输给处理器105，处理器105仍然可以将目标数据通过载波收发模块CM发送出去。所以功率优化的电压转换电路并不是必须的，只要能够采集到电池数据即可发送。

参见图3，先阐释某种载波发送模块/单元的拓扑结构，每一级电压转换电路配置的载波发送模块包括串接在第一输出端C和第二输出端D之间的一个含有第一电阻和旁路电容及开关元件的支路，该支路中还设置有并联在旁路电容两端的第二电阻。以电压转换电路100-K为例，其载波发送模块包括串接在电压转换电路100-K的第一输出端C和第二输出端D之间的含第一电阻R1、旁路电容CB及开关元件SW的一个支路，该支路中还设有并联在旁路电容CB两端的第二电阻R2。至于载波发送模块发送载波信号的工作机制，以电压转换电路100-K为例解释：电压转换电路100-K配置的处理器105发出的驱动信号DRI驱动开关元件SW在接通和关断之间切换，开关SW被接通时该支路就有电流的流通而开关元件SW被关断时该支路就切断没有电流的流通，在第一输出端C和第二输出端D之间因为驱动信号DRI高速驱动开关元件SW的关断或接通而主动引入了扰动的信号，扰动信号的频率由驱动信号DRI决定，扰动信号从第一输出端C和/或第二输出端D被注入到该串接线LANC上并视为额外引入的载波。我们将支路断开电流被截断和支路接通产生电流的这种变化导致支路（载波发送模块）产生的扰动信号视为电力载波信号。以上主要是基于站在发送载波信号的角度来考虑，如果站在接收载波信号的角度来考虑，在图3中所示的那些连接线/串接线LANC上可以利用当前任意的属于已知技术的载波解码模块就能够实现对载波信号的解码/译码。当处理器105将数据（如电池的指定目标工作参数）通过载波信号发到串接线LANC上后，其他的数据接收端用电力载波解码器就可以在串接线LANC上对载波解码，作为解码载波信号的一方，解码器通常带有捕捉载波信号传感器模块和带通滤波器模块及带有类似MCU等的处理单元等，串接线穿过传感器模块（如空心线圈传感器等）并由传感器来侦测传输线上的载波信号，为了更精确的捕获真实的载波信号和屏蔽噪声，该带通滤波器模块再对传感器感测到的载波信号进行进一步滤波，滤除不在指定频率范围内的杂波，只有落入在指定频率范围（由前述驱动信号DRI的频率所决定）内的载波才可以表示预期的真实载波信号，处理单元在接收到真实的载波信号后再解码其载波数据。也就是说，整串的电池串组PV上所有的个体光伏电池101-1至101-K各自的数据都可以被相应的电路101-0至100-K各自所配置处理器以载波的方式发送到同一个串接它们的串接线上。当然，载波发送模块/单元的拓扑结构除了图3中的特定方案外，当前任何载波收发模块均使用于本申请。

参见图3，在可选实施例中，可以用能源收集装置PH配置的第二数据处理器或处理模块320去轮询组件整列ARR1-ARRN，具体模式例如是：处理器320先访问读取组件整列ARR1中的电池串组（PV-1至PV-M）中的各个光伏组件的数据，然后再读取组件整列ARR2中的电池串组（PV-1至PV-M）中的各个光伏组件的数据，类推至读取组件整列ARRN中的电池串组（PV-1至PV-M）中的各个光伏组件的数据。当能源收集装置轮询到任意一个组件整列当中任意一个电池串组当中的任意一个光伏组件时，能源收集装置的处理模块320先发送请求给被询问的光伏组件配置的处理器105，然后被询问的光伏组件的处理器105应答或响应该请求而将目标数据反馈给处理模块320。

参见图3，能源收集装置PH配置有第二数据处理模块或者处理器320，其中该处理器执行数据接收时配置有捕捉载波信号的传感器S2和用于从载波信号中滤除杂波的带通滤波器（未示意出）。能源收集装置配置的处理器320和耦合到能源收集装置的每一个电池串组（PV-1至PV-M）中的各个光伏组件也即组件101-1至101-K各自所对应的处理器105建立双向或单向通信，藉此可以撷取耦合到该能源收集装置的任意一个电池串组譬如PV-1至PV-M中各个光伏组件101-1至101-K的目标数据。具体的过程例如是以下的方案：能源收集装置PH所配置的处理器320先访问某个电池串组PV-1中的各个光伏组件（以101-K为例）各自配置的处理器105（即建立通信），例如是处理器320将与处理器105建立通信的请求询问信号以载波的方式加载到该串接线LANC上，同步的该电池端的处理器105也通过配置的捕捉载波信号的传感器S1和用于从载波信号中滤除杂波的带通滤波器（未示意出）将处理器320发出的询问信号侦测到，处理器105响应于处理器320的请求询问信号并发出答复信号后两者正式建立通信，处理器105之后就会以载波的方式发出光伏组件101-K的工作参数等数据加载到该串接线LANC上。能源收集装置配置的处理器320执行对组件101-K的数据接收时，处理器320也还配置有捕捉载波信号的传感器S2和用于从载波信号中滤除杂波的带通滤波器（未示意出），藉此利用它们将体现为载波形式的光伏组件101-K的目标工作参数侦测到。另外处理器105也可以主动向处理器320发送数据而不需要等待被询问之后再响应。

参见图3，综上：能源收集装置PH配置有第二数据处理模块或者处理器320，该处理器320执行数据接收时配置有捕捉载波信号的传感器S2和用于从载波信号中滤除杂波的带通滤波器，能源收集装置PH配置的处理器320和耦合到能源收集装置PH的每一个电池串组也即是PV-1至PV-M中的各个光伏组件也即电池101-1至101-K各自所对应的处理器105建立单向或双向通信，并藉此撷取耦合到该能源收集装置PH的任意一个电池串组PV-1至PV-M中各个光伏组件101-1至101-K的目标工作数据。

参见图3，能源收集装置PH的处理器320将请求询问信号的载波广播到上文所述的串接线LANC上有多种，为了避免载波影响能源收集装置的正常工作，可采用变压器式的载波发送模块310带有变压器T2。处理器320将需要传递到电压转换电路100配置的处理器105的数据通过载波发送模块310以载波信号的形式广播到传输线路上，这里的变压器T2作用就体现在：处理器320通过载波发送模块310将携带询问载波信号的载波脉冲发送在变压器T2的原边绕组，变压器T2的次级绕组因为耦合到该串接线LANC上所以还导致将载波脉冲也同步耦合到该串接线LANC上，显然变压器T2就是等效为将载波发送模块310产生的载波耦合到该串接线LANC上的媒介。换言之，处理器320将请求信号数据传输给载波发送模块310，载波发送模块310将请求信号转换成载波信号并通过变压器T2将载波信号耦合到该串接线上。至此能源收集装置的处理器320作为发送方已经将请求/询问载波信号广播出来了，而作为应答方/接收方的电压转换电路100配置的处理器105所配置的传感器模块S1就可以从传输线路上监听到询问载波脉冲，这是建立处理器320和处理器105之间的通信的一种方式。

参见图4，光伏组件一侧的处理器105将携带有该光伏组件的目标工作参数的载波信号广播到该串接线LANC上有多种方式：除了图2的含R1-R2-CB-SW的支路可作为发射载波的模块之外，为了载波不影响电压转换电路100-K的正常工作，还可以采用变压器式的载波发送模块110带有变压器T1。处理器105将需要传递到该串接线LANC上的数据通过载波发送模块110以载波信号的形式广播到该串接线LANC上，变压器T1作用就体现在：处理器105通过载波发送模块110将携带光伏组件101-K工作参数的载波脉冲发送在变压器T1的原边绕组，变压器T1的次级绕组耦合到该串接线LANC上所以也将携带工作参数的载波脉冲也加载到该串接线LANC上，显然变压器T1的主要作用就是将载波发送模块110产生的载波信号耦合到该串接线LANC上的媒介。换言之，光伏组件返回数据的方式为，处理器105将目标数据传输给电力线载波发送模块110，电力线载波发送模块（Power Line CarrierCommunication Module）110将目标数据转换成载波信号并通过变压器T1将载波信号耦合到该串接线上。至此处理器105作为发送方已经将携带光伏组件101-K工作参数的载波广播出来了，作为接收方，能源收集装置PH配置的处理器320所配置的传感器模块S2就可以从电力线上感测监听到载波脉冲。这也是建立处理器320和处理器105之间的载波通信的一种方式。

参见图4，在可选的实施例中，处理器320和处理器105不再通过电力线载波建立双向通信，或者建立单向通信，取而代之的是可以通过无线通信的方式建立双向通信或者单向通信，此时只要处理器320和处理器105再额外添加无线通信模块即可，并且这些处理器不再需要配套的耦合变压器或载波产生模块。必须这种强调的是，本申请上文以各种可能的载波发送和载波接收电路作为范例，但是实质上任何现有的载波收发模块都可以替代上文中的载波发送和载波接收电路。

综上所述，基于主动引入的载波，观察图2和图3和图4，载波收发模块产生的预定频段的载波信号除了向所述串接线LANC方向传播以便达到能源收集装置之外，由于载波源头更靠近光伏电池本身，所以，载波脉冲还会直接反向耦合到电池的正负极，或者是载波脉冲反向馈送到视为功率优化器的电压转换电路。正因为载波的负面影响使得我们不得不正视和改善这种负面影响带来的发电量降低的情形。载波发送模块和载波接收模块还可以称之为载波发射器和载波接收器，为了克服杂波和载波潜在的负面影响，本申请主张在光伏发电系统中引入分时段收发实时数据和历史数据的概念。

参见图1，在一个可选但非必须的实施例中，本申请披露了一种传送光伏组件实时数据和历史数据的方法，在这个实施例中：我们假设某个电池串组PV包含相互串联的多个光伏组件101-1至101-K，该方法主要包括：利用第一级的光伏组件101-1配置的第一数据处理器105-1实时采集相应的光伏组件101-1的目标工作数据；和利用第二级的光伏组件101-2配置的第一数据处理器105-2实时采集相应的光伏组件101-2的目标工作数据；……依此类推，至第K级的光伏组件101-K配置的第一数据处理器105-K实时采集相应的光伏组件101-K的目标工作数据。第一数据处理器采集对应光伏组件的目标数据的方式可以利用第一数据处理器自带的检测模块来采集，也可以利用第一数据处理器额外再辅助配置的外设检测模块来采集。前文已解释，能源收集装置PH配置的第二数据处理器320具备下述功能：它需要和向能源收集装置PH供电的任意一个电池串组PV中的各个光伏组件101-1至101-K各自所对应的第一数据处理器105-1至105-K建立单向的通信或者双向的通信，可以是载波通信也可以是无线通信。

参见图1，在一个可选但非必须的实施例中，任意一个电池串组PV中的所述各个光伏组件101-1至101-K各自所对应的第一数据处理器105-1至105-K不允许一直持续的向能源收集装置配置的第二数据处理器320传送目标数据，理由就是前文提及的载波会引发整个系统发电量降低的情形。本申请在光伏发电系统中引入分时段收发实时和历史数据的概念体现在：利用一个第一数据处理器105采集与之配对的一个光伏组件101的目标数据，这里的目标数据的具体类型至少有组件的电流及电压和温度等参数。第一数据处理器105每隔一个预设的采集周期TSA采集一次目标数据。第一数据处理器105还将目标数据均以时间戳TIS标记，任何一个目标数据均以其时间戳TIS标记其在某个特定时间唯一存在的而且是完整的和可验证的数据，目的就是唯一地标识某个数据在某一时刻的具体值，这个具体值可以根据时间戳TIS而予以追溯，时间戳TIS是本申请中识别目标数据为历史数据还是当前数据的依据。利用数据接收端配置的第二数据处理器320和前述的一系列不同的光伏组件101各自所配置的第一数据处理器105建立通信，这里的通信可以是建立双向通信也可以是建立单向通信。

在本申请的一个可选实施例中，任意一个目标数据在时间戳TIS中的实时性标记符号MA包括实时态和历史态，每一个第一数据处理器105每隔一个发送周期TSE即向第二数据处理器320发送一次时间戳TIS中实时标记符号MA为实时态的实时数据，以及每一个第一数据处理器105在与其配对的光伏组件101进入指定的工作模式下才向第二数据处理器320发送时间戳TIS中实时性标记符号MA为历史态的历史数据。

参见图5，第一数据处理器105每隔一个预设的采集周期TSA采集一次目标数据的实施方式之一如下所述：在横向的时间轴上随着时间的推移，在第一个采集周期T1所述的第一数据处理器105采集一次目标数据D11，紧接着的第二个采集周期T2该第一数据处理器105又采集一次目标数据D12，然后在接下来的第三个采集周期T3该第一数据处理器105再采集一次目标数据D13……以此推类。注意：第一次采集的目标数据D11是目标数据D1在第一个采集周期T1内的平均值，以及第二次采集的目标数据D12是目标数据D1在第二个采集周期T2内的平均值，第三次采集的目标数据D13是目标数据D1在第三个采集周期T3内的平均值。假设目标数据D1为电压，则可以描述为：第一次采集的目标数据D11是电压在第一个采集周期T1内的平均电压值，以及第二次采集的目标数据D12是电压在第二个采集周期T2内的平均电压值，第三次采集的目标数据D13是电压在第三个采集周期T3内的平均电压值，电压在T1-T3内是持续波动的。

毫无疑虑，在非正常发电阶段，光伏组件及其配对的第一处理器的可以避开发电时段载波对电池造成负面影响，应当设计产生载波将数据发送出去。譬如：在带有光伏组件的电池串组PV进入第一发电阶段，第一数据处理器105不向第二数据处理器320发送实时数据和/或历史数据，在带有光伏组件的电池串组PV进入第二发电阶段，第一数据处理器105才向第二数据处理器320发送实时数据和/或历史数据。本申请关于第一发电阶段和第二发电阶段的划分，需要将将天气因素纳入到考虑范畴，通常而言任意一天当中早晚照耀到光伏电池的辐射光度比较弱，上午和中午以及下午则属于阳光辐射强度相对而言比较强的时段，所以比较节省成本的方案就是在早晚属于第二发电阶段而可以发送目标数据到能源收集装置，在中午和下午及上午属于第一发电阶段而限定第一处理器不发送目标数据到能源收集装置。在一个可选的实施例中：不再限制时间的早晚，而是第一发电阶段光伏组件发生光电效应的强度高于第二发电阶段光伏组件发生光电效应的强度，某块电池在发生光电效应的强度较强时其输出电压相对较高，为第一发电阶段，反之某块电池在发生光电效应的强度较弱时其输出电压相对较低，为第二发电阶段。除了检测某块电池的输出电压来判断光电效应的强弱之外，还可以用太阳辐射检测仪，太阳辐射检测仪检测到太阳光的强度非常强烈时自然电池发生光电效应的强度较强且其输出电压相对较高，此阶段即为第一发电阶段，太阳辐射检测仪检测到太阳光的强度相对较弱时自然某块电池发生光电效应的强度较弱且其输出电压相对较低，此阶段即为第二发电阶段。不再限制时间的早晚意味着数据的收发时段选择性更自由，任意一天当中可能上午、中午或下午的某些零碎时间属于第二发电阶段也能收发数据，譬如虽然某天的天气总体而言属于晴朗但上午某个时间段突然天气转阴甚至转为小雨，那么这个零碎时间段就可以作为数据收发的第二发电阶段。再譬如，位于某个特定区域的电站或光伏电池被突然风吹移动过来的云层遮蔽住阳光和遮挡组件，这个时间段也可以作为收发数据的第二发电阶段。

参见图1，在一个可选但非必须的实施例中，第一发电阶段为电池串组PV提供的实际电压不低于预期的电压VPRE的正常发电阶段，或者是电池串组PV提供的实际电流不低于预期的电流IPRE的正常发电阶段，或者是电池串组PV提供的实际电压不低于预期的电压VPRE以及同时满足电池串组PV提供的实际电流不低于预期的电流IPRE的正常发电阶段，分别从电压和电流以及功率各方面来甄别正常发电。在一个可选但非必须的实施例中，第二发电阶段为电池串组PV提供的实际电压要低于预期的电压VPRE的非正常发电阶段，或者是电池串组PV提供的实际电流要低于预期的电流IPRE的非正常发电阶段，或者是电池串组PV提供的实际电压要低于预期的电压VPRE以及同时满足电池串组PV提供的实际电流要低于预期的电流IPRE的非正常发电阶段，分别从电压和电流以及功率各方面来甄别非正常发电阶段。

参见图6，在一个可选的但非必须的实施例中，第一数据处理器105将目标数据以时间戳TIS标记的方式包括：时间戳TIS被标示为二进制数组，二进制数组以图中的多个二进制位H8-H1以及L8-L1来表示，当然也可以含有更多的位，本申请暂时以高八位和低第八位的二进制数组作为范例来说明。第一类目标数据D1和第二类目标数据D2以及第三类目标数据D3直至第Y类目标数据DY，Y是自然数，它们当中的任何一个大类别目标数据中的任何一个具体的数据都用时间戳TIS标记。第一类目标数据D1和第二类目标数据D2以及第三类目标数据D3例如分别是电流、电压和温度，目标数据DY例如是功率等等。时间戳TIS的二进制数组至少设定一个预定二进制位例如最高位H8用于表示实时性标记符号MA，该预定二进制位的两种互补状态[1和0]当中某一种如1定义为实时性标记符号MA的实时态；以及该两种互补状态[1和0]余下的另一种0定义为实时性标记符号MA的历史态。从而某一类别的目标数据D1-DY当中的任何一种的一个具体目标数据值均以其时间戳TIS标记，例如目标数据D1在图5中某个特定时间T1唯一存在的且是完整的和可验证的数据为D11，目标数据D1在图5中某个特定时间T3唯一存在的且是完整的和可验证的数据为D13，等等，由此可见时间戳TIS其目的就是唯一地标识某个数据D1在某一时刻的具体值，这个具体值可以根据时间戳TIS而予以追溯。当然时间戳TIS是本申请中识别目标数据为历史数据还是当前数据的依据，因为时间戳TIS中的实时性标记符号MA为1和0表示了它的当前或历史属性。

参见图6，在一个可选的但非必须的实施例中，时间戳TIS的二进制数组中至少设定第一组二进制位譬如H7-H5用于记录第一数据处理器105的复位次数，第一数据处理器每复位重启一次则第一组二进制位H7-H5被加二进制的数码1。这也意味着第一数据处理器在前后两次重启之间的时间段内，实质上某种目标数据先后被采集的各个数据值各自的时间戳TIS中的第一组二进制位是相同的，时间戳TIS间接反映了某种目标数据的某个具体采集值记录下了第一数据处理器105的复位情况/复位次数。为了避免第一数据处理器的意外频繁重启RESET引发无法采集到目标数据的有效值，在一个可选但非必须的实施例中，第一数据处理器105每一次复位重启后其上电所维持的时间不能低于一个采集周期TSA，满足此条件则第一数据处理器105为有效上电并执行采集数据，在有效上电时第一组二进制位例如H7-H5被加二进制的数码1。相反第一数据处理器105如果其每一次复位重启后其上电所维持的时间低于一个采集周期TSA，则认为本次复位重启为无效上电，无法采集到真实数据，此时第一组二进制位如H7-H5不加二进制1。

参见图6，在一个可选的但非必须的实施例中，目标数据在时间戳TIS中的实时性标记符号MA包括实时态-1和历史态-0，第一数据处理器105每隔一个发送周期TSE即向第二数据处理器320发送一次时间戳TIS实时标记符号MA为H8=1的实时数据，以及第一数据处理器105只有在与其配对的光伏组件101进入指定的工作模式下，才向第二数据处理器320发送时间戳TIS实时性标记符号MA为H8=0的历史数据。

参见图6，在一个可选的但非必须的实施例中，时间戳TIS的二进制数组中至少设定第二组二进制位例如H4-H1连同L8-L1，第一数据处理器105在每一次复位重启后第二组二进制位例如H4-H1及L8-L1均恢复为二进制的0，而且第二组二进制位在第一数据处理器105每一次复位重启后每隔一个刷新时段TUP就被加二进制的数码1。在一个可选的但非必须的实施例中，很显然第二组二进制位经过若干个刷新时段TUP很有可能全部都变成二进制的1并可能溢出。很容易获悉，时间戳TIS中的第二组二进制位动态更新十分有意义，它可以记录目标数据随着时间的推移在不同时间点的分布值。试想如果该第二组二进制位持续不变，则不同时间点的不同数据的时间戳TIS可能是一样的，毫无疑虑这就失去了使得任何一个目标数据以其时间戳TIS标记其在某个特定时间唯一存在的值的意义。在一个可选的但非必须的实施例中，第一数据处理器105利用一个存储模块例如它的EEPROM或附加存储器，用来保存被记录下的一系列目标数据集合中的在时间上最近的数量为Q的多个目标数据，Q为自然数，数量为Q的多个目标数据它们的实时性标记符号变成历史态。例如：第一数据处理器105每隔一个采集周期TSA采集一次目标数据D1，合计采集1000次，如果定义Q=100，那么总共1000个目标数据集合中包括数据｛D1-1、D1-2、D1-3……D1-1000｝，一系列数据集合D1-1至D1-1000中时间上最近的100（Q）的多个目标数据依次是：第901次采集的第901个数据D1-901直至推算到第1000次采集到的第1000个数据D1-1000，而这Q=100个目标数据各自对应的时间戳TIS中的实时性标记符号MA也即所谓的位H8从起始的实时态H8=1而切换到后续的历史态H8=0。仍然以时间上最近的目标数据D1-901、D1-902到D1-1000为例来阐释第一数据处理器105是如何更新最近的数量为Q的多个目标数据：考虑到第一数据处理器105采集到第1000个数据D1-1000之后还会持续采集数据而不会停留，但是第一数据处理器105仅仅值保留Q个数据，所以第一数据处理器105必须建立一套规则来丢弃旧数据和添加新数据，总的数量Q仍然不变。随着第一数据处理器105记录采样的目标数据集合中每新增加一个数据量，第一数据处理器105也随之删除存储模块保存的数量为Q的目标数据中时间最远的一个数据量，并添加该新增加的一个数据量。假设第一数据处理器105采集到第1000个数据D1-1000之后，下一个采集周期TSA第一数据处理器105继续又接着采集了第1001个数据D1-1001，第一数据处理器105随之删除存储模块保存的数量为Q的目标数据中时间最远的一个数据量即D1-901，并添加该新增加的一个数据量即D1-1001，此情况下，第一数据处理器105利用存储模块保存被记录下的一系列目标数据集合中的在时间上最近的数量为Q的多个目标数据，就变成了当前的第902次采集的第902个数据D1-902直至推算到第1001次采集到的第1001个的数据D1-1001，数据D1-902数到D1-1001仍然是Q=100个数据。

参见图6，在一个可选的但非必须的实施例中，每一个第一数据处理器105在与其配对的光伏组件101进入指定的工作模式下才向第二数据处理器320发送时间戳TIS中实时性标记符号MA为历史态的历史数据。该指定的工作模式包括：光伏组件101的电流不在电流期望值范围IRANGE1-IRANGE2内，和/或光伏组件101的电压不在电压期望值范围VRANGE1-VRANGE2内。或者说该指定的工作模式包括：光伏组件所在/所属的电池串组PV的电流不在串级电流期望值范围ISRANGE1-ISRANGE2内，和/或光伏组件所属的电池串组的电压不在串级电压期望值范围VSRANGE1-VSRANGE2内。上述的方法中，作为可选的实施方案，计时策略包括：二进制数组中的一部分选定二进制位例如第二组二进制位随着时间的推移而从0开始而每过一个计时周期（例如以秒或分钟或小时为单位的时间段）加二进制的1，时间戳TIS中的实时性标记符号在该一部分选定二进制位累计加1至全部为1或称为溢出时，就从实时态切换成历史态，该一部分选定二进制溢出后就强制清零归位为0并重新按照计时周期的规则来加1。

参见图6，在一个可选的实施例中，光伏组件监测数据分时数据回传：由于电力线载波信号可能影响组件发电，可以设计了如下方法避免其影响发电：等待发电系统处于非发电状态具有监测功能的第一处理器105或优化器上的第一处理器105才控制其对应的载波收发模块CM发送载波信号传输数据。在光伏电池处于发电状态时，具有监测功能的监测仪带有的第一处理器105或优化器的第一处理器105上的载波收发模块CM才可以处于能接收载波的状态，但不回传数据。具体实现：第一数据处理器105每隔10分钟这样的采集周期而记录一次目标数据（数据例如是电压、电流、温度等），这个数据是采集周期这个10分钟的平均值，同时把这组数据用一个时标打标记-即加时间戳。图6中的高八位和低八位如采用的时标是16bit的，格式是TCCC_NNNN_NNNN_NNNN，具体定义如下：最高位T为实时性标记符号/实时标记，它为0时表示是历史数据，它为1时表示是当前数据。T标记为1的称为实时数据和T标记为0的称为历史数据。要求实时数据每隔一个发送周期例如10分钟发送一次，历史数据是在条件允许例如光伏组件进入指定的工作模式的情况下才发送的。接下来的三位CCC位为第一组二进制位/组编号，优化器或监测仪器带有的第一处理器105每复位一次（每次上电后至少维持10分钟的采集周期才算有效上电，因为这时才生成第一个数据），其第一组二进制位/组编号加1，相当于即每次上电以后同一时期采集的所有的数据的第一组二进制位/组编号保持同步。时间戳中的后12位NNNN_NNNN_NNNN表示第二组二进制位/组内序列号。每次优化器或监测仪器带有的第一处理器105重新启动后，第二组二进制位/组内序列号都从0开始变化并且变化规则为：以每隔10分钟这样的刷新时段此组内序列号加二进制的1。在可选的实施例中时间戳中的组内序列号因为有12bit，所以基本上可以表示优化器或监测仪器带有的第一处理器105可以采样和记录28天的数据或说它能够连续工作28天。另外在其他可选的实施例中，优化器或监测仪器带有的第一处理器105用自己EEPROM或外部存储器记录最近的64个数据（称为历史数据），这64个历史数据并不是一定是第一数据处理器105前后相邻两次重新启动复位之间的某个时间段的同一组数据，中间也有可能有复位的情况，所以这64个历史数据中的部分数据可以是某次重启复位之前的采样数据以及这64个历史数据的另一部数据可能是某同一次重启之后的采样数据。在另外的可选实施例中，可以划分64组时间并藉此可以表示10个小时的情况。优化器或监测仪带有的第一数据处理器105在光伏组件进入指定的工作模式下/条件许可时就循环发送64个前述的历史数据，这里指定工作模式或发送条件可以设定。譬如：数据发送条件根据应用产品不同而不同，如监测仪的发送条件是组件的电压低于某个值VRANGE1，或组件的电压高于某个值VRANGE2。在一个可选的实施例中，这Q=64个定义为历史数据会重复的主动发送，发送的次数可以不定是任意的。格式TCCC_NNNN_NNNN_NNNN的时间戳来应用到16位二进制数组H8-L1并不是唯一的选择方式，数据处理器的最高位数不同而导致时间戳TIS的二进制数组位数也可以不同，如64位或32位或8位等。任意第一数据处理器105每隔一个发送周期TSE即向第二数据处理器320发送一次时间戳中实时标记符号为实时态（H8=1）的实时数据、任意第一数据处理器105在与其配对的光伏组件进入指定的工作模式下（满足许可条件ALLO）才向第二数据处理器320发送时间戳中实时性标记符号为历史态（H8=0）的历史数据。

以上通过说明和附图的内容，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述发明提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言在阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims

1.一种传送光伏组件实时数据和历史数据的方法，其特征在于，包括：

第一数据处理器还将目标数据均以时间戳标记；

利用数据接收端配置的第二数据处理器和一系列不同的光伏组件各自所配置的第一数据处理器建立通信；

每一个第一数据处理器在与其配对的光伏组件进入指定的工作模式下才向第二数据处理器发送时间戳中实时性标记符号为历史态的历史数据；

第一发电阶段为电池串组提供的实际电压不低于预期的电压和/或实际电流不低于预期的电流的正常发电阶段；

第二发电阶段为电池串组提供的实际电压低于预期的电压和/或实际电流低于预期的电流的非正常发电阶段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

第一数据处理器将目标数据以时间戳标记的方式包括：

时间戳标示为二进制数组；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

在二进制数组中至少设定第二组二进制位；

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

第一数据处理器利用一个存储模块保存被记录下的一系列目标数据集合中的在时间上最近的数量为Q的多个目标数据，Q为自然数，它们的实时性标记符号变成历史态；

随着目标数据集合中每新增加一个数据量，第一数据处理器也随之删除存储模块保存的数量为Q的目标数据中时间最远的一个数据量，并添加该新增加的一个数据量。