CN220368620U - 光伏逆变器的数据采集器及控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光伏逆变器的数据采集器及控制系统。数据采集器包括：壳体，设有容纳腔；控制电路板，设置在容纳腔内；第一连接端子，安装于壳体，第一连接端子的一端与控制电路板电连接，第一连接端子的另一端用于插接于逆变器；其中，控制电路板包括数据采集模块、通信模块和调度模块，数据采集模块、通信模块和调度模块电连接，数据采集模块用于采集逆变器的流量数据，通信模块用于向外部的控制系统发送流量数据，调度模块预设有用于调控逆变器流量的调度策略，调度模块根据流量数据执行调度策略。本申请的数据采集器能够解决光伏逆变器内置数据采集和通信模块成本较高的问题，并能快速应对电力波动，避免能源浪费。

Description

光伏逆变器的数据采集器及控制系统

技术领域

本申请涉及光伏逆变器技术领域，具体而言，涉及一种光伏逆变器的数据采集器及控制系统。

背景技术

太阳能光伏组件将直射太阳光转化为直流电，光伏组串通过直流汇流箱并联接入直流配电柜，汇流后接入光伏逆变器直流输入端，将直流电转变为交流电，光伏逆变器交流输出端接入交流配电柜，经交流配电柜供给用户侧。

光伏逆变器在运行过程中，需要实时监控其运行状态。然而光伏逆变器内置数据采集和通信模块成本较高，且不能根据业主需求灵活配置功能。另外，电站一般有限制功率，超出的光伏能量将被弃掉，存在能源浪费。

实用新型内容

本申请旨在提供一种光伏逆变器的数据采集器及控制系统，以解决光伏逆变器成本高的问题，以及能源浪费的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种光伏逆变器的数据采集器，其包括：

壳体，设有容纳腔；

控制电路板，设置在所述容纳腔内；

第一连接端子，安装于所述壳体，所述第一连接端子的一端与所述控制电路板电连接，所述第一连接端子的另一端用于插接于逆变器；

其中，所述控制电路板包括数据采集模块、通信模块和调度模块，所述数据采集模块、所述通信模块和所述调度模块电连接，所述数据采集模块用于采集所述逆变器的流量数据，所述通信模块用于向外部的控制系统发送所述流量数据，所述调度模块预设有用于调控所述逆变器流量的调度策略，所述调度模块根据所述流量数据执行所述调度策略。

在本申请的一种实施例中，所述数据采集器通过所述通信模块接收所述控制系统的调度指令，所述调度模块根据所述调度指令执行所述调度策略。

在本申请的一种实施例中，所述调度模块设有预定阈值，所述逆变器的流量达到所述预定阈值时，所述调度模块执行所述调度策略以降低所述逆变器的流量。

在本申请的一种实施例中，所述逆变器的流量低于所述预定阈值时，所述调度模块撤销所述调度策略。

在本申请的一种实施例中，所述数据采集器还包括显示模块，所述显示模块与所述控制电路板电连接，所述显示模块用于显示所述逆变器的工作状态。

在本申请的一种实施例中，所述数据采集器通过RS485线路、GPRS、WiFi中的至少一种与所述逆变器连接以采集所述流量数据。

在上述技术方案中，

在本申请的一种实施例中，还包括：

第二连接端子，设置于所述控制电路板；

第三连接端子，设置于所述逆变器的数据输出端；

所述第一连接端子可替换地连接于所述壳体，以连接所述第二连接端子与所述第三连接端子。

第二方面，本申请实施例提供一种光伏逆变器的控制系统，其与第一方面中任一项所述的数据采集器电连接，所述控制系统包括：

监控子系统，接收并监控所述数据采集器的发送的流量数据，所述监控子系统设有所述预定阈值，在所述流量数据超过所述预定阈值时，所述监控子系统输出超流链路的流量数据及地址信息；

调度分析子系统，根据所述流量数据及地址信息，计算并选择备份链路；

下发子系统，生成调度指令并发送给所述数据采集器，通过所述数据采集器的调度模块中预设的调度策略执行调度操作，利用所述备份链路分担所述超流链路的流量。

在本申请的一种实施例中，所述监控子系统根据所述超流链路的超出流量和所述备份链路的可承受流量计算出当前可调度的流量范围，再根据各备份链路的实际流量和地址段优先级选取符合调度范围的地址段，并将选中的备份链路信息和调度地址段信息同步到所述下发子系统。

在本申请的一种实施例中，所述监控子系统定时接收所述流量数据，在预定时长范围内，所述超流链路的流量未下降到预定阈值以下时，所述控制系统通过所述监控子系统、所述调度分析子系统和所述下发子系统重新计算并发出调度指令。

本申请的技术方案提供一种数据采集器，该数据采集器将数据采集模块、通信模块集成在控制电路板上，并通过第一连接端子连接控制电路板与逆变器，解决光伏逆变器内置数据采集和通信模块成本较高的问题，同时控制电路板还集成调度模块，通过在调度模块中预设调度策略，根据逆变器的流量数据进行调度，避免能源浪费。并且，本申请通过在逆变器的数据采集器中设置调度模块和调度策略，能够相对快速地应对光伏电力的波动，降低电网的调度压力。

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为本申请一实施例提供的数据采集器与控制系统的结构框图；

图2为本申请一实施例提供的数据采集器的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的数据采集器的第一视角爆炸图；

图4为本申请一实施例提供的数据采集器的第二视角爆炸图。

图标：1000-数据采集器，1-壳体，11-上壳体，111-第一部分，1111-避让空间，112-第二部分，1121-卡钩，113-第三部分，1131-插座，114-通孔，12-下壳体，121-卡扣，2-控制电路板，21-数据采集模块，22-通信模块，23-调度模块，3-第一连接端子，31-连接座，311-套管，3111-外螺纹，312-安装座，3121-抵接面，313-插接部，32-端子本体，4-第二连接端子，5-显示模块，2000-控制系统，2001-监控子系统，2002-调度分析子系统，2003-下发子系统。

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，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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，若出现术语“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。

本申请实施例提供一种光伏逆变器的数据采集器及控制系统，以解决光伏逆变器成本高的问题，以及能源浪费的问题。

如图1、图2、图3和图4所示，数据采集器1000包括壳体1、控制电路板2和第一连接端子3，壳体1设有容纳腔，控制电路板2设置在容纳腔内，第一连接端子3安装于壳体1，第一连接端子3的一端与控制电路板2电连接，第一连接端子3的另一端用于插接于逆变器。

数据采集器1000通过RS485线路、GPRS、WiFi中的至少一种与逆变器连接以采集流量数据。本申请中所述的“流量数据”是指逆变器的电流、电压、功率数据。

控制电路板2包括数据采集模块21、通信模块22和调度模块23，数据采集模块21、通信模块22和调度模块23电连接，数据采集模块21用于采集逆变器的流量数据，通信模块22用于向外部的控制系统2000发送流量数据，调度模块23预设有用于调控逆变器流量的调度策略，调度模块23根据流量数据执行调度策略。数据采集器1000还设有数模转换模块，数模转换模块将采集模块21采集到的电流、电压、功率数据转换为数字信号，并便执行流量数据发送、调度。

本申请的技术方案中，将数据采集模块21、通信模块22集成在控制电路板2上，并通过第一连接端子3连接控制电路板2与逆变器，解决光伏逆变器内置数据采集和通信模块22成本较高的问题，同时控制电路板2还集成调度模块23，通过在调度模块23中预设调度策略，根据逆变器的流量数据进行调度，避免能源浪费。

调度模块23执行调度策略有两种方式。

如图1所示，一种方式是，数据采集器1000通过通信模块22接收控制系统2000的调度指令，调度模块23根据调度指令执行调度策略。

示例性地，控制系统2000包括监控子系统2001、调度分析子系统2002和下发子系统2003。

监控子系统2001接收数据采集器1000的发送的流量数据，对接收到的流量数据进行监控，监控子系统2001设有预定阈值，当某一链路的流量数据超过预定阈值时，监控子系统2001输出超流链路的流量数据及地址信息。

调度分析子系统2002根据监控子系统2001输出的流量数据及地址信息，计算并在剩余链路中选择备份链路。

下发子系统2003生成调度指令并发送给数据采集器1000。

数据采集器1000通过通信模块22接收调度指令，调度模块23根据调度指令，调用预设的调度策略执行调度操作，利用备份链路分担超流链路的流量。

在一些实施例中，调度分析子系统2002计算并选择备份链路后，监控子系统2001根据超流链路的超出流量和备份链路的可承受流量，计算出当前可调度的流量范围，再根据各备份链路的实际流量和地址段优先级选取符合调度范围的地址段，并将选中的备份链路信息和调度地址段信息同步到下发子系统2003。下发子系统2003生成调度指令并发送给数据采集器1000，数据采集器1000的调度模块23根据调度指令，调用预设的调度策略执行调度操作，将超流链路的超出流量转移给备份链路的调度地址段。

在一些实施例中，监控子系统2001被设定为定时接收流量数据，也就是说在接收一次流量数据后，经过预定时长再次接收流量数据。

在执行一次调度操作后，在预定时长范围内，超流链路的流量数据未下降到预定阈值以下时，控制系统2000通过监控子系统2001、调度分析子系统2002和下发子系统2003重新计算并发出调度指令。

另一种调度方式是，在调度模块23内预先设置预定阈值，当采集模块采集到的逆变器的流量达到预定阈值时，调度模块23执行调度策略以降低逆变器的流量。当逆变器的流量低于预定阈值时，调度模块23撤销调度策略。

通过在调度模块23内预先设置预定阈值，并在逆变器的数据流量达到预定阈值时执行调度策略，在逆变器的流量低于预定阈值时撤销调度策略，实现快速应对光伏电力的波动。

在一些实施例中，也可以上述两种调度方式结合，当采集模块21采集到的逆变器的流量达到预定阈值时，生成预警信息并通过通信模块22反馈至控制系统2000，经调度分析子系统2002计算，并由下发子系统2003发出调度指令，数据采集器1000通过通信模块22接收调度指令，调度模块23根据调度指令，调用预设的调度策略执行调度操作，及时调整增加无功功率大小，保持逆变器输出性能平稳，从而达到输出和负载平衡，减少能量消耗获取最大经济收益。

本申请实施例提供的数据采集器1000的结构如图2、图3和图4所示，壳体1包括上壳体11和下壳体12。下壳体12具有带开口的容纳腔。上壳体11包括依次相连的第一部分111、第二部分112和第三部分113。

第一部分111插接于下壳体12的容纳腔，第二部分112盖合于下壳体12的开口。

第一部分111局部凹陷形成避让空间1111，第二部分112设有卡钩1121，卡钩1121由第二部分112面向下壳体12的一面延伸至避让空间1111，以使第一部分111插接于下壳体12的容纳腔内时，卡钩1121也位于容纳腔内，其中，下壳体12的开口设有卡扣121，卡钩1121与卡扣121配合，以锁定上壳体11与下壳体12。

第三部分113位于第二部分112背离下壳体12的一面，用于安装第一连接端子3。

上壳体11设有通孔114，通孔114依次贯穿第一部分111、第二部分112和第三部分113，以与容纳腔连通。第一部分111设有插座1131。

如图3和图4所示，第一连接端子3包括连接座31和端子本体32。

连接座31包括套管311、安装座312和插接部313，套管311设置于安装座312的一侧，安装座312的另一侧形成抵接面3121，插接部313设置于抵接面3121上。

端子本体32固定连接于安装座312，且端子本体32的一端延伸至套管311内，端子本体32的另一端伸出抵接面3121。

端子本体32伸出抵接面3121的一端插入通孔114内，以连接控制电路板2。连接座31的抵接面3121抵接于第三部分113的端面以起到限位作用，插接部313插接于插座1131以锁定第一连接端子3。本申请附图中仅对插接部313和插座1131进行示意，插接部313和插座1131的结构有多种，例如为插销和锁鞘、锁钩和锁扣等配合结构。

其中，数据采集器1000还设有第二连接端子4，第二连接端子4设置于控制电路板2，第二连接端子4位于通孔114内，端子本体32插入通孔114内与第二连接端子4插接配合，实现与控制电路板2的电连接。

在一些实施例中，第二连接端子4的外周面与通孔114的内周面密封连接，第二连接端子4的端面与第三部分113的端面齐平，端子本体32插入于第二连接端子4内实现二者插接配合，第三部分113的端面和第二连接端子4的端面均与连接座31的抵接面3121相抵。

在一些实施例中，第二连接端子4的外周面与通孔114的内周面之间设有弹性密封件，以密封通孔114与端子本体32之间的间隙提高防水效果。

随着技术发展和市场需要，逆变器的结构种类较多，逆变器的连接端口的结构不同，示例性地，令逆变器上的连接端口为第三连接端子。

本申请实施例提供的数据采集器1000，第一连接端子3可拆卸替换，使端子本体32位于套筒中的一端的结构不同，以与不同的第三连接端子的结构相适应，以实现数据采集器1000与不同的逆变器的连接。

在一些实施例中，套筒还设有外螺纹3111，逆变器上的连接端口可相应地设置外螺纹3111筒，套筒与逆变器上的外螺纹3111筒相对，并通过螺母或内螺纹筒连接。

在一些实施例中，如图2所示，数据采集器1000还包括显示模块5，显示模块5与控制电路板2电连接，显示模块5用于显示逆变器的工作状态。显示模块5为显示屏、显示灯中的至少一种。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光伏逆变器的数据采集器，其特征在于，包括：

壳体，设有容纳腔；

控制电路板，设置在所述容纳腔内；

第一连接端子，安装于所述壳体，所述第一连接端子的一端与所述控制电路板电连接，所述第一连接端子的另一端用于插接于逆变器；

其中，所述控制电路板包括数据采集模块、通信模块和调度模块，所述数据采集模块、所述通信模块和所述调度模块电连接，所述数据采集模块用于采集所述逆变器的流量数据，所述通信模块用于向外部的控制系统发送所述流量数据，所述调度模块预设有用于调控所述逆变器流量的调度策略，所述调度模块根据所述流量数据执行所述调度策略。

2.根据权利要求1所述的光伏逆变器的数据采集器，其特征在于，所述数据采集器通过所述通信模块接收所述控制系统的调度指令，所述调度模块根据所述调度指令执行所述调度策略。

3.根据权利要求1所述的光伏逆变器的数据采集器，其特征在于，所述调度模块在所述逆变器的流量达到预定阈值时执行所述调度策略以降低所述逆变器的流量。

4.根据权利要求3所述的光伏逆变器的数据采集器，其特征在于，所述调度模块在所述逆变器的流量低于预定阈值时撤销所述调度策略。

5.根据权利要求1所述的光伏逆变器的数据采集器，其特征在于，所述数据采集器还包括显示模块，所述显示模块与所述控制电路板电连接，所述显示模块用于显示所述逆变器的工作状态。

6.根据权利要求1所述的光伏逆变器的数据采集器，其特征在于，所述数据采集器通过RS485线路、GPRS、WiFi中的至少一种与所述逆变器连接以采集所述流量数据。

7.根据权利要求1所述的光伏逆变器的数据采集器，其特征在于，还包括：

第二连接端子，设置于所述控制电路板；

第三连接端子，设置于所述逆变器的数据输出端；

所述第一连接端子可替换地连接于所述壳体，以连接所述第二连接端子与所述第三连接端子。