CN109511098A - 光伏电力交易系统及分布式光伏电站 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种光伏电力交易系统以及分布式光伏电站。光伏电力交易系统包括多个采集装置、NB‑IOT基站及服务系统；多个采集装置分别设置于不同的光伏电站发电设备上，用于采集光伏电站发电设备的发电状态数据，NB‑IOT基站与多个采集装置通信连接，NB‑IOT基站还与所述服务系统通信连接，用于接收多个所述采集装置发送的所述发电状态数据并发送给所述服务系统；所述服务系统用于接收所述发电状态数据并存储。本申请实施例中，采用NB‑IOT基站来将采集装置采集的发电状态数据转发给服务系统，从而能够实时监测分布式光伏电站的运行状态，有利于分布式光伏电站的精准维护，综合发电效率可提升25％。

Description

光伏电力交易系统及分布式光伏电站
技术领域
本申请涉及互联网技术领域，具体而言，涉及一种光伏电力交易系统及分布式光伏电站。
背景技术
随着新能源的大力发展和市场的日趋成熟，光伏发电技术的内在竞争力得到大幅提升，作为当今理想的新型能源之一的太阳能，正得到广泛的应用。
拥有光伏电站的个人用户进行电力交易时，往往需要先将用户的光伏电站发电信息等发送给第三方，然后在第三方进行电力交易。现有技术中，往往采用的是直接通过无线通信模块通过远程通信直接将发电信息等数据发送给服务端。由于光伏设备距离服务端的距离往往比较远，为了保证光伏设备的数据能够正常传输到服务端，无线发送模块工作时的发送功率往往较大，因此对电能的消耗也非常大。在分布式光伏电站中，由于需要传输数据的模块多，各个模块传输电能时，产生的能耗更是不容小觑。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种光伏电力交易系统，所述系统包括：多个采集装置、NB-IOT基站及服务系统；
所述多个采集装置分别设置于不同的光伏电站发电设备，用于采集光伏电站发电设备的发电状态数据，所述发电状态数据包括所述电池组件的状态参数、逆变器的状态参数、电表的状态参数以及用于识别所述电表的标识信息；
所述NB-IOT基站与多个所述采集装置通信连接，所述NB-IOT基站还与所述服务系统通信连接，用于接收多个所述采集装置发送的所述发电状态数据并发送给所述服务系统；
所述服务系统用于接收所述发电状态数据并存储。
可选地，所述采集装置包括采集模块和网络连接模块，所述采集模块用于采集所述发电状态数据，所述采集模块与所述网络连接模块连接，所述网络连接模块用于接收所述发电状态数据并发送所述发电状态数据。
可选地，所述网络连接模块包括控制单元和发送单元，所述控制单元与所述发送单元连接，用于在所述发送单元发送完所述发电状态数据后进入休眠状态，或者，控制所述发送单元在需要发送所述发电状态数据时，从休眠状态进入唤醒状态。
可选地，所述发送单元为NB-IOT单元。
可选地，所述服务系统包括服务端以及与所述服务端通信连接的多个用户终端，所述服务端与所述NB-IOT基站可通信连接，用于接收所述发电状态数据；所述用户终端用于接收用户的操作指令以进行电力交易以及保存所述用户的交易信息。
本申请的另一目的在于提供一种分布式光伏电站，包括光伏电力交易系统、多个光伏电站发电设备，所述光伏电力交易系统包括，多个采集装置、NB-IOT基站及服务系统；
所述多个采集装置分别设置于不同的光伏电站发电设备，用于采集光伏电站发电设备的发电状态数据，所述发电状态数据包括所述电池组件的状态参数、逆变器的状态参数、电表的状态参数以及用于识别所述电表的标识信息；
所述NB-IOT基站与多个所述采集装置通信连接，所述NB-IOT基站还与所述服务系统通信连接，用于接收多个所述采集装置发送的所述发电状态数据并发送给所述服务系统；
所述服务系统，用于接收所述发电状态数据并控制电力交易；
所述光伏电站发电设备包括依次连接的电池组件、逆变器以及电表。
可选地，所述采集装置包括采集模块和网络连接模块，所述采集模块用于采集所述发电状态数据，所述采集模块与所述网络连接模块连接，所述网络连接模块用于接收所述发电状态数据并发送所述发电状态数据。
可选地，所述网络连接模块包括控制单元和发送单元，所述控制单元与所述发送单元连接，用于在所述发送单元发送完所述发电状态数据后进入休眠状态，或者，控制所述发送单元在需要发送所述发电状态数据时，从休眠状态进入唤醒状态。
可选地，所述发送单元为NB-IOT单元。
可选地，所述服务系统包括服务端以及与所述服务端通信连接的多个用户终端，所述服务端与所述NB-IOT基站可通信连接，用于接收所述发电状态数据；所述用户终端用于接收用户的操作指令以进行电力交易以及保存所述用户的交易信息。
相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：
本申请实施例通过构建包括采集装置、NB-IOT基站以及服务系统的光伏电力交易系统以及分布式光伏电站，并将采集装置设置在光伏电站发电设备端以采集光伏电站发电设备的发电状态数据，并通过基站来接收采集装置采集的光伏电站发电设备的发电状态数据，从而使得采集装置的发送功率大大减小，进而能够极大地减小分布式光伏电站中采集装置的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的光伏电力交易系统的结构示意框图；
图2为本申请实施例提供的采集装置的结构示意框图；
图3为本申请实施例提供的光伏电力交易系统的连接结构示意图；
图4为本申请实施例提供的UTXO的交易状态示意图。
图标：100-采集装置；110-采集模块；120-网络连接模块；121-控制单元；122-发送单元；200-NB-IOT基站；300-服务系统；310-物联网服务器；320-区块链存储设备；330-网络服务器；340-移动终端；350-PC终端。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参见图1，图1是本申请实施例提供的一种光伏电力交易系统，所述光伏电力交易系统包括：多个采集装置100、NB-IOT基站200及服务系统300。
所述多个采集装置100分别设置于不同的光伏电站发电设备，用于采集光伏电站发电设备的发电状态数据，所述发电状态数据包括所述电池组件的状态参数、逆变器的状态参数、电表的状态参数以及用于识别所述电表的标识信息。其中，不同的光伏设备可以是同一个分布式光伏电站中的多个光伏电站发电设备。所述NB-IOT基站200与多个所述采集装置100通信连接，所述NB-IOT基站200还与所述服务系统300通信连接，用于接收多个所述采集装置100发送的所述发电状态数据并发送给所述服务系统300；所述服务系统300用于接收所述发电状态数据并存储。
本实施例中，电池组件的状态参数可以包括电池组件的发电电压、发电电流或者发电功率。逆变器的状态参数可以包括逆变器的输入电流、输入电压、输入功率、电网电压、电网电流、电网频率、并网电流或者并网功率。电表的状态参数包括电表的电流规格以及电力的输入输出量。标识信息可以是用户ID或者其他能够唯一标识用户的信息。
本实施例中，设置多个采集设备采集各个光伏电站发电设备的发电状态信息，然后多个采集装置100将光伏电站发电设备的发电状态数据发送到NB-IOT基站200中，从而通过NB-IOT基站200将发电状态数据传输到服务系统300。由于采集装置100与NB-IOT基站200的距离并不远，因此，采集装置100发送发电状态数据时，并不需要太大的发射功率，因此，能够降低设备的能耗，使得光伏系统的发电更为有效。
此外，本申请实施例中，所采集的状态数据不仅包括逆变器的状态参数据，还包括各个电池组件的状态参数，因此，本申请的方案能更好地对电池组件进行监控，从而使得维护人员能更及时地发现电池组件的故障。
请参见图2，可选地，所述采集装置100包括采集模块110和网络连接模块120，所述采集模块110与所述网络连接模块120连接，所述采集模块110用于采集所述发电状态数据，所述网络连接模块120用于接收所述发电状态数据并发送所述发电状态数据。
本实施例中，采集装置100包括采集模块110和网络连接模块120，采集模块110采集发电状态数据后，会传输给网络连接模块120，从而通过网络连接模块120发送出去。
本申请中，采集模块110可以包括多个传感器，还可以包括用于处理多个所述传感器所采集的信号的处理单元，其中，处理单元可以是，但不限于滤波单元或者模数转换单元。
所述采集模块110也可以包括电流表或者电压表等，通过电流表或者电压表来采集光伏电站发电设备的各处电流或者电压值。
本实施例中，发电状态数据可以是传感器、电流表或者电压表等所采集的数据，也可以是传感器、电流表或者电压表等所采集的数据经过一些处理后生成的数据。
本实施例中，对分布式光伏电站的状态数据进行采集，能够实时监测光伏电站的运行状态，有利于分布式光伏电站的精准维护，从而使分布式光伏电站的综合发电效率可提升25％。
请继续参照图2，本实施例中，所述网络连接模块120可以包括控制单元121和发送单元122，所述控制单元121与所述发送单元122连接，用于在所述发送单元122发送完所述发电状态数据后进入休眠状态，或者，控制所述发送单元122在需要发送所述发电状态数据时，从休眠状态进入唤醒状态。
本实施例通过控制单元121来控制发送单元122，在有需要发送的发电状态数据时，使发送单元122处于唤醒状态并工作。在发送单元122发送完发电状态数据后，使发送单元122进入休眠状态，从而能够大大节约电量。
本实施例中，所述发送单元122可以是NB-IOT单元。
由于NB-IOT单元具有低功耗的特点，因此本实施例中，采用NB-IOT单元来进行通信能够进一步降低发送发电状态数据过程中的能耗。
可选地，所述服务系统300包括服务端以及与所述服务端通信连接的多个用户终端，所述服务端与所述NB-IOT基站200可通信连接，用于接收所述发电状态数据；所述用户终端用于接收用户的操作指令以进行电力交易以及保存所述用户的交易信息。其中，每个服务端可以连接多个NB-IOT基站200。
具体地，本实施例中，服务系统300中的用户终端与服务端连接，使得各个用户终端可以从服务器上获取各个交易系统中各个采集装置100所采集的电力状态数据。
本申请的另一目的在于提供一种分布式光伏电站，包括光伏电力交易系统、多个光伏电站发电设备，所述光伏电力交易系统包括，多个采集装置100、NB-IOT基站200及服务系统300。所述多个采集装置100分别设置于不同的光伏电站发电设备，用于采集光伏电站发电设备的发电状态数据，所述发电状态数据包括所述电池组件的状态参数、逆变器的状态参数、电表的状态参数以及用于识别所述电表的标识信息。所述NB-IOT基站200与多个所述采集装置100通信连接，所述NB-IOT基站200还与所述服务系统300通信连接，用于接收多个所述采集装置100发送的所述发电状态数据并发送给所述服务系统300。所述服务系统300，用于接收所述发电状态数据并控制电力交易。所述光伏电站发电设备包括依次连接的电池组件、逆变器以及电表。
本实施例中，由于采集装置100直接将发电状态数据发送给NB-IOT基站，因此，采集装置100的发射功率大大减小，从而使得，分布式光伏电站中，发电设备侧的电量消耗大大减小，进而使得光伏电站发电设备的输出电量得到提高。
可选地，本实施例中，所述采集装置100包括采集模块110和网络连接模块120，所述采集模块110用于采集所述发电状态数据，所述采集模块110与所述网络连接模块120连接，所述网络连接模块120用于接收所述发电状态数据并发送所述发电状态数据。
可选地，所述网络连接模块120包括控制单元121和发送单元122，所述控制单元121与所述发送单元122连接，用于在所述发送单元122发送完所述发电状态数据后进入休眠状态，或者，控制所述发送单元122在需要发送所述发电状态数据时，从休眠状态进入唤醒状态。
可选地，所述发送单元122为NB-IOT单元。
可选地，所述服务系统300包括服务端以及与所述服务端通信连接的多个用户终端，所述服务端与所述NB-IOT基站200可通信连接，用于接收所述发电状态数据；所述用户终端用于接收用户的操作指令以进行电力交易以及保存所述用户的交易信息。
本实施例中，对分布式光伏电站的状态数据进行采集，能够实时监测分布式光伏电站的运行状态，有利于分布式光伏电站的精准维护，从而使光伏电站的综合发电效率可提升25％。
请参照图3，所述光伏电力交易系统的具体结构可以包括多个采集装置100，多个采集装置100连接到一个基站，每个基站都通过核心网连接到服务端，服务端与区块链存储设备320连接，区块链存储设备320与网络服务器330连接，网络服务器330与移动终端340或者PC终端350连接。
以下以包括采集装置100、NB-IOT基站200、服务端以及多个用户端的光伏电力交易系统来详细地阐述电力交易的完整过程。
光伏电力交易系统中包括多个NB-IOT基站200，每个NB-IOT基站200各自连接多个采集装置100。每个采集装置100设置在一个光伏电站发电设备中以采集该光伏电站发电设备的发电状态数据，所述发电状态数据包括所述电池组件的状态参数、逆变器的状态参数、电表的状态参数以及用于识别所述电表的标识信息，然后将这些发电状态数据通过无线网络发送给与该采集装置100通信连接的NB-IOT基站200。多个NB-IOT基站200再将各自接收到的发电状态数据通过无线网络传输给服务端。服务端便将这些数据记录下来并保存到区块链中。区块链保存在多个区块链存储设备320，其中，区块链存储设备320可以是用户终端。
用户终端可以是电表，每个电表均对应一个标识信息，其中，电表可以是智能电表，智能电表能够用于存储数据。初始状态的智能电表上存储有与该智能电表的标识信息对应的未花费的交易输出(Unspent Transaction Output，简称UTXO)，因此，在售卖者与购买者之间进行电能交易时，售卖者会通过验证UTXO的控制权来验证售卖者是否有该智能电表的控制权。
当售卖者的用户终端发起售卖交易时，便将售卖信息传输至服务端。当购买者需要购买电能时，便发送购买信息，然后根据购买信息从服务端中查询用户的售卖信息。
具体地，在进行电力交易的前一个阶段，售卖者的用户终端根据接收到的操作指令，会取出自己的公钥，然后向整个光伏电力交易系统发送一个用自己的公钥签名后的随机数。购买电能的用户接收到售卖者方发送的公钥签名后的随机数后，再采用自己的私钥签名，然后发送回售卖者，售卖者的用户终端接收到经过购买者用私钥签名的随机数后，会对购买者签名的结果进行判断，如果购买者签名的结果正确，那么，说明购买者持有正确的钥匙，验证通过，也就是说，购买者具有相应的UTXO的控制权。此时，售卖者的用户终端便与购买者的用户终端进行下一步的电力交易。
采用区块链技术进行电力交易，确保了电力交易的低成本和安全性。所述电力交易方法，是基于上述分布式光伏电站，利用区块链技术，采用2/3签名机制和UTXO(未消费的交易输出)模型，对电力进行点对点交易，在保证交易安全的情况下，简化了当前能源交易的多层次复杂结构。
请参见图4，图4是确认购买者具有UTXO的控制权后的交易过程，该过程中，由于已经通过创建协议数据结构，将智能电表的标识信息植入到UTXO中，因此，此时该协议化的UTXO便存在于区块链上，从而形成一个正常的电力交易数据。在电力交易数据中包含：交易输入，交易输出等，具体如下所示：
图4中，第1个交易#1001号交易是购买者A放入一笔新钱1000元，并且在交易输出的收款人地址一栏写上自己的地址addr1,这个交易完成后被区块链各个节点接受，经过确认后永远被存储。
过了几天，购买者A打算支付100元给售卖者B，于是发起#2001号交易，这个交易的资金来源写着“#1001(1)”，在本交易执行完毕后，售卖者B有100元，其收款地址为addr2。为了消耗剩下的900元，A把剩余的那900元支付给自己。
采用同样的方式，购买者支付200元给售卖者C，于是发起了#3001号交易，交易结束后，售卖者C有200元，其收款地址为addr3，剩余的700元仍存入A的账户地址addr1。
在上述交易中，可以在交易数据中插入交易的协议信息，主要包括协议的识别标识、签名规则、公钥信息等。
综上所述，本申请实施例通过构建包括采集装置、NB-IOT基站以及服务系统的光伏电力交易系统，并将采集装置设置在光伏电站发电设备端以采集光伏电站发电设备的发电状态数据，并通过基站来接收采集装置采集的光伏电站发电设备的发电状态数据，从而使得采集装置的发送功率大大减小，进而能够极大地减小分布式光伏电站中采集装置的能耗。此外，本申请实施例方案能够实时监测分布式光伏电站的运行状态，有利于分布式光伏电站的精准维护，综合发电效率可提升25％。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光伏电力交易系统，其特征在于，所述系统包括：多个采集装置、NB-IOT基站及服务系统；
所述多个采集装置分别设置于不同的光伏电站发电设备，用于采集光伏电站发电设备的发电状态数据，所述发电状态数据包括电池组件的状态参数、逆变器的状态参数、电表的状态参数以及用于识别所述电表的标识信息；
所述NB-IOT基站与多个所述采集装置通信连接，所述NB-IOT基站还与所述服务系统通信连接，用于接收多个所述采集装置发送的所述发电状态数据并发送给所述服务系统；
所述服务系统用于接收所述发电状态数据并存储。
2.根据权利要求1所述的光伏电力交易系统，其特征在于，所述采集装置包括采集模块和网络连接模块，所述采集模块用于采集所述发电状态数据，所述采集模块与所述网络连接模块连接，所述网络连接模块用于接收所述发电状态数据并发送所述发电状态数据。
3.根据权利要求2所述的光伏电力交易系统，其特征在于，所述网络连接模块包括控制单元和发送单元，所述控制单元与所述发送单元连接，用于在所述发送单元发送完所述发电状态数据后进入休眠状态，或者，控制所述发送单元在需要发送所述发电状态数据时，从休眠状态进入唤醒状态。
4.根据权利要求3所述的光伏电力交易系统，其特征在于，所述发送单元为NB-IOT单元。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光伏电力交易系统，其特征在于，所述服务系统包括服务端以及与所述服务端通信连接的多个用户终端，所述服务端与所述NB-IOT基站可通信连接，用于接收所述发电状态数据；所述用户终端用于接收用户的操作指令以进行电力交易以及保存所述用户的交易信息。
6.一种分布式光伏电站，其特征在于，包括光伏电力交易系统、多个光伏电站发电设备，所述光伏电力交易系统包括，多个采集装置、NB-IOT基站及服务系统；
所述多个采集装置分别设置于不同的光伏电站发电设备，用于采集光伏电站发电设备的发电状态数据，所述发电状态数据包括电池组件的状态参数、逆变器的状态参数、电表的状态参数以及用于识别所述电表的标识信息；
所述NB-IOT基站与多个所述采集装置通信连接，所述NB-IOT基站还与所述服务系统通信连接，用于接收多个所述采集装置发送的所述发电状态数据并发送给所述服务系统；
所述服务系统，用于接收所述发电状态数据并控制电力交易；
所述光伏电站发电设备包括依次连接的电池组件、逆变器以及电表。
7.根据权利要求6所述的分布式光伏电站，其特征在于，所述采集装置包括采集模块和网络连接模块，所述采集模块用于采集所述发电状态数据，所述采集模块与所述网络连接模块连接，所述网络连接模块用于接收所述发电状态数据并发送所述发电状态数据。
8.根据权利要求7所述的分布式光伏电站，其特征在于，所述网络连接模块包括控制单元和发送单元，所述控制单元与所述发送单元连接，用于在所述发送单元发送完所述发电状态数据后进入休眠状态，或者，控制所述发送单元在需要发送所述发电状态数据时，从休眠状态进入唤醒状态。
9.根据权利要求8所述的分布式光伏电站，其特征在于，所述发送单元为NB-IOT单元。
10.根据权利要求6-9任一项所述的分布式光伏电站，其特征在于，所述服务系统包括服务端以及与所述服务端通信连接的多个用户终端，所述服务端与所述NB-IOT基站可通信连接，用于接收所述发电状态数据；所述用户终端用于接收用户的操作指令以进行电力交易以及保存所述用户的交易信息。
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