CN112713857B - 一种光伏组件阵列自动组串归属识别方法 - Google Patents

一种光伏组件阵列自动组串归属识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种光伏组件阵列自动组串归属识别方法。本发明完成逆变器直流侧，光伏组件阵列内所有光伏组件的组串归属信息基于BPLC(Broadband Power Line Communication，宽带电力线通信)技术自动识别，为光伏发电系统更精细化的监控和运营提供了基础，实现了组件阵列监控自动化，智能化。

Description

一种光伏组件阵列自动组串归属识别方法
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种光伏组件阵列自动组串归属识别方法。
背景技术
太阳能是一种可再生清洁能源，随着国内外对清洁能源的重视和能源结构调整等利好因素而越来越受到欢迎。因此，光伏产业有着良好的发展前景，尤其是分布式光伏系统，可以因地制宜地利用太阳能。
现有技术中，为实现对单个光伏组件的信息化管理，实现实时监测功能，需要系统中记录有每个光伏组件的所属逆变器信息，以方便完成组网过程。如图1所示，多个光伏组件形成组串，多个组串并联连接到逆变器。数据采集器的一端连接逆变器，另一端连接主站。在当前的光伏组件阵列式发电系统解决方案下，不能识别出光伏组件所归属的组串信息，不能更精细化的实现单个光伏组件的实时监控管理。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：
一种光伏组件阵列自动组串归属识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、主站向数据采集器发出第一指令，发起自动识别过程；
步骤S2、数据采集器按照主站内的白名单，向指定地址的光伏组件发出电流扰动指令，使得光伏组件执行预设时长的电流扰动；
步骤S3、组串电流采集器采集组串电流并上报各个组串的电流给数据采集器；
步骤S4、数据采集器通过各个组串的电流变化，识别出正在进行扰动的组串编号，即为步骤S2中指定地址的光伏组件所归属的组串编号并上报指定地址光伏组件的组串归属信息给主站；
步骤S5、重复步骤S2到步骤S4，数据采集器遍历白名单，完成所有光伏组件的组串归属信息地识别和上报，并通知主站组串归属识别结束；
步骤S6、主站根据上报的光伏组件组串归属信息，生成物理拓扑对应关系。
根据本发明的一个方面，在步骤S2中，白名单是允许入网站点的MAC地址的表项集合。
根据本发明的一个方面，接收到指令的光伏组件的执行预设时长的电流扰动为发送一段预设时长和预设频率的正弦波扰动信号到组串上。
根据本发明的一个方面，所述预设时长为50ms，所述预设频率为200KHz。
根据本发明的一个方面，执行扰动的光伏组件所在的组串的扰动信号峰峰值为35V到40V，其它组串的扰动信号的峰峰值为12V到18V。
根据本发明的一个方面，还公开了一种光伏组件阵列系统，包括：主站、数据采集器、逆变器、通信互感器、组串电流采集器、传感器、光伏组件；其中，数据采集器连接到组串电流采集器，组串电流采集器通过至少一个传感器采集各个组串的实时电流，上报给数据采集器；通信互感器连接到所有组串的主线，使得数据采集器与所有光伏组件实现BPLC(Broadband Power Line Communication，宽带电力线通信)通信；每个所述组串由多个光伏组件串联连接组成，多个组串并联连接到逆变器，所述系统执行光伏组件阵列自动组串归属识别方法。
根据本发明的一个方面，所述光伏组件包括光伏面板，接线盒和光伏模块。
根据本发明的一个方面，数据采集器通过RS485总线连接到组串电流采集器。
根据本发明的一个方面，所述传感器为霍尔传感器。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明完成逆变器直流侧，光伏组件阵列内所有光伏组件的组串归属信息地自动识别，为光伏发电系统更精细化的监控和运营提供了基础，实现了组件阵列监控自动化，智能化。
附图说明
图1为现有技术中的光伏组件阵列式发电系统直流侧拓扑图；
图2为本发明的光伏组件阵列系统架构图；
图3为本发明的光伏组件阵列自组网数据流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
如图2所示为本发明的光伏组件阵列系统架构图，包括主站、数据采集器、逆变器、通信互感器、组串电流采集器、霍尔传感器、光伏组件；其中，数据采集器连接到组串电流采集器，组串电流采集器通过至少一个霍尔传感器采集各个组串的实时电流，上报给数据采集器；通信互感器连接到所有组串的主线，使得数据采集器与所有光伏组件实现BPLC(Broadband Power Line Communication，宽带电力线通信)通信；每个所述组串由多个光伏组件串联连接组成，多个组串并联连接到逆变器。所述光伏组件包括光伏面板，接线盒和光伏模块。
本领域技术人员可以理解，霍尔传感器仅仅是本发明的一种优选方案，本领域技术人员还可以选择其它能够检测电流、电压的传感器。
其中，主站是光伏发电系统中，实现信息化管理的服务器系统。
数据采集器是连接光伏发电站现场设备和主站的中心通讯设备。数据采集器通过RS485总线连接到组串电流采集器，一个数据采集器可并联连接多个组串电流采集器。数据采集器通过无线通信网络，例如4G网络，实现与主站的通信。
组串电流采集器完成各个组串的电流实时采集，通过RS485总线上报给数据采集器。电流采集通过扣接在组串主线上的霍尔传感器实现。霍尔传感器优选为霍尔电流传感器，其具体型号可以根据应用自由选择，本发明并不以此为限。一个组串电流采集器最多可采集10路组串电流。
通信互感器连接到所有组串的主线，使得数据采集器与所有光伏组件实现BPLC通信。
光伏组件包括光伏面板，接线盒和光伏模块(STA)。光伏组件是具有BPLC通信能力的光伏发电单元。STA(Station，工作站)是安装在光伏组件的接线盒内，实现数据采集和BPLC通信的终端。组件接线盒内置STA，STA有唯一MAC地址标识，在组件组装时，将组件序列号烧录进STA模块。同时，将STA的MAC地址与组件序列号对应关系录入主站。
如图3所示，一种光伏组件阵列自动组串归属识别方法，包括以下步骤：
步骤S1、主站向数据采集器发出第一指令，发起自动识别过程；
步骤S2、数据采集器按照主站内的白名单，向指定地址的光伏组件发出电流扰动指令，使得光伏组件执行预设时长的电流扰动；
步骤S3、组串电流采集器采集组串电流并上报各个组串的电流给数据采集器；
步骤S4、数据采集器通过各个组串的电流变化，识别出正在进行扰动的组串编号，即为步骤S2中指定地址的光伏组件所归属的组串编号并上报指定地址光伏组件的组串归属信息给主站；
步骤S5、重复步骤S2到步骤S4，数据采集器遍历白名单，完成所有光伏组件的组串归属信息地识别和上报，并通知主站组串归属识别结束；
步骤S6、主站根据上报的光伏组件组串归属信息，生成物理拓扑对应关系。
其中，步骤S1中的所述第一指令为“启动组串归属识别指令”。
其中，在步骤S2中，白名单是允许入网站点的MAC地址的表项集合。接收到指令的光伏组件发送一段时长50ms，频率为200KHz的正弦波扰动信号到组串上。其中正弦波扰动信号包含有组串编号。组串电流采集器在扰动期间采集所有组串的电流并上报各个组串的电流给数据采集器。数据采集器分析扰动期间各个组串的电流变化，执行扰动的光伏组件所在的组串的扰动信号峰峰值为35V到40V，未执行扰动的其它组串的扰动信号的峰峰值为12V到18V范围。数据采集器从信号电压峰值范围的区别可分析得出步骤S2中指定地址的光伏组件所归属的组串编号。
本发明完成逆变器直流侧，光伏组件阵列内所有光伏组件的组串归属信息地自动识别，为光伏发电系统更精细化的监控和运营提供了基础，实现了组件阵列监控自动化，智能化。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种光伏组件阵列自动组串归属识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、主站向数据采集器发出第一指令，发起自动识别过程；
步骤S2、数据采集器按照主站内的白名单，向指定地址的光伏组件发出电流扰动指令，使得光伏组件执行预设时长的电流扰动；在步骤S2中，白名单是允许入网站点的MAC地址的表项集合；所述电流扰动指令为一段预设时长和预设频率的正弦波扰动信号；其中正弦波扰动信号包含有组串编号；
步骤S3、组串电流采集器采集组串电流并上报各个组串的电流给数据采集器；
步骤S4、数据采集器通过各个组串的电流变化，识别出正在进行扰动的组串编号，即为步骤S2中指定地址的光伏组件所归属的组串编号并上报指定地址光伏组件的组串归属信息给主站；
步骤S5、重复步骤S2到步骤S4，数据采集器遍历白名单，完成所有光伏组件的组串归属信息地识别和上报，并通知主站组串归属识别结束；
步骤S6、主站根据上报的光伏组件组串归属信息，生成物理拓扑对应关系。
2.根据权利要求1所述的光伏组件阵列自动组串归属识别方法，其特征在于：所述预设时长为50ms，所述预设频率为200KHz。
3.根据权利要求1所述的光伏组件阵列自动组串归属识别方法，其特征在于：执行扰动的光伏组件所在的组串的扰动信号峰峰值为35V到40V，其它组串的扰动信号的峰峰值为12V到18V。
4.一种光伏组件阵列系统，其特征在于，包括：主站、数据采集器、逆变器、通信互感器、组串电流采集器、传感器、光伏组件；其中，数据采集器连接到组串电流采集器，组串电流采集器通过至少一个传感器采集各个组串的实时电流，上报给数据采集器；通信互感器连接到所有组串的主线，使得数据采集器与所有光伏组件实现BPLC通信；每个所述组串由多个光伏组件串联连接组成，多个组串并联连接到逆变器，所述系统执行如权利要求1-3中任意一项所述的方法。
5.根据权利要求4所述的光伏组件阵列系统，其特征在于：所述光伏组件包括光伏面板，接线盒和光伏模块。
6.根据权利要求4所述的光伏组件阵列系统，其特征在于：数据采集器通过RS485总线连接到组串电流采集器。
7.根据权利要求4所述的光伏组件阵列系统，其特征在于：所述传感器为霍尔传感器。
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