CN112017072A - 光伏系统、组串内设备的定位方法和mlpe设备及其排序方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光伏系统、组串内设备的定位方法和MLPE设备及其排序方法，该排序方法中，各MLPE设备先按照预设规律主动发送初始报文，进而根据各初始报文确定自身的累计运行时间排序；然后在各MLPE设备与光伏系统的通信主机建立通信后，将各个所述累计运行时间排序上报至所述通信主机，以使通信主机能够根据各个累计运行时间排序以及光伏系统中各组串内设备的安装顺序确定组串内各个设备的物理位置。因此，在进行MLPE设备定位时无需MLPE设备贴有标签码，且在安装过程中，亦不需要安装工人记录每个MLPE设备的编号，简化了操作过程，节约了操作时间，同时降低了人工成本。

Description

光伏系统、组串内设备的定位方法和MLPE设备及其排序方法
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏系统、组串内设备的定位方法和MLPE设备及其排序方法。
背景技术
目前，在光伏系统中，MLPE(Module level power electronics，组件级电力电子)设备的应用越来越普遍，具体的，该MLPE设备可以用于对光伏组件进行最大功率点跟踪、对光伏组件进行关断开通操作或者用于对光伏组件进行数据采集监控等。
通常情况下，一个或者多个光伏组件配置有一个MLPE设备，因此光伏系统中组件级电力电子设备的数量较多，为了方便后期的维护等工作，需要清楚的获知每个MLPE设备的位置。
现有技术中，通常在每个MLPE设备上贴有对应的标签码(比如二维码、条形码等)，安装人员在各个MLPE设备安装的过程中，撕掉各个MLPE设备的标签码贴在对应的标记有该MLPE设备位置的纸上，在所有MLPE设备均安装完成后，根据贴有标签码的纸将相应的各个MLPE设备的安装位置录入到上位机中。显然，现有技术的方法中确定各个MLPE设备的安装位置的过程过于复杂，操作时间过长，并增加了人工成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种光伏系统、组串内设备的定位方法和MLPE设备及其排序方法，以解决现有技术中存在操作时间长、流程复杂以及人工成本高的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种MLPE设备的排序方法，应用于光伏系统内通信连接的各MLPE设备，所述MLPE设备的排序方法包括：
各MLPE设备按照预设规律发送初始报文；所述初始报文中包括：序列号和累计运行时间；
各MLPE设备根据各初始报文，确定自身的累计运行时间排序；
各MLPE设备与所述光伏系统的通信主机建立通信，并将各个所述累计运行时间排序上报至所述通信主机。
优选的，所述初始报文中还包括：累计运行时间的当前排序；
所述各MLPE设备根据各初始报文，确定自身的累计运行时间排序，包括：
各MLPE设备每次接收到一个排序报文后，均以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较，并根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序。
优选的，所述根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序，包括：
若自身的累计运行时间较短，则将自身的当前排序加1，否则保持自身的当前排序不变；
在预设时间段内，各MLPE设备判断接收到的其他MLPE设备的当前排序是否与自身的当前排序均不相同；
若是，则各MLPE设备以自身最终的当前排序作为自身的累计运行时间排序。
优选的，各MLPE设备每次接收到一个排序报文后，均以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较，并根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序，包括：
各MLPE设备每次接收到一个排序报文后，均存储其他MLPE设备的当前排序，并以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较；
各将比较结果中较短的累计运行时间所对应的MLPE设备的当前排序加1，并进行更新和存储；
在预设时间段内，各MLPE设备判断接收到的其他MLPE设备的当前排序是否均与自身存储的其他MLPE设备的排序相同；
若是，则各MLPE设备以自身最终的当前排序作为自身的累计运行时间排序。
优选的，在所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文之前，还包括：
各MLPE设备同步停止计时。
优选的，所述各MLPE设备同步停止计时，包括：
各MLPE设备在检测到同步停止信号后，同步停止计时。
优选的，所述同步停止信号为：输出电压变化、输出电流变化、输出短路或者特定编码的通信信号中的至少一个。
优选的，所述同步停止信号由光伏系统中各MLPE设备后级的变换器、开关设备、额外增设的同步设备、通信主机或者电网产生。
优选的，所述同步停止信号为输出短路时，所述同步停止信号由所述变换器短接、所述开关设备短接或者组串被手动短接产生。
优选的，所述各MLPE设备同步停止计时后，包括：
各MLPE设备判断是否检测到启动计时信号；
若是，则各MLPE设备恢复计时，直至再次检测到所述同步停止信号后，同步停止计时。
优选的，在所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文之前，还包括：
各MLPE设备在检测到启动计时信号后开始计时。
优选的，各MLPE设备检测到所述启动计时信号的方式为以下至少一种：
各MLPE设备检测到预设的电气上的变化，各MLPE设备发生预设的临时性或永久性的机械上的变化，以及，各MLPE设备接收到通信传输的计时开始信号。
优选的，所述电气上的变化，包括：获取到电能，或者，输入端或输出端发生电参量变化。
优选的，所述临时性或永久性的机械上的变化，包括：预设部件被安装或拆下，预设部件被接通或断开，或者，预设部件的相对状态发生改变。
优选的，所述计时开始信号为激活信号。
优选的，所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文，包括：
各MLPE设备在停止计时后等待随机时长发送初始报文。
优选的，所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文，包括：
各MLPE设备在停止计时后等待各自对应的预设时长发送初始报文。
优选的，所述预设时长为：与所述累计运行时间相关的值，或者，与所述序列号相关的值。
优选的，所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文，包括：
任一MLPE设备上报之后，其他设备根据自身与已上报设备之间的累计运行时间之差，确定自身的上报时间；
各MLPE设备按照所述自身的上报时间发送初始报文。
本发明第二方面还提供了一种组串内设备的定位方法，应用于各MLPE设备通信连接的光伏系统，所述组串内设备的定位方法包括：
如上述任一所述的MLPE设备的排序方法；以及，
所述光伏系统中通信主机根据各个累计运行时间排序以及所述光伏系统中各组串内的设备安装顺序，确定各组串内各个设备的物理位置。
优选的，所述光伏系统中通信主机根据各个累计运行时间排序以及所述光伏系统中各组串内的设备安装顺序，确定各组串内各个设备的物理位置，包括：
所述通信主机将各个所述累计运行时间排序，与各组串内的设备安装顺序一一对应，确定各组串内各个设备的物理位置。
优选的，所述组串内的设备为光伏组件或其后级的MLPE设备。
本发明第三方面提供了一种MLPE设备，包括：主电路、检测模块和控制器；其中：
所述主电路的输入端接收光伏系统中相应光伏组件的电能；
所述主电路的输出端与其他所述MLPE设备的主电路输出端并联或依次串联连接，共同构成所述光伏系统中的一个组串；
所述控制器分别与所述主电路和所述检测模块相连，并与同一组串内其他各所述MLPE设备之间均通信连接，以执行如上述任一所述的MLPE设备的排序方法。
优选的，所述MLPE设备为：功率优化器、关断器或者组件监控器；同一组串内的各个所述主电路的输出端依次串联连接；或者，
所述MLPE设备为：微型逆变器；同一组串内的各个所述主电路的输出端并联连接。
本发明第四方面提供了一种光伏系统，包括：通信主机以及至少一个组串；其中，
所述组串包括多个通过相应MLPE设备实现并联或串联连接的光伏组件；
所述通信主机与各MLPE设备通过通信连接，以实现如上述任一所述的组串内设备的定位方法。
优选的，同一组串内的各个所述主电路的输出端并联连接时，所述光伏系统还包括：变换器，对所述组串的电能进行接收和变换。
优选的，所述通信主机为：光伏系统中的控制器，与所述光伏系统中的控制器通信相连的、近端的控制器，或者，与任一控制器通信连接的远程或云端的服务器或显示终端。
优选的，所述光伏系统中的控制器为独立的系统控制器或者所述变换器的内部控制器。
基于上述本发明实施例提供的一种MLPE设备的排序方法，各MLPE设备先按照预设规律主动发送包含设备序列号和累计运行时间的初始报文，进而根据各初始报文确定自身的累计运行时间排序；然后在与光伏系统的通信主机建立通信后，各MLPE设备将各个所述累计运行时间排序上报至所述通信主机，以使通信主机能够根据各个累计运行时间排序以及光伏系统中各组串内设备的安装顺序确定组串内各个设备的物理位置。因此，在进行MLPE设备定位时无需MLPE设备贴有标签码，且在安装过程中，亦不需要安装工人记录每个MLPE设备的编号，简化了操作过程，节约了操作时间，同时降低了人工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种MLPE设备的排序方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种MLPE设备的排序方法中各MLPE设备确定自身的累计运行时间排序的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种MLPE设备的排序方法中各MLPE设备确定自身的累计运行时间排序的过程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种MLPE设备的排序方法中各MLPE设备的累计运行时间排序与各光伏组件安装顺序的对应关系图；
图5为本发明另一实施例提供的一种MLPE设备的排序方法中各MLPE设备确定自身的累计运行时间排序的另一种方法的流程图；
图6为本发明另一实施例提供的一种MLPE设备的排序方法中各MLPE设备确定自身的累计运行时间排序的过程示意图；
图7为本发明另一实施例提供的另一种MLPE设备的排序方法的流程图；
图8为本发明另一实施例提供的另一种MLPE设备的排序方法的流程图；
图9为本发明另一实施例提供的一种组串内设备的定位方法的流程图；
图10为本发明另一实施例提供的一种MLPE设备的结构示意图；
图11为本发明另一实施例提供的一种MLPE设备为Buck型优化器的结构示意图；
图12为本发明另一实施例提供的一种MLPE设备为关断器的结构示意图；
图13为本发明另一实施例提供的一种光伏系统的结构示意图；
图14为本发明另一实施例提供的一种光伏系统中设置有变换器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，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。
本发明实施例提供了一种MLPE设备的排序方法，以解决现有技术中存在操作时间长、流程复杂以及人工成本高的问题。
该MLPE设备的排序方法应用于光伏系统内通信连接的各MLPE设备，具体通信连接方式不做限定；其流程图如图1所示，包括：
S101、各MLPE设备按照预设规律发送初始报文。
该初始报文中包括：序列号和累计运行时间。
实际应用中，每个MLPE设备均有各自对应的序列号，即ID号；该ID号可以是出厂时烧录的，也可以是在安装使用现场动态分配的。在同一个光伏组串中，每个MLPE设备的ID号是唯一的。
每个MLPE设备自身的内部程序可以记录自身的累积运行时间，累计运行时间越长，则说明相应光伏组件的安装时间越长。
由于各MLPE设备均通信连接，所以各MLPE设备均可发送自身的初始报文，使其他MLPE设备获知；实际应用中，为避免各MLPE设备发送初始报文时发生信号冲突，各MLPE设备应按照相应的预设顺序进行发送；该预设顺序不做具体限定，视其具体应用环境而定即可。
S102、各MLPE设备根据各初始报文，确定自身的累计运行时间排序；
其中，该初始报文除了包括序列号和累计运行时间之外，还包括累计运行时间的当前排序。
需要说明的是，各MLPE设备发送的初始报文中累计运行时间的当前排序初始值默认为1(即排名第1)，举例来说，ID号为A202007030001的MLPE设备1累计运行时间62分钟33秒，当前排序为1，则发送给其他MLPE设备的初始报文可以为：(A202007030001，62min33sec，1)。
具体的，各MLPE设备每次接收到一个排序报文后，均以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较，并根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序。
此时，根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序的方法流程图如图2所示，包括：
S201、若自身的累计运行时间较短，则将自身的当前排序加1，否则保持自身的当前排序不变。
举例说明，MLPE设备1的累计时间为10分钟，当前排序为1；若MLPE设备2的累计运行时间为15分钟，当前排序为1，则当MLPE设备2接收到MLPE设备1的排序报文后，将自身的当前排序变更为2；若MLPE设备2的累计运行时间为5分钟，则当MLPE设备2接收到MLPE设备1的排序报文后，将自身的排序保持为1。
S202、在预设时间段内，各MLPE设备判断接收到的其他MLPE设备的当前排序是否与自身的当前排序均不相同。
其中，该预设时间段可由技术人员根据实际应用场景进行设置，比如，在10分钟内。若判断结果为是，则执行步骤S203。
S203、各MLPE设备以自身最终的当前排序作为自身的累计运行时间排序。
图2所示的确定各MLPE设备的累计运行时间排序的方法可在光伏系统中或者组串中所有MLPE设备的当前排序均不同时终止，例如，某个MLPE设备在持续10分钟内，接收到的所有其他MLPE的排序均与自身当前排序不同，则排序过程终止。否则，每个MLPE设备会持续上报排序报文，以动态调整系统中的各MLPE设备的累计运行时间排序。
具体的，假设某组串中有四个MLPE设备，其排序过程如图3所示，四个MLPE设备依次发送排序报文，图中箭头输出方向表示发送排序报文，箭头输入方向表示接收排序报文，实线框的MLPE设备表示接收排序报文后修改了自身的当前排序，虚线框的MLPE设备则表示自身的当前排序不变。如图3所示，理论上，达到第(5)步时，各MLPE设备的排序已经确定。因此，确定各MLPE设备的累计运行时间排序确定后，执行步骤S103。
S103、各MLPE设备与光伏系统的通信主机建立通信，并将各个累计运行时间排序上报至通信主机。
实际应用中，MLPE设备和通信主机可能不在同一天安装，例如，安装工人在第一天安装了全部MLPE设备和光伏组件，在第二天安装通信主机，而第一天晚上各MLPE设备掉电、第二天早上各MLPE设备重新上电，各个MLPE设备的掉电和上电的时间存在随机性，对累计运行时间的统计产生干扰，则第二天再次运行竞争组网的过程，其得到的排序结果将是不准确的。因此，本实施例在各MLPE设备与光伏系统中的通信主机建立通信之前，各MLPE设备的累计运行时间排序已经确定，即在第一天全部MLPE设备均安装完毕后已确定排序。
本实施例提供的MLPE设备的排序方法，各MLPE设备先按照预设规律主动发送包含设备序列号和累计运行时间的初始报文，进而根据各初始报文确定自身的累计运行时间排序；然后在与光伏系统的通信主机建立通信后，将各个累计运行时间排序上报至通信主机，以使该通信主机能够根据各个累计运行时间排序，将各个组件或MLPE设备与所述光伏系统中各组串内的组件或MLPE设备的安装顺序对应起来，进而确定组串内设备的物理位置。因此，在进行MLPE设备定位时无需MLPE设备贴有标签码，且在安装过程中，亦不需要安装工人记录每个MLPE设备的编号，简化了操作过程，节约了操作时间，同时降低了人工成本。
本发明另一实施例还提供了一种MLPE设备的排序方法，在上述实施例的基础上，除图2所示的方法之外，各MLPE设备每次接收到排序报文后，均以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较，并根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序的方法还可如图5所示，包括：
S211、各MLPE设备每次接收到一个排序报文后，均存储其他MLPE设备的当前排序，并以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较。
S212、各MLPE设备将比较结果中较短的累计运行时间所对应的MLPE设备的当前排序加1，并进行更新和存储。
比如，若自身的累计运行时间较短，则将自身的当前排序加1；若自身的累计运行时间较长，则保持自身的当前排序不变，并将其他MLPE设备的当前排序加1；在实现对于各MLPE设备当前排序的更新后，再将各MLPE设备的当前排序进行存储。
上述图2所示的方法中，执行第(5)步时，各MLPE设备其实并不知道排序是否完成，仍会多次发送排序报文进行确定。因此，若各MLPE设备在接收其他MLPE设备的排序报文更新自身的当前排序的同时，能够存储各MLPE设备的当前排序，则可以清楚的获知排序是否完成，极大的缩短了排序时间。
S213、在预设时间段内，各MLPE设备判断接收到的其他MLPE设备的当前排序是否均与自身存储的其他MLPE设备的排序相同。
各MLPE设备每次接收其他MLPE设备的排序报文后，将自身以及存储的其他MLPE设备进行重新排序，理论上，当某个MLPE设备存储有全部MLPE设备的当前排序时，即获得了正确的累计运行时间排序；但是，由于各MLPE设备无法判断是否存储有全部MLPE设备的当前排序，因此，在预设时间段内，若各MLPE设备接收到的其他MLPE设备的当前排序均与自身存储的其他MLPE设备的排序相同，则能说明各MLPE设备已存储有全部MLPE设备的当前排序。比如，某组串内有4个MLPE设备，在10分钟内，MLPE设备1接收到的MLPE设备2-4的当前排序均与设备1内存储的MLPE设备2-4的排序相同，此时，执行步骤S214。
S214、各MLPE设备以自身最终的当前排序作为自身的累计运行时间排序。
本实施例提供的排序过程可如图6所示，但不仅限于此，图中箭头输出方向表示发送排序报文，箭头输入方向表示接收排序报文，可以看出，实线框的MLPE设备表示接收排序报文后修改了自身或其他MLPE设备的当前排序，并进行存储，而虚线框的MLPE设备则表示自身内部存储的各个当前排序不变。如图6所示，若四个MLPE设备依次发送排序报文，并更新和存储自身和其他MLPE设备的当前排序，则在第(3)步时即获得了正确的排序，相较于图2的方法，节省了两个步骤，当组串中有更多的MLPE设备时，本实施的方法能够节省更多的排序步骤；也即，本实施例提供的排序方法，在各MLPE设备与通信主机建立通信之前，已经完成了系统组网，无需完全依赖通信主机进行组网，大大缩短了排序时间。
并且，图6所示的排序方法在步骤(3)获得正确排序后，仍要执行步骤(4)，则光伏系统中所有MLPE设备均存储有各MLPE设备的当前排序，是为了避免组网过程中网络较差等原因导致识别不到个别MLPE设备，此时，通信主机与任意一个MLPE设备建立通信即可获得光伏系统中所有MLPE设备的当前排序，无需再运行一次竞争组网的过程，识别率大幅提高，并且组网成功率更高。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种MLPE设备的排序方法，其流程图如图7所示，在上述实施例各MLPE设备按照预设规律发送初始报文之前，还包括：
S301、各MLPE设备同步停止计时。
由于各MLPE设备的安装时间具有一定的时间差，即各MLPE设备开始计时时刻各不相同，因此，在确定全部MLPE设备安装完毕后，控制各MLPE设备同步停止计时，获得各MLPE设备的初始报文中的累计运行时间则各不相同，各MLPE设备才可以通过上述自组网的方式来确定各自的排序。
具体的，当各MLPE设备检测到同步停止信号后，同步停止计时；其中，该同步停止信号可以为：输出电压变化、输出电流变化、输出短路或者特定编码的通信信号中的至少一个。
此时，上述同步停止信号可以由光伏系统中各MLPE设备后级的变换器、开关设备、额外增设的同步设备、通信主机或者电网产生。以额外增设的同步设备为例进行说明，控制各MLPE设备同步停止计时的具体过程为：
安装工人在确定全部MLPE设备安装完毕后，将额外增设的同步设备连接到光伏组串上，通过额外增设的同步设备对光伏组串施加电压、电流，或者发送触发信号给各MLPE设备，来触发同步停止计时。
需要说明的是，额外增设的同步设备只在系统安装调试时使用，在系统安装调试完成后拆下。
当将光伏组串或者后级的变换器连接到电网上时，电网可以在光伏组串上产生电压、电流、频率等变化，或者变换器连接电网后开始并网工作，在光伏组串上产生电压、电流、频率等变化，因此连接电网也可以产生同步停止信号。
若同步停止信号为：输出短路，则该同步停止信号的产生来源为以下任意一种：
(1)由后级变换器短接产生，例如后级变换器为Boost电路，Boost开关管直通形成组串输出短路；
(2)由开关设备短接产生，例如，在光伏组串两根线缆上安装开关设备，通过闭合开关设备来短接组串；
(3)由组串被手动短接产生，例如，将光伏组串两根线缆上的专用公头端子和母头端子对插形成输出短路。
举例来说，在实际应用中，假设每个MLPE在安装完成后，输出预设电压至变换器，比如1V左右的安全电压，一个组串包含12个串联的MLPE设备，则输出电压为12V左右。
变换器接收到12V左右的输入电压后，即通过通信主机发送一个提示信号，以提醒操作人员当前组串已完成安装。
所有MLPE设备安装完成后，通过软件控制变换器短接或者开关设备短接，又或者由操作人员来手动短接组串，均可以使组串输出电压为0，各个MLPE设备检测到组串短接后即同步停止计时。当有两个组串时，还可以将两个组串首尾相连形成更大的短路环路，使两个组串中的MLPE设备可以一起排序。
其他能够触发各MLPE设备同步停止计时的方式也在本申请的保护范围内，以上仅为两种优选示例，并不仅限于此。
值得说明的是，考虑到实际应用场景中有可能存在一些特殊情况：比如，安装工人当天只完成了光伏组串一部分的安装，没有足够时间安装剩余的光伏组件和MLPE设备。此时，为了避免夜晚降临时光伏组件掉电的随机性对计时的干扰，则可以提前先触发光伏组串中已经安装的各MLPE设备同步停止计时。已经安装的各MLPE设备记录当天各自的累计运行时间，等第2天安装剩余的光伏组件和MLPE设备时，再触发已经安装的各MLPE设备在前一天的计时基础上继续计时。也即，执行上述步骤S301、各MLPE设备同步停止计时之后，还包括步骤：各MLPE设备判断是否检测到启动计时信号；若判断结果为是，则各MLPE设备恢复计时。最后再将整个光伏组串同步停止计时，光伏组串中的各MLPE设备获得各自最终的累计运行时间。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
值得说明的是，在各MLPE设备同步停止计时后，为了避免各MLPE设备发送初始报文时发生信号冲突，各MLPE设备按照预设规律发送初始报文。其中，该预设规律可由以下方法确定：
第一种方法：各MLPE设备按照随机时长发送初始报文。每个MLPE设备对应的随机时长可能各不相同，即便有相同的，其个数也会较少，冲突概率很低。
第二种方法：各MLPE设备按照各自对应的预设时长发送初始报文；各自对应的预设时长可以根据各自的累计运行时间获得，比如可以设置为与累计运行时间相关(正相关或者负相关)的值，举例来说，设定MLPE设备主动上报的时刻为同步停止计时后的时间T，T可以任意取值，比如T＝累计运行时间/3600。假设MLPE设备1累计运行时间62分钟33秒，MLPE设备2累计运行时间57分钟15秒，则MLPE设备1在停止计时后主动上报的时刻为：62分钟33秒/3600＝1.0425秒，MLPE设备2在停止计时后主动上报的时刻为：57分钟15秒/3600＝0.9542秒，以此类推，由于各个累计运行时长并不相同，则各个MLPE设备主动上报的时刻也必然不同。或者，将该预设时长设置为与各个MLPE设备序列号相关的值，例如，将各个MLPE设备序列号(或者序列号的一部分)换算为主动上报累计运行时间的时刻，由于每个MLPE设备的序列号是不同的，则换算出来的主动上报时刻也必然是不同的。
第三种方法：任一MLPE设备上报之后，其他设备根据自身与已上报设备之间的累计运行时间之差，确定自身的上报时间；各MLPE设备按照所述自身的上报时间发送初始报文。例如，MLPE设备1主动上报后，MLPE设备2计算自身与MLPE设备1的累积运行时间的时间差为7分钟24秒，则MLPE设备2可以在7分钟24秒/360＝1.233s后再上报累计运行时间。
以上三种方式仅是本实施例的部分举例，但不仅限于此，该预设规律只要能够避免各个MLPE设备发生信号冲突即可，均在本发明的保护范围之内。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种MLPE设备的排序方法，其流程图如图8所示，在上述实施例的基础上，在执行步骤S101、各MLPE设备按照预设规律发送初始报文之前，还包括：
S401、各MLPE设备在检测到启动计时信号后开始计时。
需要说明的是，上述各实施例提供的MLPE设备的排序方法中，默认光伏组串中各MLPE设备上电即开始计时，因此各MLPE设备同步停止计时即可获得各自对应的累计运行时间。但是，由于各种因素的影响，比如，出厂时即预装MLPE设备，或者在接线盒中集成MLPE设备的光伏组件，只要MLPE设备接受光照就能获得电能，此时光伏组件可能还没有运输到现场进行安装，则仅控制各MLPE设备同步停止计时而获得的各累计运行时间不再准确。
因此，本实施例在执行步骤S101之前，先执行步骤S401，针对不同的光伏组件与MLPE设备，选用对应的启动计时信号开始计时，再执行步骤S301，进而获得各MLPE设备准确的累计运行时间。
该启动计时信号是各MLPE设备在安装阶段可以检测到的信号。由于在同一个光伏系统或者光伏组串中，每个MLPE设备的安装时刻不同，因此各MLPE设备在安装时刻检测到启动计时信号，触发开始计时，则每个MLPE设备开始计时的时刻也各不相同。
具体的，各MLPE设备检测启动计时信号的方式为以下至少一种：各MLPE设备检测到预设的电气上的变化，各MLPE设备发生预设的临时性或永久性的机械上的变化，以及，各MLPE设备接收到通信传输的计时开始信号。
该电气上的变化可以为：获取电能。举例说明，对于新建的光伏系统，光伏组件和MLPE设备通常在现场一起安装，先将MLPE设备固定在组件边框或者支架上，将MLPE设备的输入端连接光伏组件。因此，先安装的MLPE设备先连接光伏组件，先获得电能，先开始记录累积运行时间。不同的MLPE设备由于安装存在时间差，因此记录的累计运行时间不同。
对于改造光伏系统也一样。改造系统中光伏组件已经安装完成，此时加装MLPE设备时，先连接光伏组件的MLPE先获得电能，先开始记录累计运行时间。不同的MLPE设备由于安装存在时间差，因此记录的累计运行时间不同。
该电气上的变化也可以为：输入端或输出端发生电参量变化；其中，电参量指的是电压、电流或者功率等。例如，某MLPE设备检测到输入电压超过20V，表明该MLPE设备已经被安装到光伏组件上，可以开始计时。或者，某MLPE设备检测到输出电压为1V，则表明该MLPE设备已经上电并且处于初始状态，可以开始计时。也可以采用额外的设备来检测各MLPE设备输入端或者输出端产生的电参量变化，以触发各MLPE设备计时，例如在MLPE设备的输出端接入一个电压发生装置，产生一个预设规律的变化电压，以让MLPE设备准确感知。
但是，对于出厂时即预装MLPE设备，或者在接线盒中集成MLPE设备的光伏组件，只要MLPE设备接受光照就能获得电能，此时光伏组件可能还没有运输到现场进行安装，这意味着采用以上获得电能等某些电气上的改变触发计时的方式不再有效。因此，还可以采用以下方式检测启动计时信号：各MLPE设备发生预设的临时性或永久性的机械上的变化。
实际应用中，各MLPE设备发生预设的临时性或永久性的机械上的变化可以为：预设部件被安装或拆下，预设部件被接通或断开，或者预设部件的相对状态发生改变。
其中，MLPE设备内预设部件被拆下，例如，MLPE设备在出厂时预装一个插销，用于连通或分断内部两个节点之间的连接，在MLPE设备或者预装/集成了MLPE设备的组件的安装阶段，临时或者永久取下该插销，改变内部两个节点之间的连通方式，MLPE设备感知到两个节点之间的连通方式改变后，触发开始计时。该配件也可以是电磁感应的设备，例如磁性贴条、具有NFC近场通信芯片的配件等，当该配件被临时性或永久性取下后，MLPE内部感知到磁场变化、通信信号变化，触发开始计时。
同理，预设部件被安装，比如，MLPE设备在出厂时预留一个插孔，在MLPE设备或光伏组件的安装现场，需要插入配件来触发计时，该配件可以是随MLPE设备包装附带的配件，或者是现场施工常用的螺丝刀等工具。配件可以永久性地取下或者插入以触发MLPE设备计时，或者临时性地取下或者插入一次，例如，螺丝刀插入一次即拔出来触发计时。该配件也可以是电磁感应的设备，例如磁性贴条、具有NFC近场通信芯片的配件等，当该配件被临时性或永久性加在MLPE设备上后，MLPE内部感知到磁场变化、通信信号变化，触发开始计时。以上MLPE设备中被安装或者拆下的预设部件仅是本实施例的部分举例，不仅限于此。
各MLPE设备的预设部件被接通时，例如，MLPE设备或者预装/集成了MLPE设备的组件在出厂时，输出端子处于悬空状态，在安装现场，短暂将输出端子对插连通以使MLPE设备感知到，开始触发计时。
或者，各MLPE设备的预设部件被断开，例如，MLPE设备或者预装/集成了MLPE设备的组件在出厂时，输出端子的两端处于短接状态，在安装现场，将输出端子拔开以使MLPE设备感知到，开始触发计时。
再者，预设部件的相对状态发生改变，比如，MLPE设备上预留一个按钮、旋钮或拨码开关，在安装现场，通过改变按钮、旋钮或拨码开关的状态，来触发MLPE设备计时。
此外，检测该启动计时信号的方式还可以是：各MLPE设备接收到通信传输的计时开始信号；实际应用中，可以利用外部设备给MLPE设备通信传输计时开始信号，即利用外部通信信号触发各MLPE设备开始计时。比如，通过手机、具有通信功能的智能穿戴设备(如智能手环、智能眼镜、智能戒指等)等便携式设备产生通信信号；然后，采用适用于近距离通信的通信技术，例如NFC近场通信、蓝牙通信等，在将手机、具有通信功能的智能穿戴设备等贴近MLPE设备时，将该通信信号发送至MLPE设备，触发MLPE设备开始计时。需要说明的是，采用近距离通信的优势在于，在触发某个MLPE设备计时时，不会导致距离较近的其他MLPE设备被错误地触发。
上述触发计时的通信信号也可以用于做MLPE设备的激活信号。当MLPE设备处于非激活状态时，输出安全电压，激活时可以正常对外输出功率。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例提供了一种组串内设备的定位方法，在上述实施例的基础上，在各MLPE设备与通信主机建立通信，并将各累计运行时间排序上报给通信主机之后，执行步骤S501，其流程图如图9。
S501、光伏系统中的通信主机根据各个累计运行时间排序以及光伏系统中各组串内的设备安装顺序，确定各组串内各个设备的物理位置。
其中，组串内设备包括：光伏组件或其后级的MLPE设备；由于各MLPE设备累计运行时间的长短与其对应组件或MLPE设备的安装顺序存在对应关系，因此将各个累计运行时间排序，与各组串内的设备安装顺序一一对应，确定各组串内各个设备的物理位置。
为了更直观的理解上述过程，技术人员可以在具有显示界面的通信主机(例如，安装有相应APP或Web界面的手持平板电脑、手机、电脑显示器等)的专用软件上建立一个光伏系统的模型，如图4所示，该光伏系统具有1个光伏组串，该组串有12个光伏组件，编号为#1、#2......#12号，对应有12个MLPE设备，编号为1～12，假设按照图中箭头线的方向依次安装光伏组件，首先安装光伏组件#1和对应的MLPE设备，最后安装光伏组件#12和对应的MLPE设备，则可以将各MLPE设备按照累计运行时间排序对应到各光伏组件上，进而确定各组件或MLPE设备的物理位置；其中，图4所示的光伏组件的安装顺序仅是本实施例的部分举例，但不仅限于此，本领域技术人员可以根据实际情况设计光伏组件的安装顺序，均在本发明的保护范围之内。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例提供了一种MLPE设备，其结构示意图如图10所示，包括：主电路110、检测模块120和控制器130；其中：
该检测模块120用于检测同步停止信号等，主电路110的输入端接收光伏系统中相应光伏组件的电能；主电路110的输出端与其他所述MLPE设备的主电路110输出端依次串联或者并联连接，共同构成光伏系统中的一个组串。
控制器130分别与主电路110和检测模块120相连，并与同一组串内其他各MLPE设备之间均通信连接，以执行上述实施例提供的任一MLPE设备的排序方法。
且控制器130内置有各自发送初始报文的预设规律；初始报文中包括：序列号和累计运行时间，视情况不同还可以包括累计运行时间的当前排序；用于控制主电路110的工作状态，并根据各初始报文，确定自身的累计运行时间排序，以及，在各MLPE设备与光伏系统的通信主机建立通信后，将各个所述累计运行时间排序上报至该通信主机，以使通信主机能够根据各个累计运行时间排序以及光伏系统中各组串内设备的安装顺序，确定各组串内各个设备的物理位置。
实际应用中，该MLPE设备可以是：用于对光伏组件进行最大功率点跟踪(Maximumpowerpointtracking，MPPT)的功率优化器、用于对光伏组件进行开通和关断操作的关断器、或者组件监控器，此时，同一组串内的各个主电路110的输出端依次串联连接，其中功率优化器又分为直流功率优化器和交流功率优化器两种，直流功率优化器将输入低压直流转换成输出低压直流，再串联成高压直流，交流功率优化器将输入低压直流转换成输出低压交流，再串联成高压交流；若MLPE设备是微型逆变器，则同一组串内的各个主电路110的输出端并联连接，但不仅限于此。如图11和图12所示，分别是Buck型优化器和关断器的基本结构。
其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种光伏系统，其结构示意图如图13所示，包括：通信主机210以及至少一个组串220；其中，
组串220包括多个通过相应MLPE设备实现并联(如图13所示)或串联(如图14所示)连接的光伏组件；通信主机210接收各MLPE设备发送的各累计运行时间排序，并根据各累计运行时间排序以及光伏系统中各组串220内组件或MLPE设备的安装顺序，确定各个组件或MLPE设备的物理位置；通信主机210与各MLPE设备通过通信连接，以实现上述任一实施例提供的组件内设备的定位方法。
需要说明的是，若MLPE设备是微逆，则可以直接输出至电网，而无需后级的变换器(如图13所示)。但MLPE设备是Buck型优化器或者关断器，仍需要后级变换器降光伏直流电能转换为交流电能输出至电网，此时，该光伏系统的结构示意图如图14所示，其中，变换器可以是DCDC变换器或者DCAC变换器，比如光伏逆变器或者储能变流器等，但不仅限于此。若MLPE设备是交流优化器，多个交流优化器输出的低压交流串联成高压交流，可以直接并网，则图14中的后级变换器也可以省略。
当系统中存在多个组串220时，可以所有组串220中的MLPE设备在一起进行排序，也可以每个组串220内部的MLPE设备各自排序，然后在通信主机上再将各个组串220的排序结果对应到相应的组串220上。
该通信主机210可以是光伏系统中的控制器，比如变换器的内部控制器或者系统控制器；也可以是与光伏系统中的控制器通信相连的、近端的控制器，如本地的PC机，或者是与前述任一控制器通信连接的远程或云端的服务器、手机等显示终端，但不仅限于此。
通信主机210与后级变换器或各MLPE设备之间的通信可以是有线通信，比如RS485或者以太网等，也可以是无线通信，例如WIFI、蓝牙、ZigBee(紫峰协议)、Lora(低功耗广域网的一种)等，还可以是电力线载波通信中的一种，均在本发明的保护范围之内。
并且，其余的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (28)

1.一种MLPE设备的排序方法，其特征在于，应用于光伏系统内通信连接的各MLPE设备；所述MLPE设备的排序方法包括：
各MLPE设备按照预设规律发送初始报文；所述初始报文中包括：序列号和累计运行时间；
各MLPE设备根据各初始报文，确定自身的累计运行时间排序；
各MLPE设备与所述光伏系统的通信主机建立通信，并将各个所述累计运行时间排序上报至所述通信主机。
2.根据权利要求1所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述初始报文中还包括：累计运行时间的当前排序；
所述各MLPE设备根据各初始报文，确定自身的累计运行时间排序，包括：
各MLPE设备每次接收到一个排序报文后，均以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较，并根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序。
3.根据权利要求2所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序，包括：
若自身的累计运行时间较短，则将自身的当前排序加1，否则保持自身的当前排序不变；
在预设时间段内，各MLPE设备判断接收到的其他MLPE设备的当前排序是否与自身的当前排序均不相同；
若是，则各MLPE设备以自身最终的当前排序作为自身的累计运行时间排序。
4.根据权利要求2所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，各MLPE设备每次接收到一个排序报文后，均以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较，并根据比较结果确定是否调整自身的累计运行时间的当前排序，进而确定自身的累计运行时间排序，包括：
各MLPE设备每次接收到一个排序报文后，均存储其他MLPE设备的当前排序，并以其累计运行时间与自身的累计运行时间进行比较；
各MLPE设备将比较结果中较短的累计运行时间所对应的MLPE设备的当前排序加1，并进行更新和存储；
在预设时间段内，各MLPE设备判断接收到的其他MLPE设备的当前排序是否均与自身存储的其他MLPE设备的排序相同；
若是，则各MLPE设备以自身最终的当前排序作为自身的累计运行时间排序。
5.根据权利要求1-4任一所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，在所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文之前，还包括：
各MLPE设备同步停止计时。
6.根据权利要求5所述的MLPE设备的定位方法，其特征在于，所述各MLPE设备同步停止计时，包括：
各MLPE设备在检测到同步停止信号后，同步停止计时。
7.根据权利要求6所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述同步停止信号为：输出电压变化、输出电流变化、输出短路或者特定编码的通信信号中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述同步停止信号由光伏系统中各MLPE设备后级的变换器、开关设备、额外增设的同步设备、通信主机或者电网产生。
9.根据权利要求7所述的MLPE设备的定位方法，其特征在于，所述同步停止信号为输出短路时，所述同步停止信号由所述变换器短接、所述开关设备短接或者组串被手动短接产生。
10.根据权利要求6所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述各MLPE设备同步停止计时后，包括：
各MLPE设备判断是否检测到启动计时信号；
若是，则各MLPE设备恢复计时，直至再次检测到所述同步停止信号后，同步停止计时。
11.根据权利要求1-4任一所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，在所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文之前，还包括：
各MLPE设备在检测到启动计时信号后开始计时。
12.根据权利要求11所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，各MLPE设备检测到所述启动计时信号的方式为以下至少一种：
各MLPE设备检测到预设的电气上的变化，各MLPE设备发生预设的临时性或永久性的机械上的变化，以及，各MLPE设备接收到通信传输的计时开始信号。
13.根据权利要求12所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述电气上的变化，包括：获取到电能，或者，输入端或输出端发生电参量变化。
14.根据权利要求12所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述临时性或永久性的机械上的变化，包括：预设部件被安装或拆下，预设部件被接通或断开，或者，预设部件的相对状态发生改变。
15.根据权利要求12所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述计时开始信号为激活信号。
16.根据权利要求5所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文，包括：
各MLPE设备在停止计时后等待随机时长发送初始报文。
17.根据权利要求5所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文，包括：
各MLPE设备在停止计时后等待各自对应的预设时长发送初始报文。
18.根据权利要求17所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述预设时长为：与所述累计运行时间相关的值，或者，与所述序列号相关的值。
19.根据权利要求5所述的MLPE设备的排序方法，其特征在于，所述各MLPE设备按照预设规律发送初始报文，包括：
任一MLPE设备上报之后，其他设备根据自身与已上报设备之间的累计运行时间之差，确定自身的上报时间；
各MLPE设备按照所述自身的上报时间发送初始报文。
20.一种组串内设备的定位方法，其特征在于，应用于各MLPE设备通信连接的光伏系统，所述组串内设备的定位方法包括：
如权利要求1-19任一所述的MLPE设备的排序方法；以及，
所述光伏系统中通信主机根据各个累计运行时间排序以及所述光伏系统中各组串内的设备安装顺序，确定各组串内各个设备的物理位置。
21.根据权利要求20所述的组串内设备的定位方法，其特征在于，所述光伏系统中通信主机根据各个累计运行时间排序以及所述光伏系统中各组串内的设备安装顺序，确定各组串内各个设备的物理位置，包括：
所述通信主机将各个所述累计运行时间排序，与各组串内的设备安装顺序一一对应，确定各组串内各个设备的物理位置。
22.根据权利要求20所述的组串内设备的定位方法，其特征在于，所述组串内的设备为光伏组件或其后级的MLPE设备。
23.一种MLPE设备，其特征在于，包括：主电路、检测模块和控制器；其中：
所述主电路的输入端接收光伏系统中相应光伏组件的电能；
所述主电路的输出端与其他所述MLPE设备的主电路输出端并联或依次串联连接，共同构成所述光伏系统中的一个组串；
所述控制器分别与所述主电路和所述检测模块相连，并与同一组串内其他各所述MLPE设备之间均通信连接，以执行如权利要求1-19任一所述的MLPE设备的排序方法。
24.根据权利要求23所述的MLPE设备，其特征在于，所述MLPE设备为：功率优化器、关断器或者组件监控器；同一组串内的各个所述主电路的输出端依次串联连接；或者，
所述MLPE设备为：微型逆变器；同一组串内的各个所述主电路的输出端并联连接。
25.一种光伏系统，其特征在于，包括：通信主机以及至少一个组串；其中，
所述组串包括多个通过相应MLPE设备实现并联或串联连接的光伏组件；
所述通信主机与各MLPE设备通过通信连接，以实现如权利要求20-22任一所述的组串内设备的定位方法。
26.根据权利要求25所述的光伏系统，其特征在于，同一组串内的各个所述主电路的输出端并联连接时，所述光伏系统还包括：变换器，对所述组串的电能进行接收和变换。
27.根据权利要求25或26所述的光伏系统，其特征在于，所述通信主机为：光伏系统中的控制器，与所述光伏系统中的控制器通信相连的、近端的控制器，或者，与任一控制器通信连接的远程或云端的服务器或显示终端。
28.根据权利要求26所述的光伏系统，其特征在于，所述光伏系统中的控制器为独立的系统控制器或者所述变换器的内部控制器。
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