CN115065098A - 一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法，涉及电流转换技术领域。为了解决现有技术中无法平抑输出电流的高频纹波，容易因电网阻抗的不确定性而影响滤波效果，造成系统的不稳定性的问题。一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法，包括逆变器控制系统、电源控制系统和电网；通过电源控制系统对逆变器控制系统和电网的控制，实现电压同频同相，实现了频率跟踪和相位校正，逆变器控制系统采用电压控制电流的双闭环方式，对输出电压的控制来调节电流的大小，保证了对输出电流幅值和波形的要求，对输出电流的高频纹波进行抑制，改善了电流的波形，减少了对电网的污染，动态响应快，同时保证了系统的稳定，方法灵活可靠，精度高。

Description

一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法
技术领域
本发明涉及电流转换技术领域，特别涉及一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法。
背景技术
逆变是指将直流电转换为交流电的过程，申请号CN202010339584.0公开了一种光伏逆变器的控制方法，首先计算光伏逆变系统中的电网电压前馈量和实际相位信息，然后获取光伏逆变器的电流给定值和电流分量值，最后结合电网电压前馈量和实际相位信息，经包括PI调节和重复控制的复合调节后，生成用于控制光伏逆变器的调制波幅值信息；能够提高光伏逆变器的谐波抑制能力，降低逆变器的故障率，使得逆变器能够快速适应系统弱电网。然而目前电流转换系统仍存在以下几点问题：
1、现有技术中，光伏电源并网运行时，输出电流往往会对对电网谐波造成污染，无法在减少输出电流对电网谐波污染的前提下，满足其与电网电压同频同相；
2、现有技术中，无法平抑输出电流的高频纹波，容易因电网阻抗的不确定性而影响滤波效果，造成系统的不稳定性；
3、现有技术中，通常采用锁相环满足逆变电源输出电流与电网电压同频同相的要求，但若锁相不可靠，则容易产生逆变电源和电网之间的环流，对设备造成严重的冲击。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法，逆变器控制系统采用电压控制电流的双闭环方式，对输出电流的高频纹波进行抑制，改善了电流的波形，减少了对电网的污染，同时保证了系统的稳定，方法灵活可靠，精度高，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光伏逆变器电流转换系统，包括逆变器控制系统、电源控制系统和电网；
所述逆变器控制系统用于对太阳能面板发出的信号进行电流转换；
其中，所述电流转换包括直流电流升压/降压转换直流电流和直流电流转换交流电流；
所述逆变器控制系统还包括光伏组件和连接在所述光伏组件两端的逆变电路和升压电路；
所述升压电路为光伏组件提供直流电流，光伏组件进行储能、滤波形成稳定的直流电流；
所述光伏组件将稳定直流电流由逆变电路转换为交流电流，并入交流电网实现光伏并网发电；
所述电源控制系统用于控制与逆变器控制系统连接的太阳能面板和电池储能装置的电流信号输入输出；
所述电网用于接入电流转变后的交流电流用于工业或家用供电；
安全检测模块，用于在所述太阳能面板中设定温度监控点与湿度监控点，并基于温度监控点与湿度监控点监控所述太阳能面板的温度动态变化值与湿度动态变化值，并基于监测结果对所述太阳能面板进行安全评估，具体包括：
扫描单元，用于对所述太阳能面板进行三维立体扫描，获取所述太阳能面板的空间平面特征，并基于所述太阳能面便的空间平面特征构建太阳能面板的三维物理模型；
点云集合获取单元，用于：
获取所述三维物理模型的点、线、面之间的分布状况，确定所述太阳能面板的位姿状态，同时，基于所述太阳能面板的位姿状态确定所述三维物理模型的边界点，并将所述三维物理模型的边界点作为第一边缘点云集合；
基于预设拍摄装置获取所述太阳能面板的二维平面图，并获取所述二维平面图中的图像区域块，并确定所述图像区域块的中像素点的二维坐标，同时，将所述像素点的二维坐标在所述三维物理模型中进行映射，生成所述三维物理模型的第二边缘点云集合；
关联关系获取单元，用于：
将所述第一边缘点云集合与所述第二边缘点云集合进行第一边缘拟合，确定所述第一边缘点云集合与所述第二边缘点云集合的第一关联关系，同时，将所述第二边缘点云集合的集合内部进行第二边缘拟合，确定所述第二边缘点云集合的第二关联关系；
获取所述第一关联关系与所述第二关联关系的关系枢纽，并基于所述关系枢纽确定所述第一关联关系与所述第二关联关系之间的第三关联关系；
监控点设定单元，用于：
基于所述第一关联关系、第二关联关系以及所述第三关联关系确定所述三维物理模型中的目标监控点，并进行标注；
根据标注结果在所述太阳能面板中设定温度监控点以及湿度在三维物理模型中标注目标关键点在三维物理模型中标注目标关键点，并基于标注结果在太阳能面板中设定温度监控点以及湿度监控点；
温度、湿度安全监控单元，用于：
获取目标监控终端，并将所述目标监控终端与所述温度监控点以及所述湿度监控点之间建立分布式通信网络；
基于所述目标监控终端实时获取所述温度监控点监控的温度动态变化值以及所述湿度监控点监控的湿度动态变化值；
报警单元，用于当所述温度动态变化值超过温度阈值区间时进行第一报警操作，同时，当所述湿度动态变化值超过湿度阈值区间时进行第二报警操作。
进一步的，所述逆变器控制系统包括电流输入单元、电流转换单元、监控单元、通讯单元、保护单元和电流输出单元；
所述电流输入单元用于获取从太阳能面板发出的电压信号和电流信号，并将所述电压信号和电流信号传输至电流转换单元；
其中，所述电压信号和电流信号为直流电；
所述电流转换单元用于将所述电压信号和电流信号转换为交流电输出；
所述监控单元用于对所述电流转换单元、通讯单元及电流输出单元的电流情况进行监控，获取监控数据；
所述通讯单元用于将所述电压信号和电流信号流量进行统计，并将统计数据输送至云平台进行储存；
所述保护单元用于判断所述监控数据是否在预设值阈值内，超出阈值时进行断电保护，同时发出报警信号；
所述电流输出单元用于获取所述转换后的交流电或直流电输出信号，并将所述信号输送至所述电池储能装置。
进一步的，所述电流转换单元包括直流-直流转换模组和直流-交流转换模组；
所述直流-直流转换模组用于从获取到的所述电压信号和电流信号中提取直流电流信号，将所述直流电流信号升压至所需直流电压；
所述直流-交流转换模组用于获取升压后的所述直流电压转换为固定频率的交流电压，将所述交流电压输送至所述电流输出单元；
所述直流-交流转换模组还用于发出控制指令，控制电路使开关元件有一定规律的连续开通或关断，输出电压极性正负交替；
其中，控制指令采取电压外环，电流内环的双环控制模式。
进一步的，所述直流-直流转换模组还包括：
获取电网电压大小，并依据所述电网电压提升太阳能面板的电压；
将所述电网电压调整至合适水平后，将所述太阳能面板输出的直流电压变为适用直流-交流转换模组的直流形式；
同时，获取太阳能面板输出最大功率点，使太阳能板在最大功率点稳定工作。
进一步的，所述监控单元包括功率监控模块、并网监控模块和反孤岛监控模块；
所述功率监控模块用于获取太阳能面板输出电压数据、环境温度数据和光照强度数据；
判断环境温度数据和光照强度数据对太阳能面板输出电压数据的影响；
采用控制算法，依据跟踪太阳能面板的最大功率工作点，实现最大功率输出；
所述并网监控模块用于获取电流转换单元控制逆变器输出正弦波电流与电网电压在频率、相位上同步数据；
同时，实现对电网实时跟踪参数的变化，获取参数数据；
其中，电流的总畸变失真低；
所述反孤岛监控模块用于主动获取保护单元的故障检测数据和断电保护数据；
实时对获取的所述参数数据发出干扰信号，并获取反馈；
检测反馈信号并判断电网是否失电；
若判断电网停电，则向保护单元发出系统中止供电指令。
进一步的，所述保护单元包括均衡模块和供电采集模块；
所述均衡模块用于对电网的供电进行调节，同时获取监控单元的干扰信号和用户用电信息，预测负荷用电率；
所述供电采集模块用于采集干扰信号、用电信息和预测负荷用电率的反馈数据，提取数据中携带的子数据打包并生成标签；
所述供电采集模块用于将获取的所述反馈数据依据标签与通讯单元连接；
所述通讯单元将反馈数据和所携带的子数据标签发送至监控单元。
进一步的，电源控制系统包括太阳能控制单元和储能控制单元；
所述太阳能控制单元用于获取太阳能面板的输出电压，并判断所述输出电压是否在预定电压内；
基于所述输出电压与从电压电流转换单元获取的输出电压的比较结果，控制所述输出电压输入至电池储能装置上的电压的占空比；
根据比较结果调整逆变器控制系统的输出电压；
所述储能控制单元用于获取电池储能装置的实际电压，并判断所述实际电压是否在预定电压内；
基于电池储能装置的实际电压与从电压电流转换单元和电网获取的输出电压分别进行比较以获取比较结果，改变电池储能装置的充电电压。
本发明提供另一种技术方案：一种光伏逆变器电流转换系统的转换方法，包括以下步骤：
步骤一：通过电源控制系统控制太阳能面板电流信号输出和电池储能装置的电流信号输入或输出；
步骤二：逆变器控制系统将太阳能面板发出的信号进行电流转换，将直流电转换为交流电，并将交流电输出至电网；
步骤三：由电网将接入的交流电输进行商业供电或家用供电。
进一步的，一种光伏逆变器电流转换系统的转换方法，还包括：
在基于通过电源控制系统控制太阳能面板电流信号输出之前，还包括对所述太阳能面板进行受力测试，并基于测试结果评估所述太阳能面板的稳固程度，具体包括：
确定所述太阳能面板的迎风面面积，同时，分别设定相同的迎风量以及不同的风力速度；
基于所述相同的迎风量、不同的风力速度以及所述太阳能面板的迎风面面积，构建所述太阳能面板的受力函数；
Figure 314802DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 927049DEST_PATH_IMAGE002
表示所述太阳能面板的受力函数；
Figure 352958DEST_PATH_IMAGE003
表示第i个风力测试速度；i表示当前个风力测试速度，且
Figure 912115DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 624856DEST_PATH_IMAGE005
表示第i个风力测试速度对应的所述太阳能面板的承压值；
Figure 611267DEST_PATH_IMAGE006
表示所述太阳能面板的迎风面面积；
Figure 792981DEST_PATH_IMAGE007
表示所述太阳能面板的迎风量；
Figure 890250DEST_PATH_IMAGE008
表示卡曼常数，且取值为0.4；
Figure 457497DEST_PATH_IMAGE009
表示所述太阳能面板的有效高度；
Figure 614809DEST_PATH_IMAGE010
表示所述太阳能面板与平面的垂直高度；
Figure 18240DEST_PATH_IMAGE011
表示测试时间；
Figure 919200DEST_PATH_IMAGE012
表示风力测试速度的总个数；
根据如下根据计算所述太阳能面板的受力最大值；
Figure 606533DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，
Figure 669167DEST_PATH_IMAGE014
表示所述太阳能面板的受力最大值；
Figure 559894DEST_PATH_IMAGE015
表示最大取值；
Figure 998965DEST_PATH_IMAGE016
表示误差系数，且取值范围为（0.01，0.03）；
将所述太阳能面板的受力最大值与设定受力阈值进行比较，判断所述太阳能面板的稳固程度；
其中，当所述太阳能面板的受力最大值大于所述设定受力阈值时，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第一等级；
当所述太阳能面板的受力最大值等于所述设定受力阈值时，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第二等级；
否则，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第三等级；
同时，当所述太阳能面板的稳固程度为第三等级时，则判定所述太阳能面板无法进行正常工作，同时，对所述太阳能面板进行更换操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提出的一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法，现有技术中，无法平抑输出电流的高频纹波，容易因电网阻抗的不确定性而影响滤波效果，造成系统的不稳定性；而本发明通过电源控制系统对逆变器控制系统和电网的控制，实现电压同频同相，实现了频率跟踪和相位校正，逆变器控制系统采用电压控制电流的双闭环方式，对输出电流的高频纹波进行抑制，改善了电流的波形，减少了对电网的污染，控制效果高，动态响应快，同时保证了系统的稳定，方法灵活可靠，精度高。
2.本发明提出的一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法，现有技术中，锁相环容易产生逆变电源和电网之间的环流，对设备造成严重的冲击；而本发明通过控制电路使开关元件有一定规律的连续开通或关断，使输出电压极性正负交替，将直流输入转换为交流输入，将矩形波的交流电转换为正弦波交流电，实现广度电能输出最大功率点跟踪功能，使光伏稳定工作在最大功率点的同时，滤出高次谐波电流，平衡逆变器和电网之间的电压差，保持输出电压、频率的精度，及时跟踪电网变化。
3.本发明提出的一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法，现有技术中，电压控制不能使系统同时保证相应速度和稳定性的要求，易造成系统供电不稳定；而本发明通过功率监控模块实时跟踪电网最大输出功率，并网监控模块保证逆变器输出的电量和电网电量保持同步，在相位、频率上严格一致，满足电网电能质量的要求，输出失真度小的正弦波，反孤岛监控模块具有对孤岛检测的功能，防止孤岛效应的发生，避免对用电设备和人身造成危害，保证了电网和光伏逆电器的安全可靠运行。
4.本发明提出的一种光伏逆变器电流转换系统及其转换方法，现有技术中，电压控制不能使系统同时保证相应速度和稳定性的要求，易造成系统供电不稳定；而本发明通过太阳能控制单元和储能控制单元分别控制太阳能面板和储能装置的输入电压，使得太阳能控制单元和储能控制单元实现低功耗的设计效果，判断电压占空比，改变电池储能装置的充电电压，灵活调整，且能够实现电路规模小型化与低成本，对系统能够及时对电力设备进行应急保护，可以输出稳定的直流电源，确保站内的直流供电安全可靠。
5.通过合理的设定温度监控点与湿度监控点，从而可以全面且客观的监测到太阳能面板的工作温度与湿度，避免由于温度过高或者湿度过高而对太阳能面板造成不可逆的损伤以及安全隐患。
6.通过对所述太阳能面板进行受力测试从而有利于评估太阳能面板的稳固程度，进而可以判定太阳能面板是否可以正常完成工作，当无法正常进行工作时，对太阳能面板进行更换操作，从而可以避免光伏电源无法进行电流输出的弊端，也提高了光伏逆变器电流转换效率。
附图说明
图1为本发明的整体系统模块图；
图2为本发明的逆变器控制系统模块图；
图3为本发明的电流转换单元模块图；
图4为本发明的监控单元模块图；
图5为本发明的保护单元模块图；
图6为本发明的电源控制系统模块图。
图中：1、逆变器控制系统；11、直流-直流转换模组；12、直流-交流转换模组；2、电源控制系统；3、电网。
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。
为了解决现有技术中无法平抑输出电流的高频纹波，容易因电网阻抗的不确定性而影响滤波效果，造成系统的不稳定性的技术问题，请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：
一种光伏逆变器电流转换系统，包括逆变器控制系统1、电源控制系统2和电网3；逆变器控制系统1用于对太阳能面板发出的信号进行电流转换；其中，所述电流转换包括直流电流升压/降压转换直流电流和直流电流转换交流电流；逆变器控制系统1还包括光伏组件和连接在所述光伏组件两端的逆变电路和升压电路；升压电路为光伏组件提供直流电流，光伏组件进行储能、滤波形成稳定的直流电流；光伏组件将稳定直流电流由逆变电路转换为交流电流，并入交流电网实现光伏并网发电；电源控制系统2用于控制与逆变器控制系统1连接的太阳能面板和电池储能装置的电流信号输入输出；电网3用于接入电流转变后的交流电流用于工业或家用供电；
逆变器控制系统1包括电流输入单元、电流转换单元、监控单元、通讯单元、保护单元和电流输出单元；电流输入单元用于获取从太阳能面板发出的电压信号和电流信号，并将所述电压信号和电流信号传输至电流转换单元；其中，所述电压信号和电流信号为直流电；电流转换单元用于将所述电压信号和电流信号转换为交流电输出；监控单元用于对所述电流转换单元、通讯单元及电流输出单元的电流情况进行监控，获取监控数据；通讯单元用于将所述电压信号和电流信号流量进行统计，并将统计数据输送至云平台进行储存；保护单元用于判断所述监控数据是否在预设值阈值内，超出阈值时进行断电保护，同时发出报警信号；电流输出单元用于获取所述转换后的交流电或直流电输出信号，并将所述信号输送至所述电池储能装置。
具体的，通过电源控制系统2对逆变器控制系统1和电网3的控制，实现电压同频同相，实现了频率跟踪和相位校正，采逆变器控制系统1用电压控制电流的双闭环方式，对输出电压的控制来调节电流的大小，保证了对输出电流幅值和波形的要求，更加易于用软件实现，对输出电流的高频纹波进行抑制，改善了电流的波形，减少了对电网的污染，控制效果高，动态响应快，同时保证了系统的稳定，方法灵活可靠，精度高。
为了解决现有技术中锁相环容易产生逆变电源和电网之间的环流，对设备造成严重的冲击的技术问题，请参阅图3，本发明提供以下技术方案：
电流转换单元包括直流-直流转换模组11和直流-交流转换模组12；直流-直流转换模组11用于从获取到的所述电压信号和电流信号中提取直流电流信号，将所述直流电流信号升压至所需直流电压；直流-交流转换模组12用于获取升压后的所述直流电压转换为固定频率的交流电压，将所述交流电压输送至所述电流输出单元；直流-交流转换模组12还用于发出控制指令，控制电路使开关元件有一定规律的连续开通或关断，输出电压极性正负交替；其中，控制指令采取电压外环，电流内环的双环控制模式；
直流-直流转换模组11还包括：获取电网3电压大小，并依据所述电网3电压提升太阳能面板的电压；将所述电网3电压调整至合适水平后，将所述太阳能面板输出的直流电压变为适用直流-交流转换模组12的直流形式；同时，获取太阳能面板输出最大功率点，使太阳能板在最大功率点稳定工作。
具体的，通过控制电路使开关元件有一定规律的连续开通或关断，使输出电压极性正负交替，将直流输入转换为交流输入，将矩形波的交流电转换为正弦波交流电，实现广度电能输出最大功率点跟踪功能，使光伏稳定工作在最大功率点的同时，滤出高次谐波电流，平衡逆变器和电网3之间的电压差，保持输出电压、频率的精度，及时跟踪电网变化。
为了解决现有技术中电网由于故障中断供电时，光伏逆变器仍然向电网输送电能，对用电设备和检修人员的安全造成重大危害的技术问题，请参阅图4-5，本发明提供以下技术方案：
监控单元包括功率监控模块、并网监控模块和反孤岛监控模块；功率监控模块用于获取太阳能面板输出电压数据、环境温度数据和光照强度数据；判断环境温度数据和光照强度数据对太阳能面板输出电压数据的影响；采用控制算法，依据跟踪太阳能面板的最大功率工作点，实现最大功率输出；
并网监控模块用于获取电流转换单元控制逆变器输出正弦波电流与电网3电压在频率、相位上同步数据；同时，实现对电网3实时跟踪参数的变化，获取参数数据；其中，电流的总畸变失真低；
反孤岛监控模块用于主动获取保护单元的故障检测数据和断电保护数据；实时对获取的所述参数数据发出干扰信号，并获取反馈；检测反馈信号并判断电网3是否失电；若判断电网3停电，则向保护单元发出系统中止供电指令；
保护单元包括均衡模块和供电采集模块；均衡模块用于对电网3的供电进行调节，同时获取监控单元的干扰信号和用户用电信息，预测负荷用电率；供电采集模块用于采集干扰信号、用电信息和预测负荷用电率的反馈数据，提取数据中携带的子数据打包并生成标签；供电采集模块用于将获取的所述反馈数据依据标签与通讯单元连接；通讯单元将反馈数据和所携带的子数据标签发送至监控单元。
具体的，通过功率监控模块实时跟踪电网3最大输出功率，并网监控模块保证逆变器输出的电量和电网3电量保持同步，在相位、频率上严格一致，满足电网3电能质量的要求，输出失真度小的正弦波，反孤岛监控模块具有对孤岛检测的功能，防止孤岛效应的发生，避免对用电设备和人身造成危害，保证了电网3和光伏逆电器的安全可靠运行。
为了解决的现有技术中电压控制不能使系统同时保证相应速度和稳定性的要求，易造成系统供电不稳定的技术问题，请参阅图6，本发明提供以下技术方案：
电源控制系统2包括太阳能控制单元和储能控制单元；太阳能控制单元用于获取太阳能面板的输出电压，并判断所述输出电压是否在预定电压内；基于所述输出电压与从电压电流转换单元获取的输出电压的比较结果，控制所述输出电压输入至电池储能装置上的电压的占空比；根据比较结果调整逆变器控制系统1的输出电压；储能控制单元用于获取电池储能装置的实际电压，并判断所述实际电压是否在预定电压内；基于电池储能装置的实际电压与从电压电流转换单元和电网3获取的输出电压分别进行比较以获取比较结果，改变电池储能装置的充电电压。
具体的，通过太阳能控制单元和储能控制单元分别控制太阳能面板和储能装置的输入电压，使得太阳能控制单元和储能控制单元实现低功耗的设计效果，判断电压占空比，改变电池储能装置的充电电压，灵活调整，且能够实现电路规模小型化与低成本，对系统能够及时对电力设备进行应急保护，可以输出稳定的直流电源，确保站内的直流供电安全可靠。
具体的，安全检测模块，用于在所述太阳能面板中设定温度监控点与湿度监控点，并基于温度监控点与湿度监控点监控所述太阳能面板的温度动态变化值与湿度动态变化值，并基于监测结果对所述太阳能面板进行安全评估，具体包括：
扫描单元，用于对所述太阳能面板进行三维立体扫描，获取所述太阳能面板的空间平面特征，并基于所述太阳能面便的空间平面特征构建太阳能面板的三维物理模型；
点云集合获取单元，用于：
获取所述三维物理模型的点、线、面之间的分布状况，确定所述太阳能面板的位姿状态，同时，基于所述太阳能面板的位姿状态确定所述三维物理模型的边界点，并将所述三维物理模型的边界点作为第一边缘点云集合；
基于预设拍摄装置获取所述太阳能面板的二维平面图，并获取所述二维平面图中的图像区域块，并确定所述图像区域块的中像素点的二维坐标，同时，将所述像素点的二维坐标在所述三维物理模型中进行映射，生成所述三维物理模型的第二边缘点云集合；
关联关系获取单元，用于：
将所述第一边缘点云集合与所述第二边缘点云集合进行第一边缘拟合，确定所述第一边缘点云集合与所述第二边缘点云集合的第一关联关系，同时，将所述第二边缘点云集合的集合内部进行第二边缘拟合，确定所述第二边缘点云集合的第二关联关系；
获取所述第一关联关系与所述第二关联关系的关系枢纽，并基于所述关系枢纽确定所述第一关联关系与所述第二关联关系之间的第三关联关系；
监控点设定单元，用于：
基于所述第一关联关系、第二关联关系以及所述第三关联关系确定所述三维物理模型中的目标监控点，并进行标注；
基于标注结果在太阳能面板中设定温度监控点以及湿度监控点；
温度、湿度安全监控单元，用于：
获取目标监控终端，并将所述目标监控终端与所述温度监控点以及所述湿度监控点之间建立分布式通信网络；
基于所述目标监控终端实时获取所述温度监控点监控的温度动态变化值以及所述湿度监控点监控的湿度动态变化值；
报警单元，用于当所述温度动态变化值超过温度阈值区间时进行第一报警操作，同时，当所述湿度动态变化值超过湿度阈值区间时进行第二报警操作。
该实施例中，空间平面特征可以是太阳能板在空间中的存在状态，具体可以是太阳能板的平面面积以及平面宽度等。
该实施例中，位姿状态可以是太阳能板的朝向以及太阳能板的倾斜面积等。
该实施例中，边界点可以是构建的三维物理模型对应的实体太阳能板的边界。
该实施例中，第一边缘点云集合可以是用于表征太阳能板的边缘特征的多个点云。
该实施例中，预设拍摄装置是提前设定好的，用于拍摄太阳能板的二维平面图。
该实施例中，图像区域块可以是太阳能板中的各个方形区域。
该实施例中，第二边缘点云集合可以是用于表征太阳能板平面特征的多个点云。
该实施例中，第一边缘拟合可以是将第一边缘点云集合与所述第二边缘点云集合进行拟合，目的是确定两者的关联关系。
该实施例中，第一关联关系可以是用于表征第一边缘点云集合与所述第二边缘点云集合的相互关联关系。
该实施例中，第二边缘拟合可以是将第二边缘点云集合中各点云进行拟合。
该实施例中，第二关联关系可以是用于表征第二边缘点云集合中各点的相关关系。
该实施例中，关系枢纽可以是用于承接第一关联关系与所述第二关联关系的关键数据。
该实施例中，第三关联关系可以是用于表征第一关联关系与第二关联关系的相关性。
该实施例中，目标监控点可以是用于对三维物理模型进行监控的位置。
该实施例中，目标控制终端可以是具有联网的智能设备，具体可以是计算机或是手机终端等。
该实施例中，分布式通信网络可以是分别构建湿度监控点以及温度监控点与目标监控终端之间的通信网络，二者之间互不影响。
该实施例中，温度阈值区间是提前设定好的，用于衡量温度动态变化值是否超出预期允许的范围。
该实施例中，第一报警操作可以是当温度动态变化值超出温度阈值时进行的报警提醒行为。
该实施例中，湿度阈值区间是提前设定好的，用于衡量湿度动态变化值是否超出预期允许的范围。
该实施例中，第二报警操作可以是当湿度动态变化值超出湿度阈值时进行的报警提醒行为。
上述技术方案的工作原理是：在太阳能面板中通过构建太阳能面板的三维物理模型，并确定太阳能面板的位姿状态，从而有利于很好的确定第一关联关系、第二关联关系以及第三关联关系，并获得目标关键点，通过对目标关键点在三维物理模型中进行标注，进而实现对太阳能面板设定温度监控点与湿度监控点，并基于温度监控点与湿度监控点监控所述检测太阳能面板的温度动态变化值与湿度动态变化值，并基于监测测结果对所述太阳能面板进行安全评估。
上述技术方案的有益效果是：通过合理的设定温度监控点与湿度监控点，从而可以全面且客观的监测到太阳能面板的工作温度与湿度，避免由于温度过高或者湿度过高而对太阳能面板造成不可逆的损伤以及安全隐患。
一种光伏逆变器电流转换系统的转换方法，包括以下步骤：
步骤一：通过电源控制系统2控制太阳能面板电流信号输出和电池储能装置的电流信号输入或输出，保证了系统的有效运行和平稳输出；
步骤二：逆变器控制系统1将太阳能面板发出的信号进行电流转换，将直流电转换为交流电，并将交流电输出至电网3，实现自动运行、停机功能，还具备最大功率跟踪控制功能；
步骤三：由电网3将接入的交流电输进行商业供电或家用供电，对商业和家用供电起到了安全供电保护的作用，提高用户用电安全。
具体的，一种光伏逆变器电流转换系统的转换方法，还包括：
在基于通过电源控制系统2控制太阳能面板电流信号输出之前，还包括对所述太阳能面板进行受力测试，并基于测试结果评估所述太阳能面板的稳固程度，具体包括：
确定所述太阳能面板的迎风面面积，同时，分别设定相同的迎风量以及不同的风力速度；
基于所述相同的迎风量、不同的风力速度以及所述太阳能面板的迎风面面积，构建所述太阳能面板的受力函数；
Figure 71963DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 115618DEST_PATH_IMAGE002
表示所述太阳能面板的受力函数；
Figure 742909DEST_PATH_IMAGE003
表示第i个风力测试速度；i表示当前个风力测试速度，且
Figure 985671DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 132750DEST_PATH_IMAGE005
表示第i个风力测试速度对应的所述太阳能面板的承压值；
Figure 599503DEST_PATH_IMAGE006
表示所述太阳能面板的迎风面面积；
Figure 182931DEST_PATH_IMAGE007
表示所述太阳能面板的迎风量；
Figure 776855DEST_PATH_IMAGE008
表示卡曼常数，且取值为0.4；
Figure 293287DEST_PATH_IMAGE009
表示所述太阳能面板的有效高度；
Figure 416095DEST_PATH_IMAGE010
表示所述太阳能面板与平面的垂直高度；
Figure 283557DEST_PATH_IMAGE011
表示测试时间；
Figure 147083DEST_PATH_IMAGE012
表示风力测试速度的总个数；
根据如下根据计算所述太阳能面板的受力最大值；
Figure 49180DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，
Figure 795419DEST_PATH_IMAGE014
表示所述太阳能面板的受力最大值；
Figure 432068DEST_PATH_IMAGE015
表示最大取值；
Figure 85903DEST_PATH_IMAGE016
表示误差系数，且取值范围为（0.01，0.03）；
将所述太阳能面板的受力最大值与设定受力阈值进行比较，判断所述太阳能面板的稳固程度；
其中，当所述太阳能面板的受力最大值大于所述设定受力阈值时，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第一等级；
当所述太阳能面板的受力最大值等于所述设定受力阈值时，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第二等级；
否则，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第三等级；
同时，当所述太阳能面板的稳固程度为第三等级时，则判定所述太阳能面板无法进行正常工作，同时，对所述太阳能面板进行更换操作。
该实施例中，设定受力阈值可以是根据太阳能面板所承受的额定受力值设定的，是通过多次实验得来的值，用来衡量太阳能面板的稳固程度。
该实施例中，等级越高，则表明太阳能面板的稳固程度越低。
上述技术方案的有益效果是：通过对所述太阳能面板进行受力测试从而有利于评估太阳能面板的稳固程度，进而可以判定太阳能面板是否可以正常完成工作，当无法正常进行工作时，对太阳能面板进行更换操作，从而可以避免光伏电源无法进行电流输出的弊端，也提高了光伏逆变器电流转换效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光伏逆变器电流转换系统，其特征在于：包括逆变器控制系统（1）、电源控制系统（2）和电网（3）；
所述逆变器控制系统（1）用于对太阳能面板发出的信号进行电流转换；
其中，所述电流转换包括直流电流升压/降压转换直流电流和直流电流转换交流电流；
所述逆变器控制系统（1）还包括光伏组件和连接在所述光伏组件两端的逆变电路和升压电路；
所述升压电路为光伏组件提供直流电流，光伏组件进行储能、滤波形成稳定的直流电流；
所述光伏组件将稳定直流电流由逆变电路转换为交流电流，并入交流电网实现光伏并网发电；
所述电源控制系统（2）用于控制与逆变器控制系统（1）连接的太阳能面板和电池储能装置的电流信号输入输出；
所述电网（3）用于接入电流转变后的交流电流用于工业或家用供电；
还包括：
安全检测模块，用于在所述太阳能面板中设定温度监控点与湿度监控点，并基于温度监控点与湿度监控点监控所述太阳能面板的温度动态变化值与湿度动态变化值，并基于监测结果对所述太阳能面板进行安全评估，具体包括：
扫描单元，用于对所述太阳能面板进行三维立体扫描，获取所述太阳能面板的空间平面特征，并基于所述太阳能面板的空间平面特征构建太阳能面板的三维物理模型；
点云集合获取单元，用于：
获取所述三维物理模型的点、线、面之间的分布状况，确定所述太阳能面板的位姿状态，同时，基于所述太阳能面板的位姿状态确定所述三维物理模型的边界点，并将所述三维物理模型的边界点作为第一边缘点云集合；
基于预设拍摄装置获取所述太阳能面板的二维平面图，并获取所述二维平面图中的图像区域块，并确定所述图像区域块的中像素点的二维坐标，同时，将所述像素点的二维坐标在所述三维物理模型中进行映射，生成所述三维物理模型的第二边缘点云集合；
关联关系获取单元，用于：
将所述第一边缘点云集合与所述第二边缘点云集合进行第一边缘拟合，确定所述第一边缘点云集合与所述第二边缘点云集合的第一关联关系，同时，将所述第二边缘点云集合的集合内部进行第二边缘拟合，确定所述第二边缘点云集合的第二关联关系；
获取所述第一关联关系与所述第二关联关系的关系枢纽，并基于所述关系枢纽确定所述第一关联关系与所述第二关联关系之间的第三关联关系；
监控点设定单元，用于：
基于所述第一关联关系、第二关联关系以及所述第三关联关系确定所述三维物理模型中的目标监控点，并进行标注；
基于标注结果在太阳能面板中设定温度监控点以及湿度监控点；
温度、湿度安全监控单元，用于：
获取目标监控终端，并将所述目标监控终端与所述温度监控点以及所述湿度监控点之间建立分布式通信网络；
基于所述目标监控终端实时获取所述温度监控点监控的温度动态变化值以及所述湿度监控点监控的湿度动态变化值；
报警单元，用于当所述温度动态变化值超过温度阈值区间时进行第一报警操作，同时，当所述湿度动态变化值超过湿度阈值区间时进行第二报警操作。
2.如权利要求1所述的一种光伏逆变器电流转换系统，其特征在于：所述逆变器控制系统（1）包括电流输入单元、电流转换单元、监控单元、通讯单元、保护单元和电流输出单元；
所述电流输入单元用于获取从太阳能面板发出的电压信号和电流信号，并将所述电压信号和电流信号传输至电流转换单元；
其中，所述电压信号和电流信号为直流电；
所述电流转换单元用于将所述电压信号和电流信号转换为交流电输出；
所述监控单元用于对所述电流转换单元、通讯单元及电流输出单元的电流情况进行监控，获取监控数据；
所述通讯单元用于将所述电压信号和电流信号流量进行统计，并将统计数据输送至云平台进行储存；
所述保护单元用于判断所述监控数据是否在预设值阈值内，超出阈值时进行断电保护，同时发出报警信号；
所述电流输出单元用于获取所述转换后的交流电或直流电输出信号，并将所述信号输送至所述电池储能装置。
3.如权利要求2所述的一种光伏逆变器电流转换系统，其特征在于：所述电流转换单元包括直流-直流转换模组（11）和直流-交流转换模组（12）；
所述直流-直流转换模组（11）用于从获取到的所述电压信号和电流信号中提取直流电流信号，将所述直流电流信号升压至所需直流电压；
所述直流-交流转换模组（12）用于获取升压后的所述直流电压转换为固定频率的交流电压，将所述交流电压输送至所述电流输出单元；
所述直流-交流转换模组（12）还用于发出控制指令，控制电路使开关元件有规律的连续开通或关断，输出电压极性正负交替；
其中，控制指令采取电压外环，电流内环的双环控制模式。
4.如权利要求2所述的一种光伏逆变器电流转换系统，其特征在于：所述直流-直流转换模组（11）还包括：
获取电网（3）电压大小，并依据所述电网（3）电压提升太阳能面板的电压；
将所述电网（3）电压调整至合适水平后，将所述太阳能面板输出的直流电压变为适用直流-交流转换模组（12）的直流形式；
同时，获取太阳能面板输出最大功率点，使太阳能板在最大功率点稳定工作。
5.如权利要求3所述的一种光伏逆变器电流转换系统，其特征在于：所述监控单元包括功率监控模块、并网监控模块和反孤岛监控模块；
所述功率监控模块用于获取太阳能面板输出电压数据、环境温度数据和光照强度数据；
判断环境温度数据和光照强度数据对太阳能面板输出电压数据的影响；
采用控制算法，依据跟踪太阳能面板的最大功率工作点，实现最大功率输出；
所述并网监控模块用于获取电流转换单元控制逆变器输出正弦波电流与电网（3）电压在频率、相位上同步数据；
同时，实现对电网（3）实时跟踪参数的变化，获取参数数据；
其中，电流的总畸变失真低；
所述反孤岛监控模块用于主动获取保护单元的故障检测数据和断电保护数据；
实时对获取的所述参数数据发出干扰信号，并获取反馈；
检测反馈信号并判断电网（3）是否失电；
若判断电网（3）停电，则向保护单元发出系统中止供电指令。
6.如权利要求5所述的一种光伏逆变器电流转换系统，其特征在于：所述保护单元包括均衡模块和供电采集模块；
所述均衡模块用于对电网（3）的供电进行调节，同时获取监控单元的干扰信号和用户用电信息，预测负荷用电率；
所述供电采集模块用于采集干扰信号、用电信息和预测负荷用电率的反馈数据，提取数据中携带的子数据打包并生成标签；
所述供电采集模块用于将获取的所述反馈数据依据标签与通讯单元连接；
所述通讯单元将反馈数据和所携带的子数据标签发送至监控单元。
7.如权利要求1所述的一种光伏逆变器电流转换系统，其特征在于：电源控制系统（2）包括太阳能控制单元和储能控制单元；
所述太阳能控制单元用于获取太阳能面板的输出电压，并判断所述输出电压是否在预定电压内；
基于所述输出电压与从电压电流转换单元获取的输出电压的比较结果，控制所述输出电压输入至电池储能装置上的电压的占空比；
根据比较结果调整逆变器控制系统（1）的输出电压；
所述储能控制单元用于获取电池储能装置的实际电压，并判断所述实际电压是否在预定电压内；
基于电池储能装置的实际电压与从电压电流转换单元和电网（3）获取的输出电压分别进行比较以获取比较结果，改变电池储能装置的充电电压。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的光伏逆变器电流转换系统的转换方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：通过电源控制系统（2）控制太阳能面板电流信号输出和电池储能装置的电流信号输入或输出；
步骤二：逆变器控制系统（1）将太阳能面板发出的信号进行电流转换，将直流电转换为交流电，并将交流电输出至电网（3）；
步骤三：由电网（3）将接入的交流电输进行商业供电或家用供电。
9.如权利要求8所述的一种光伏逆变器电流转换系统的转换方法，其特征在于，还包括：
在基于通过电源控制系统（2）控制太阳能面板电流信号输出之前，还包括对所述太阳能面板进行受力测试，并基于测试结果评估所述太阳能面板的稳固程度，具体包括：
确定所述太阳能面板的迎风面面积，同时，分别设定相同的迎风量以及不同的风力速度；
基于所述相同的迎风量、不同的风力速度以及所述太阳能面板的迎风面面积，构建所述太阳能面板的受力函数；
Figure 660257DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 588898DEST_PATH_IMAGE002
表示所述太阳能面板的受力函数；
Figure 317820DEST_PATH_IMAGE003
表示第i个风力测试速度；i表示当前个风力测试速度，且
Figure 740842DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 769978DEST_PATH_IMAGE005
表示第i个风力测试速度对应的所述太阳能面板的承压值；
Figure 807204DEST_PATH_IMAGE006
表示所述太阳能面板的迎风面面积；
Figure 36804DEST_PATH_IMAGE007
表示所述太阳能面板的迎风量；
Figure 247205DEST_PATH_IMAGE008
表示卡曼常数，且取值为0.4；
Figure 130848DEST_PATH_IMAGE009
表示所述太阳能面板的有效高度；
Figure 824128DEST_PATH_IMAGE010
表示所述太阳能面板与平面的垂直高度；
Figure 589959DEST_PATH_IMAGE011
表示测试时间；
Figure 807314DEST_PATH_IMAGE012
表示风力测试速度的总个数；
根据如下根据计算所述太阳能面板的受力最大值；
Figure 30616DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，
Figure 675224DEST_PATH_IMAGE014
表示所述太阳能面板的受力最大值；
Figure 928351DEST_PATH_IMAGE015
表示最大取值；
Figure 434549DEST_PATH_IMAGE016
表示误差系数，且取值范围为（0.01，0.03）；
将所述太阳能面板的受力最大值与设定受力阈值进行比较，判断所述太阳能面板的稳固程度；
其中，当所述太阳能面板的受力最大值大于所述设定受力阈值时，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第一等级；
当所述太阳能面板的受力最大值等于所述设定受力阈值时，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第二等级；
否则，则判定所述太阳能面板的稳固程度为第三等级；
同时，当所述太阳能面板的稳固程度为第三等级时，则判定所述太阳能面板无法进行正常工作，同时，对所述太阳能面板进行更换操作。
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