一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开的一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统及其工作方法，属于光伏发电技术领域。通过Zigbee模块实现了后台系统对光伏系统的工作状态监控、远程控制和信息采集；通过NFC模块实现了每个光伏优化器的准确定位，同时方便巡检人员对复合通讯光伏优化器的实时状态进行检测，避免从后台系统中调出滞后性的信息。该装置设计合理，能够在实时监测光伏系统中各光伏组件工作状态的同时，提供光伏组件的位置信息，从而能够对问题光伏组件进行及时的控制和处理，提高光伏系统运行的安全性和稳定性。

A photovoltaic system with composite communication photovoltaic optimizer and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统及其工作方法
本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统及其工作方法。
技术介绍
光伏(功率)优化器能够对每一个光伏组件实现最大功率点追踪(MPPT)，保证光伏系统中每个光伏模块都可以最大限度地输出电能。它同时具有能量传输，能量优化，数据采集功能和通讯功能，适合在山地和屋面遮挡较严重的地区使用。ZigBee是一项新型的无线通信技术，适用于传输范围短、数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。ZigBee无线通信技术可于数以千计的微小传感器相互间，依托专门的无线电标准达成相互协调通信，因而该项技术常被称为HomeRFLite无线技术、FireFly无线技术。近场通信(NearFieldCommunication，简称NFC)，是一种新兴的技术，使用了NFC技术的设备(例如移动电话)可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来的，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。当前光伏优化器的通讯方式有多种，有采用有线通讯方法RS485通讯、总线通讯，或电力线载波PLC通讯，或者无线通讯方法技术。然而上述光伏优化器的通讯方式适合在线监测光伏优化器数据，但是无法解决光伏优化器在系统中定位问题，即不能确定光伏优化器在光伏优化器组串中第几个，与邻近哪两个光伏优化器连接。在后台系统中无法定位光伏优化器在哪个组串，哪个方阵。同时，检修人员在现场巡查光伏优化器时，只能从后台调取，而后台调取的数据有滞后性，不能实时反应光伏优化器的现场状况。
技术实现思路
为了解决上述现有问题，本专利技术的目的在于提供一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统及其工作方法，能够在实时监测光伏系统中各光伏组件工作状态的同时，提供光伏组件的位置信息，从而能够对问题光伏组件进行及时的控制和处理，提高光伏系统运行的安全性和稳定性。本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，光伏系统中每个光伏组件均对应连接有复合通讯光伏优化器，复合通讯光伏优化器的输入端与光伏组件连接，输出端与其它复合通讯光伏优化器串联；复合通讯光伏优化器包括MCU和功率转化单元，功率转化单元分别与MCU和光伏组件连接，功率转化单元的输入端和输出端均连接有检测单元；MCU还连接有Zigbee模块和NFC模块；复合通讯光伏优化器通过Zigbee模块与上位机连接，通过NFC模块与其它复合通讯光伏优化器的NFC模块和手持NFC巡检设备连接，每个复合通讯光伏优化器具有唯一标识ID。优选地，功率转化单元包括升压同步整流电路。优选地，检测单元包括两个用于检测功率转化单元输入端和输出端电流的分流监控器和两个用于检测检测功率转化单元输入端和输出端电压的电压分压器。优选地，Zigbee模块和NFC模块的天线不接触的固定在复合通讯光伏优化器外壳的外壁上。进一步优选地，复合通讯光伏优化器外壳为非金属外壳。优选地，复合通讯光伏优化器的NFC模块的通讯模式包括点对点模式、读卡器模式和卡片模式。本专利技术公开了上述的具有复合通讯光伏优化器的光伏系统的工作方法，包括：光伏系统正常工作时，检测单元检测从功率转化单元输入端和输出端的电参量，与MCU通讯后，MCU处理电参量与MCU内预设的阈值进行比较，根据比较结果，MCU下达本地指令控制复合通讯光伏优化器的工作模式；光伏系统内所有复合通讯光伏优化器的MCU将检测单元检测的电参量后通过Zigbee模块发送至上位机，当光伏系统中某个复合通讯光伏优化器的检测单元检测到功率转换单元的输出端功率明显低于光伏系统中复合通讯光伏优化器的检测单元检测到功率转换单元的输出端功率的平均值时，上位机下达上位机指令，控制复合通讯光伏优化器开启优化模式；工作人员手持NFC巡检设备检测复合通讯光伏优化器，此时复合通讯光伏优化器的NFC模块处于点对点模式，MCU将汇总的电参量通过NFC模块发送至工作人员手持NFC巡检设备，工作人员通过手持NFC巡检设备可下达实时NFC指令，控制复合通讯光伏优化器的工作模式；当上位机监测到某一光伏组件的工作状态存在异常时，工作人员通过该光伏组件的唯一标识ID确定该光伏组件的位置后对该光伏组件进行处理。优选地，MCU控制功率转化单元实现最大功率追踪，使功率转化单元的输出端功率最大，MCU同时接受检测单元传来的功率转化单元的输入端和输出端的电压电流功率等电参量并同时在工作时产生相关电参量并发送至NFC模块和Zigbee模块，同时接受手持NFC巡检设备的NFC模块和上位机Zigbee模块的数据和指令。优选地，实时NFC指令的优先级＞上位机指令的优先级＞本地指令的优先级。进一步优选地，手持NFC巡检设备能够对复合通讯光伏优化器进行实时固件升级。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，通过Zigbee模块实现了后台系统对光伏系统的工作状态监控、远程控制和信息采集；通过NFC模块实现了每个光伏优化器的准确定位，同时方便巡检人员对复合通讯光伏优化器的实时状态进行检测，避免从后台系统中调出滞后性的信息。该装置设计合理，能够在实时监测光伏系统中各光伏组件工作状态的同时，提供光伏组件的位置信息，从而能够对问题光伏组件进行及时的控制和处理，提高光伏系统运行的安全性和稳定性。进一步地，Zigbee模块和NFC模块的天线不接触的固定在复合通讯光伏优化器外壳的内壁上，防止天线间互相电磁干扰。更进一步地，复合通讯光伏优化器外壳为非金属外壳，进一步减少电磁干扰影响通讯效果。本专利技术公开的上述具有复合通讯光伏优化器的光伏系统的工作方法，自动化程度高，在光伏系统正常工作时，能够根据实际情况对复合通讯光伏优化器的工作模式进行调整，保证光伏组件的正常工作。在巡检人员巡检时，能够获取每个光伏组件的实时状态信息，并根据该信息及时调整复合通讯光伏优化器的工作模式；也可以根据上位机反馈的异常状态信息定位到具体的复合通讯光伏优化器及所连接的光伏组件，做出及时的处理。进一步地，通过对不同指令优先级的规定，复合通讯光伏优化器在多种指令交错控制下能够合理按照指令级别正常执行指令。进一步地，NFC巡检设备能够对复合通讯光伏优化器进行实时固件升级，可快速对复合通讯光伏优化器固件升级并实时检验固件升级效果，方便对比。附图说明图1为本专利技术的具有复合通讯光伏优化器的结构示意图；图2为本专利技术的复合通讯光伏优化器的光伏系统的NFC模块切换通讯方式工作原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细描述，其内容是对本专利技术的解释而不是限定：如图1，本专利技术的具有复合通讯光伏优化器的光伏系统中，每个光伏组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，其特征在于，光伏系统中每个光伏组件均对应连接有复合通讯光伏优化器，复合通讯光伏优化器的输入端与光伏组件连接，输出端与其它复合通讯光伏优化器串联；/n复合通讯光伏优化器包括MCU和功率转化单元，功率转化单元分别与MCU和光伏组件连接，功率转化单元的输入端和输出端均连接有检测单元；MCU还连接有Zigbee模块和NFC模块；/n复合通讯光伏优化器通过Zigbee模块与上位机连接，通过NFC模块与其它复合通讯光伏优化器的NFC模块和手持NFC巡检设备连接，每个复合通讯光伏优化器具有唯一标识ID。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，其特征在于，光伏系统中每个光伏组件均对应连接有复合通讯光伏优化器，复合通讯光伏优化器的输入端与光伏组件连接，输出端与其它复合通讯光伏优化器串联；
复合通讯光伏优化器包括MCU和功率转化单元，功率转化单元分别与MCU和光伏组件连接，功率转化单元的输入端和输出端均连接有检测单元；MCU还连接有Zigbee模块和NFC模块；
复合通讯光伏优化器通过Zigbee模块与上位机连接，通过NFC模块与其它复合通讯光伏优化器的NFC模块和手持NFC巡检设备连接，每个复合通讯光伏优化器具有唯一标识ID。


2.根据权利要求1所述的具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，其特征在于，功率转化单元包括升压同步整流电路。


3.根据权利要求1所述的具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，其特征在于，检测单元包括两个用于检测功率转化单元输入端和输出端电流的分流监控器和两个用于检测检测功率转化单元输入端和输出端电压的电压分压器。


4.根据权利要求1所述的具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，其特征在于，Zigbee模块和NFC模块的天线不接触的固定在复合通讯光伏优化器外壳的外壁上。


5.根据权利要求4所述的具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，其特征在于，复合通讯光伏优化器外壳为非金属外壳。


6.据权利要求1所述的具有复合通讯光伏优化器的光伏系统，其特征在于，复合通讯光伏优化器的NFC模块的通讯模式包括点对点模式、读卡器模式和卡片模式。


7.根据权利要求1～6任意一项所述的具有复合通讯光伏优化器的光伏系统的工作方法，其特征在于，包括：
光伏系统正常工作时，检测单元检测从功率转化单元输入端和输出端的电参量，与M...

【专利技术属性】
技术研发人员：高培鑫，郭辰，刘鑫，李腾，彭文博，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11