CN110855326A - 一种光伏方阵区组件级电力载波通信系统及其工作方法 - Google Patents

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肖海斌
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高虎
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Abstract

本发明公开的一种光伏方阵区组件级电力载波通信系统及其工作方法，属于光伏发电技术领域。以光伏组串中组串通信模块和每个光伏组件对应的组件电力载波通信模块为基本单元，构成了光伏方阵区组件级电力载波通信网络。每一光伏组件电力载波模块负责采集和发出电力载波信号；组串通信模块负责采集下个光伏组件电力载波模块发来的电力载波数据并打包组串数据上传至上一级通信节点。由于电力载波信号衰减较大，为保证通信可靠性，每个组件电力载波模块只与其相邻的组件电力载波模块通信，而组串通信模块只与光伏组串中首、末组件电力载波通信模块通信，规避了电力载波通信信号衰减速度过快造成的通信不稳定问题，实现光伏方阵区的组件级可靠通信。

Description

一种光伏方阵区组件级电力载波通信系统及其工作方法
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏方阵区组件级电力载波通信系统及其工作方法。
背景技术
光伏方阵区组件级通信是未来智能光伏发展的必然要求，首先相对成熟的485通信形式，一方面其通信模块价格较高，另一方面需要单独布线且节点较多，限制了485通信在光伏方阵区组件级通信中的应用。无线方案也是一种可选方式，但是组件级数据节点数量巨大，需要多级无线路由，且IP配置工作量大。同时现场遮挡物多，数据干扰大，组件级数据接入困难。电力载波通讯无需额外布线和设置无线路由，硬件系统最为简单，同时安装最为便利。但是由于现场电磁环境复杂，电力载波信号衰减较大且面临非常大的干扰，也影响通信质量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种光伏方阵区组件级电力载波通信系统及其工作方法，规避了电力载波通信信号衰减速度过快造成的通信不稳定问题，实现光伏方阵区的组件级可靠通信。
本发明通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种光伏方阵区组件级电力载波通信系统，在光伏方阵区的光伏组串中，每个光伏组件均连接有1个用于采集光伏组件实时工况的组件电力载波通信模块，每个组件电力载波通信模块均与其相邻的组件电力载波通信模块通信互联；光伏组串中首、末组件电力载波通信模块分别连接有组串通信模块；组串通信模块与上一级通信节点通信互联。
优选地，组件电力载波通信模块单独集成在光伏组件的接线盒、电流电压传感器或功率优化器上。
优选地，组串通信模块集成在汇流箱支路或组串式逆变器支路上。
优选地，组串通信模块为电力载波通信模块、RS485通信模块或无线通信模块。
优选地，光伏方阵区中每个光伏组串中组件电力载波通信模块的载波频率不同。
优选地，上一级通信节点为汇流箱级通信节点或组串式逆变器级通信节点。
本发明公开了上述光伏方阵区组件级电力载波通信系统的工作方法，包括：光伏方阵区的光伏组串中的每个光伏组件连接的组件电力载波通信模块采集对应光伏组件的实时工况数据并接收相邻组件电力载波通信模块传输的实时工况数据，整个光伏组串中所有光伏组件的实时工况数据在光伏组串中首、末组件电力载波通信模块汇总后发送至组串通信模块，组串通信模块将光伏组串中所有光伏组件的实时工况数据上传至上一级通信节点。
进一步地，光伏组串中的相邻组件电力载波通信模块之间采用握手法进行通信。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种光伏方阵区组件级电力载波通信系统，以光伏组串中组串通信模块和每个光伏组件对应的组件电力载波通信模块为基本单元，构成了光伏方阵区组件级电力载波通信网络。其中每一光伏组件电力载波模块负责采集和发出电力载波信号；组串通信模块负责采集光伏组串中下个光伏组件电力载波模块发来的电力载波数据并打包组串数据上传至上一级通信节点。由于电力载波信号衰减较大，为保证通信可靠性，每个组件电力载波模块只与其相邻的组件电力载波模块通信，而组串通信模块只与光伏组串中首、末组件电力载波通信模块通信，规避了电力载波通信信号衰减速度过快造成的通信不稳定问题，实现光伏方阵区的组件级可靠通信。
进一步地，组串通信模块为电力载波通信模块、RS485通信模块或无线通信模块，因为组串通信模块只与光伏组串中首、末组件电力载波通信模块通信，数据节点已大幅度减少，通信形式不再局限于电力载波通信，可以根据实际需要选择通信模式。
进一步地，光伏方阵区中每个光伏组串中组件电力载波通信模块的载波频率不同，可以根据电磁环境选择不同的通信载波频率，保证最佳的通信效果。
本发明公开的上述光伏方阵区组件级电力载波通信系统的工作方法，自动化程度高，通信可靠性高。
进一步地，光伏组串中的相邻组件电力载波通信模块之间采用握手法进行通信，避免因为长组串电力载波通信信号强度逐级衰减而丢失数据包的情况。
附图说明
图1为本发明的光伏组串内组件级电力载波通信原理图；
图2为本发明的光伏方阵区组件级数据采集系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述：
图1为本发明的光伏组串内组件级电力载波通信原理图，在光伏方阵区的光伏组串中，每个光伏组件均连接有1个用于采集光伏组件实时工况的组件电力载波通信模块，组件电力载波通信模块单独集成在光伏组件的接线盒、电流电压传感器或功率优化器上。
电力载波通信模块可以采用MC13250023。
每个组件电力载波通信模块均与其相邻的组件电力载波通信模块采用握手法进行通信。光伏组串中首、末组件电力载波通信模块分别连接有组串通信模块，组串通信模块集成在汇流箱支路或组串式逆变器支路上，组串通信模块为电力载波通信模块、RS485通信模块或无线通信模块。当组串通信模块也使用电力载波通信模块时，组件电力载波模块与组串电力载波模块之间的通信载波频率可调，且每一组串可根据电磁环境选择不同的通信载波频率。
如图2，组串通信模块与上一级通信节点通信互联，上一级通信节点为汇流箱级通信节点或组串式逆变器级通信节点，最终将数据汇集至控制中心。
本发明的光伏方阵区组件级电力载波通信系统在工作时：
光伏方阵区的光伏组串中的每个光伏组件连接的组件电力载波通信模块采集对应光伏组件的实时工况数据并接收相邻组件电力载波通信模块传输的实时工况数据，整个光伏组串中所有光伏组件的实时工况数据在光伏组串中首、末组件电力载波通信模块汇总后发送至组串通信模块，组串通信模块将光伏组串中所有光伏组件的实时工况数据上传至上一级通信节点。
下面以具体实施例对本发明的光伏方阵区组件级电力载波通信系统及其工作方法进行进一步的解释：
如图1所示，光伏方阵区组件级电力载波通信网络以单个组串为最小基本单元。该基本单元包含组串电力载波通讯模块11和每一光伏组件电力载波通讯模块21、22、23…2n。其中n为组串内串联的光伏组件个数。每一光伏组件电力载波模块21、22、23…2n负责采集和发出电力载波信号。组串电力载波通讯模块11负责采集组串下各组件电力载波模块发来的电力载波数据并打包组串数据上传。组串内第1个组件电力载波模块21到第n个电力载波模块2n之间采用握手法进行通信，即相邻两个组件电力载波模块相互通信。如第7个组件电力载波模块27采集到前一个组件电力载波模块26的数据后与自己的数据打包传递给后一个组件电力载波模块28，最终在电力载波模块21和2n汇总。组串电力载波模块只与第1和第n组件电力载波模块(21和2n)直接通信。21和2n电力载波模块汇总组串内所有组件数据后传送给组串电力载波模块11。
如图2，光伏方阵区中每个组串电力载波模块与上级节点通信上传数据后，最终将所有数据汇集至控制中心。
需要说明的是，实施例中所述仅是本发明的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种光伏方阵区组件级电力载波通信系统，其特征在于，在光伏方阵区的光伏组串中，每个光伏组件均连接有1个用于采集光伏组件实时工况的组件电力载波通信模块，每个组件电力载波通信模块均与其相邻的组件电力载波通信模块通信互联；光伏组串中首、末组件电力载波通信模块分别连接有组串通信模块；组串通信模块与上一级通信节点通信互联。
2.根据权利要求1所述的光伏方阵区组件级电力载波通信系统，其特征在于，组件电力载波通信模块单独集成在光伏组件的接线盒、电流电压传感器或功率优化器上。
3.根据权利要求1所述的光伏方阵区组件级电力载波通信系统，其特征在于，组串通信模块集成在汇流箱支路或组串式逆变器支路上。
4.根据权利要求1所述的光伏方阵区组件级电力载波通信系统，其特征在于，组串通信模块为电力载波通信模块、RS485通信模块或无线通信模块。
5.根据权利要求1所述的光伏方阵区组件级电力载波通信系统，其特征在于，光伏方阵区中每个光伏组串中组件电力载波通信模块的载波频率不同。
6.根据权利要求1所述的光伏方阵区组件级电力载波通信系统，其特征在于，上一级通信节点为汇流箱级通信节点或组串式逆变器级通信节点。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的光伏方阵区组件级电力载波通信系统的工作方法，其特征在于，包括：
光伏方阵区的光伏组串中的每个光伏组件连接的组件电力载波通信模块采集对应光伏组件的实时工况数据并接收相邻组件电力载波通信模块传输的实时工况数据，整个光伏组串中所有光伏组件的实时工况数据在光伏组串中首、末组件电力载波通信模块汇总后发送至组串通信模块，组串通信模块将光伏组串中所有光伏组件的实时工况数据上传至上一级通信节点。
8.根据权利要求7所述的光伏方阵区组件级电力载波通信系统的工作方法，其特征在于，光伏组串中的相邻组件电力载波通信模块之间采用握手法进行通信。
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