一種光伏功率優化系統的數據通信方法與流程

2023-06-30 02:52:51 1

本發明主要涉及太陽能發電的電力裝置，確切地說，是採用了在每個光伏組件中都使用了多級電壓轉換電路的方案，使得任意一級電壓轉換電路均可以單獨對與其對應的一個電池串執行獨立的最大功率點追蹤演算，確保整個太陽能發電系統輸出功率的穩定。

背景技術：

隨著類似石油、煤炭、天然氣等傳統能源的有限性，以及傳統能源造成的負面環境問題日趨嚴重，尤其是在全球不斷變化的經濟、政治和社會環境的大條件下，尋找一種取之不盡、周而復始的可再生能源來取代資源有限、對環境有汙染的傳統化工能源成為了全球迫切需要解決的重要命題。如今可再生、環保、和可持續性的新能源越來越得到了廣泛的應用，以新技術和新材料為基礎的科技發展，使得可再生能源得到現代化的開發和利用，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。由於太陽能光伏這種新能源具備清潔、安全可靠、運行費用少、日常維護簡單、任意地點隨處可用等優勢，使得光伏發電成為世界各國普遍關注和重點發展的新型產業，光伏產業在世界範圍內也得到了迅速的發展，光伏發電在解決偏遠地區的用電問題上發揮著不可或缺的作用。

光伏電池的輸出特性受到外界溫度、光照輻射強度的影響而發生很大的變化，使光伏電池始終能夠輸出最大的功率以便我們更有效地利用太陽能是光伏發電系統的基本要求。要從太陽能面板輸出期望的最大功率，最重要是找到最大功率點MPPT，使電池板的輸出電壓和輸出電流保持在這個預期的最大功率點。最大功率點的變化通常與輻照強度和環境溫度有關，所以亟待解決的難題是，當太陽能面板的環境變化時，須動態追蹤的這些參數變化，才能屏除外部環境因素，確保太陽能面板工作在最大功率點上。光伏電池組件的陰影遮擋問題會引起光伏組件的衰減，正常衰減範圍是第一年大約為5％，後面每一年不超過0.8％，25年下來不允許超過的數值大約為20％。加上出廠產品不一致和衰減不一致的因素，導致電池板的發電量大約可能會損失3～5％。引起組件衰減的原因很多，主要包括生產製造因素和環境因素等，其中生產製造因素主要包括：生產工藝、自身衰減和老化程度；環境因素主要包括：雲層、落葉、溫度、安裝傾斜角度和方位等。

在現行的光伏功率優化方式中，幾乎都是在光伏組件級執行優化，在光伏組件級進行優化意味著不會單獨對每一個獨立的電池串進行優化，實際上每個光伏組件通常會包括多個由光伏電池串接構成的電池串(Photovoltaic cell string)。當出現同一串電池板因為產品一致性問題不好，或發生陰影遮擋等因素導致部分電池不能正常發電時，整串的光伏電池效率損失很嚴重，而且逆變器尤其是集中式的逆變器接入的電池板陣列很多時，會導致各個組串的電池板不能夠在自己的最大功率點運行，這些都是電能和發電量的損失。因此本申請後文介紹的功率優化器主要就是解決或者說是緩解這些問題，實現在電池串級別進行功率優化，來為每個光伏電池串搭載主動式功率優化器，導入最大功率點追蹤以確保太陽能系統輸出功率的穩定和功率的最大優化。

技術實現要素：

在一個實施例中，本發明提供了一種光伏功率優化系統，具有串聯的多個光伏組件，其中：所述光伏組件配置有載波發送模塊和/或無線通信模塊以實現數據的發送，所述載波發送模塊用於在串接起光伏組件的傳輸線路上形成通信載波；所述光伏組件配置有載波偵測模塊和/或無線通信模塊以實現數據的接收，所述載波偵測模塊至少用於在該傳輸線路上提取通信載波；至少一部分所述光伏組件藉由配置的無線通信模塊接收或發送體現為無線通信形式的第一數據；和/或所述光伏組件藉由配置的載波偵測模塊接收所述傳輸線路上的體現為通信載波形式的第二數據。

上述光伏功率優化系統，所述載波發送模塊至少包括相互串聯的第一開關和電容器；在所述載波發送模塊發送通信載波的階段，第一開關由所述光伏組件配置的處理器控制在關斷和接通狀態間切換，以便在傳輸線路上形成攜帶有數據載波電流。

上述光伏功率優化系統，所述載波發送模塊包括相互串聯的第一開關和電容器及第一電阻器，所述載波發送模塊還包括並聯在電容器兩端的一個第二電阻器。

上述光伏功率優化系統，所述載波偵測模塊包括電流檢測單元(有時候也可以稱為電流傳感器)和濾波器，該電流檢測單元用於監測所述傳輸線路上的電流信息，該濾波器用於從所述電流信息中提取具有指定頻率範圍的預設通信載波信號。

上述光伏功率優化系統，所述光伏組件當中的第一類組件配置有無線通信模塊而它當中的第二類組件則沒有配置無線通信模塊；並且第一類組件配置的處理器在收到無線通信模塊傳輸的第一數據時，其處理器通過控制第一類組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了第一數據的第二數據；以及第二類組件配置的所述載波偵測模塊提取該第二數據並傳輸給第二類組件的處理器。

上述光伏功率優化系統，所述光伏組件中的第一類和第二類組件均配置有無線通信模塊，在第二類組件的無線通信模塊被屏蔽(例如有些組件的無線通信模塊被牆體或其他容易屏蔽無線信號的實體結構給遮擋或半遮擋而屏蔽信號)的情況下：第一類組件配置的處理器在收到無線通信模塊傳輸的第一數據時，其處理器通過控制第一類組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了第一數據的第二數據；以及第二類組件配置的所述載波偵測模塊提取該第二數據並傳輸給第二類組件的處理器。

上述光伏功率優化系統，還包括用於將串聯的多級所述光伏組件輸出的直流電轉換成交流電的逆變器，其中所述的第一數據由逆變器集成的一個無線通信設備發送的。

上述光伏功率優化系統，其中所述的第一數據由一個無線通信設備所發送的，該無線通信設備是和所述光伏組件配套使用的一個獨立的終端設備。

上述光伏功率優化系統，每個光伏組件均包括一級光伏電池串或多級光伏電池串，每個光伏組件還配置有一個功率優化器，每個功率優化器都包括多級電壓轉換電路，每一級電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出；其中，多個串接的所述光伏組件各自配置的所述功率優化器各自的輸出電壓疊加在一起，作為多個所述光伏組件的總輸出電壓。

上述光伏功率優化系統，在每一個功率優化器中，任意一個電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行電壓轉換而輸出在一個輸出電容上，並且每個功率優化器中各級電壓轉換電路各自的輸出電容串聯，以及每個光伏組件配置的一個所述載波發送模塊與這些串接的輸出電容並聯。

上述光伏功率優化系統，在每一個功率優化器中：任意一個電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出在一個輸出電容上，並且每一個功率優化器中的多級電壓轉換電路各自的輸出電容都串聯在一起，從而由這些串聯的輸出電容上所疊加的電壓來提供每一個功率優化器的輸出電壓。

上述光伏功率優化系統，所述電壓轉換電路是降壓型的Buck電路，每個電壓轉換電路均單獨對一個光伏電池串進行最大功率點追蹤演算，從而每一級電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串實現最大功率的輸出。

上述光伏功率優化系統，在每個光伏組件所配置的一個功率優化器中還包括：設置在它的任意一級或多級電壓轉換電路中的第二開關，在帶有第二開關的電壓轉換電路中：其輸出電容和第二開關串接在電壓轉換電路的一組輸出端之間。

上述光伏功率優化系統，在每一個光伏組件配置的所述載波發送模塊發送通信載波的階段：所述第二開關由該光伏組件配置的處理器控制切換成關斷狀態，以將與該光伏組件相配的一個功率優化器中的各級電壓轉換電路各自的輸出電容構成的串接支路予以斷路；直至所述載波發送模塊發送通信載波的階段結束後，所述第二開關才由所述的處理器控制切換成接通狀態。

上述光伏功率優化系統，每個光伏組件還配置有一個提供穩定電壓的電源模塊，該電源模塊分別將該光伏組件的各級光伏電池串產生的電壓轉換成穩定的電壓予以輸出，其中各級光伏電池串產生的電壓分別通過二極體輸送給該電源模塊；和/或該電源模塊將與該光伏組件對應配置的一個功率優化器的輸出電壓轉換成穩定的電壓予以輸出。

上述光伏功率優化系統，在每個光伏組件配置的載波發送模塊發送通信載波的階段：限定每個光伏組件配置的電源模塊僅將該光伏組件的各級光伏電池串產生的電壓進行採集和轉換成穩定的電壓予以輸出，而不採集功率優化器的輸出電壓。

上述光伏功率優化系統，還包括用於將串聯的多級所述光伏組件輸出的直流電轉換成交流電的逆變器，所述的逆變器包括一個載波偵測模塊；並且至少一個所述光伏組件配置的處理器在收到該光伏組件配置的無線通信模塊傳輸的第一數據時，其處理器通過控制該光伏組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了第一數據的第二數據；以及所述逆變器配置的所述載波偵測模塊提取該第二數據並傳輸給逆變器的處理器。

上述光伏功率優化系統，還包括一個帶有載波偵測模塊的數據採集設備，用於對所述光伏電池的指定參數進行採集；所述光伏組件配置的處理器通過控制所述光伏組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了所述指定參數的通信載波數據；所述數據採集設備利用帶有的載波偵測模塊在該傳輸線路上提取表示了所述指定參數的通信載波，從而採集到所述光伏電池的所述指定參數信息。

在一個實施例中，本發明提供了一種光伏功率優化系統的數據通信方法，所述光伏功率優化系統具有串聯的多個光伏組件，在所述光伏功率優化系統中：所述光伏組件配置有載波發送模塊和/或無線通信模塊以實現數據的發送，所述載波發送模塊用於在串接起光伏組件的傳輸線路上形成通信載波；所述光伏組件配置有載波偵測模塊和/或無線通信模塊以實現數據的接收，所述載波偵測模塊至少用於在該傳輸線路上提取通信載波；其中所述的數據通信方法包括：利用無線通信設備向所有的所述光伏組件各自配置的所述無線通信模塊發送數據，由無線通信設備與所有的所述光伏組件直接通信；或者利用無線通信設備向第一部分所述光伏組件配置的所述無線通信模塊發送第一數據，第一部分所述的光伏組件配置的處理器在收到無線通信模塊傳輸的第一數據時，其處理器通過控制第一部分所述的光伏組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了第一數據的數據信息的第二數據；以及第二部分所述的光伏組件配置的所述載波偵測模塊在傳輸線路上提取該第二數據，實現無線通信設備與第一部分所述光伏組件直接通信，而無線通信設備與第二部分所述的光伏組件通過數據轉播(即第一數據到第二數據的轉播)的方式間接通信。

上述的方法，所述載波發送模塊至少包括相互串聯的第一開關和電容器；在所述載波發送模塊發送通信載波的階段，第一開關由所述光伏組件配置的處理器控制在關斷和接通狀態間切換，以便在傳輸線路上形成攜帶有數據的載波電流。

上述的方法，所述載波偵測模塊包括電流傳感器和濾波器，該電流傳感器用於監測所述傳輸線路上的電流信息，該濾波器用於從所述電流信息中提取具有指定頻率範圍的預設通信載波信號。

上述的方法，所述載波發送模塊包括相互串聯的第一開關和電容器及第一電阻器，以及所述載波發送模塊還包括並聯在電容器兩端的一個第二電阻器。

上述的方法，所述光伏功率優化系統還包括用於將串聯的多級所述光伏組件輸出的直流電轉換成交流電的逆變器，其中所述的無線通信設備集成在所述的逆變器中。

上述的方法，無線通信設備是和所述光伏組件配套使用的一個獨立的終端設備。

上述的方法，每個光伏組件均包括多級光伏電池串，每個光伏組件還配置有一個功率優化器，每個功率優化器都包括多級電壓轉換電路，每一級電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出；多個串接的所述光伏組件各自配置的所述功率優化器各自的輸出電壓疊加在一起，作為多個所述光伏組件的總輸出電壓。

上述的方法，在每一個功率優化器中，任意一個電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行電壓轉換而輸出在一個輸出電容上，並且每個功率優化器中各級電壓轉換電路各自的輸出電容串聯，以及每個光伏組件配置的一個所述載波發送模塊與這些串接的輸出電容並聯。

上述的方法，在每一個功率優化器中：任意一個電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出在一個輸出電容上，並且每一個功率優化器中的多級電壓轉換電路各自的輸出電容都串聯在一起，從而由這些串聯的輸出電容上所疊加的電壓來提供每一個功率優化器的輸出電壓。

上述的方法，所述電壓轉換電路是降壓型的Buck電路，每個電壓轉換電路均單獨對一個光伏電池串進行最大功率點追蹤演算，從而每一級電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串實現最大功率的輸出。

上述的方法，在每個光伏組件所配置的一個功率優化器中還包括：設置在它的任意一級或多級電壓轉換電路中的第二開關，在帶有第二開關的一個電壓轉換電路中：其輸出電容和第二開關串接在該電壓轉換電路的一組電壓輸出端之間。

上述的方法，在每一個光伏組件配置的所述載波發送模塊發送通信載波的階段：所述第二開關由該光伏組件配置的一個處理器控制切換成關斷狀態，以將與該光伏組件相配的一個功率優化器中的各級電壓轉換電路各自的輸出電容構成的串接支路予以斷路；直至所述載波發送模塊發送通信載波的階段結束後，所述第二開關才由所述的處理器控制切換成接通狀態。

上述的方法，每個光伏組件還配置有一個提供穩定電壓的電源模塊，該電源模塊分別將該光伏組件的各級光伏電池串產生的電壓轉換成穩定的電壓予以輸出，其中各級光伏電池串產生的電壓分別通過二極體輸送給該電源模塊；和/或該電源模塊將與該光伏組件對應配置的一個功率優化器的輸出電壓轉換成穩定的電壓予以輸出。

上述的方法，在每一個光伏組件配置的所述載波發送模塊發送通信載波的階段：限定每個光伏組件配置的電源模塊僅將該光伏組件的各級光伏電池串產生的電壓進行採集和轉換成穩定的電壓予以輸出，而不採集功率優化器的輸出電壓。

上述的方法，利用一個逆變器將串聯的多級所述光伏組件輸出的總輸出電壓轉換成交流電，所述逆變器包括一個載波偵測模塊；至少一個所述光伏組件配置的處理器在收到該光伏組件配置的無線通信模塊傳輸的第一數據時，其處理器通過控制該光伏組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了第一數據的數據信息的第二數據；以及所述逆變器配置的所述載波偵測模塊提取該第二數據以實現所述逆變器和至少一部分所述光伏組件的信息交互。

上述的方法，還利用一個帶有載波偵測模塊的數據採集設備對所述光伏電池的指定參數進行採集；所述光伏組件配置的處理器通過控制所述光伏組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了所述指定參數的通信載波數據；所述數據採集設備利用帶有的載波偵測模塊在該傳輸線路上提取表示了所述指定參數的通信載波，從而採集到所述光伏電池的所述指定參數信息。

在一個實施例中，本發明提供了一種光伏功率優化系統，具有串聯的多個光伏組件：每個光伏組件均包括一級光伏電池串或多級光伏電池串，每個光伏組件還配置有一個功率優化器，每個功率優化器都包括一級或多級電壓轉換電路，每一級電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出；多個所述光伏組件各自配置的所述功率優化器各自的輸出電壓疊加在一起，作為多個所述光伏組件的總輸出電壓。

在可選的實施例中，所有的所述的光伏組件配置有無線通信模塊。因此用戶可以利用無線通信設備向所有的所述光伏組件各自配置的所述無線通信模塊發送數據，實現由無線通信設備與所有的所述光伏組件直接通信，但是如果其中一部分光伏組件配置的無線通信模塊被信號屏蔽或是其無線通信功能失效/不佳時，則通過無線通信模塊收到數據的那些光伏組件再將數據轉播(使用帶有的載波發送模塊轉播)給無法通過無線通信模塊收到數據的另一些光伏組件(使用帶有的載波接收模塊接收數據)。

上述的光伏功率優化系統，還包括用於將串聯的多級所述光伏組件輸出的直流電轉換成交流電的逆變器，由逆變器集成的一個無線通信設備和所述無線通信模塊之間實現數據的交互。

上述的光伏功率優化系統，還包括一個和所述光伏組件配套使用的無線通信設備，該無線通信設備是和所述光伏組件配套使用的一個獨立的終端設備，由該終端設備和所述無線通信模塊之間實現數據的交互。

上述的光伏功率優化系統，在每一個功率優化器中，任意一個電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行電壓轉換而輸出在一個輸出電容上，並且每個功率優化器中各級電壓轉換電路各自的輸出電容串聯，以及每個光伏組件配置的一個所述載波發送模塊與這些串接的輸出電容並聯。

上述的光伏功率優化系統，在每一個功率優化器中：任意一個電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出在一個輸出電容上，並且每一個功率優化器中的多級電壓轉換電路各自的輸出電容都串聯在一起，從而由這些串聯的輸出電容上所疊加的電壓來提供每一個功率優化器的輸出電壓。

上述的光伏功率優化系統，所述電壓轉換電路是降壓型的Buck電路，每個電壓轉換電路均單獨對一個光伏電池串進行最大功率點追蹤演算，從而每一級電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串實現最大功率的輸出。

上述的光伏功率優化系統，在每個光伏組件所配置的一個功率優化器中還包括：設置在它的任意一級或多級電壓轉換電路中的第二開關，在帶有第二開關的電壓轉換電路中：其輸出電容和第二開關串接在電壓轉換電路的一組輸出端之間。

上述的光伏功率優化系統，在每一個光伏組件配置的所述載波發送模塊發送通信載波的階段：所述第二開關由該光伏組件配置的一個處理器控制切換成關斷狀態，以將與該光伏組件相配的一個功率優化器中的各級電壓轉換電路各自的輸出電容構成的串接支路予以斷路；直至所述載波發送模塊發送通信載波的階段結束後，所述第二開關才由所述的處理器控制切換成接通狀態。

上述的光伏功率優化系統，每個光伏組件還配置有一個提供穩定電壓的電源模塊，該電源模塊分別將該光伏組件的各級光伏電池串產生的電壓轉換成穩定的電壓予以輸出，其中各級光伏電池串產生的電壓分別通過二極體輸送給該電源模塊；和/或該電源模塊將與該光伏組件對應配置的一個功率優化器的輸出電壓轉換成穩定的電壓予以輸出。

上述光伏功率優化系統，在每個光伏組件配置的載波發送模塊發送通信載波的階段：限定每個光伏組件配置的電源模塊僅將該光伏組件的各級光伏電池串產生的電壓進行採集和轉換成穩定的電壓予以輸出，而不採集功率優化器的輸出電壓。

上述的光伏功率優化系統，還包括用於將串聯的多級所述光伏組件輸出的直流電轉換成交流電的逆變器，所述的逆變器包括一個載波偵測模塊；並且至少一個所述光伏組件配置的處理器在收到該光伏組件配置的無線通信模塊傳輸的第一數據時，其處理器通過控制該光伏組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了第一數據的第二數據；以及

所述逆變器配置的所述載波偵測模塊提取該第二數據並傳輸給逆變器的處理器。

上述的光伏功率優化系統，還包括一個帶有載波偵測模塊的數據採集設備，用於對所述光伏電池的指定參數進行採集；所述光伏組件配置的處理器通過控制所述光伏組件配置的所述載波發送模塊在傳輸線路上形成表徵了所述指定參數的通信載波數據；所述數據採集設備利用帶有的載波偵測模塊在該傳輸線路上提取表示了所述指定參數的通信載波，從而採集到所述光伏電池的所述指定參數信息。

本發明披露的一種光伏功率優化系統，具有串聯的多個光伏組件，其中：每個光伏組件均包括一級或多級光伏電池串，每個光伏組件還配置有一個功率優化器，每個功率優化器都包括一級或多級電壓轉換電路，每一級電壓轉換電路都將與其對應的一級光伏電池串產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出；多個所述光伏組件各自配置的所述功率優化器各自的輸出電壓疊加在一起，作為多個所述光伏組件的總輸出電壓；所述光伏組件配置有載波發送模塊和/或無線通信模塊以實現數據的發送，所述載波發送模塊用於在串接起光伏組件的傳輸線路上形成通信載波；以及所述光伏組件配置有載波偵測模塊和/或無線通信模塊以實現數據的接收，所述載波偵測模塊至少用於在該傳輸線路上提取通信載波。

上述的光伏功率優化系統，所述的功率優化器中的執行最大功率點追蹤的每個電壓轉換電路均包括：分別連接到與其對應的一級光伏電池串的正極端、負極端的第一輸入端、第二輸入端，以及提供輸出電壓的第一和第二輸出節點，其中每個電壓轉換電路的輸出電容連接在它的第一和第二輸出節點之間，一個第一切換開關和一個電感連接在第一輸入端和第一輸出節點之間，第二輸入端和第二輸出節點耦合在一起，並且一個第二切換開關或續流二極體連接在第一切換開關和電感之間的一個互連節點與第二輸出節點之間；或者分別連接到與其對應的一級光伏電池串的正極端、負極端的第一輸入端、第二輸入端，以及提供輸出電壓的第一和第二輸出節點，其中每個電壓轉換電路的輸出電容連接在它的第一和第二輸出節點之間，一個第一切換開關和一個電感連接在第二輸入端和第二輸出節點之間，第一輸入端和第一輸出節點耦合在一起，並且一個第二切換開關或續流二極體連接在第一切換開關和電感之間的一個互連節點與第一輸出節點之間；功率優化器中還包括設置在它的任意一級或多級電壓轉換電路中的第二開關，在帶有第二開關的任意一個電壓轉換電路中：它的輸出電容和第二開關串接在這一級電壓轉換電路的第一、第二輸出節點之間。

在本發明中，光伏優化器互相之間可實現通信，從而得知每個光伏組件(甚至電池片串級別)的工作狀態和得知整個光伏系統的電壓。逆變器通過羅氏線圈、帶通濾波器、解調等實現對每個光伏組件的檢測，並且這個電路還集成了電弧檢測功能。逆變器還可以實現對光伏優化器發布命令，通過調整幹擾電流讓光伏優化器智能關機，通過個慢慢的加載電壓通知它們智能開機等。此外逆變器通過電流的方式通知光伏優化器關機，或者說進入保護模式，這個加載電流的電路同時也可以用作逆變器自己內部電容的放電電路。在本發明中可以實現長光伏組串模式，即每個光伏優化器控制自己的輸出電壓，保證每個整個光伏組串可以串聯更多的光伏組件，不至於像傳統的光伏組串由於低溫開路情況下輸出的電壓過高，導致逆變器需要更多的輸入電壓餘量。

這些方案帶有的優勢例如：提高整個發電系統的發電效率，局部光伏損壞和遮擋或光伏電池的不一致性、安裝不一致性等負面因素對系統的發電效率沒有影響，也實現了電池片串級的優化，深度挖掘了系統效能，還對每個電池組件的各種參數通過通信的方式而達到可觀測性。也實現了光伏系統的安全性，出現故障或維修時，光伏組串可關斷，輸出電壓為零。提高了每個光伏組串的串聯數量，節省了系統的布線成本。提高了光伏組件的抗熱斑能力，這樣提高了電池片的壽命。

附圖說明

閱讀以下詳細說明並參照以下附圖之後，本發明的特徵和優勢將顯而易見：

圖1是多個光伏電池先串聯後再並聯來為逆變器供電的示意圖。

圖2是每個光伏電池組件配置一個附加模塊的示意圖。

圖3是多個光伏組件串接起來和逆變器帶有的無線收發模塊實現通信的示意圖。

圖4是多個光伏組件串接起來和單獨的終端設備實現通信的示意圖。

圖5～7是每個光伏組件配置的功率優化器可選方案的示意圖。

圖8是多個光伏組件串接完全由無線通信實現數據傳遞的示意圖。

具體實施方式

參見圖1，串聯的光伏組件PV_1、PV_2、……PV_N(N為大於1的自然數)它們組合在一起構成一個光伏串組101，多個這樣的光伏串組101再並聯在一起共同產生逆變器170需要的直流電壓。斷路模塊151連接在光伏串組101的正極和逆變器170的一個儲能電容CDC的第一端之間，斷路模塊152連接在光伏串組101的負極和電容CDC的第二端之間。斷路模塊151和152接通時光伏串組101可以為儲能電容CDC供電，否則在它們斷開時儲能電容CDC無法從光伏串組101側擷取到電壓源。在光伏逆變領域光伏組件產生的直流電壓源需要被轉換成交流電才能實現併網，光伏逆變器170的作用就是將光伏串組101提供的直流電能轉變成交流電能，以滿足交流負載或設備供電及併網的需求，逆變器通常有單相或三相甚至多相等逆變方式。為了簡單的解釋逆變器的作用，在圖1中示範性的展示了三相全橋主功率轉換電路171(也可以是單相或兩相及多相)，三相全橋主功率轉換電路171前一級使用的常規EMC濾波器和後一級使用的三相LC濾波器等都是常規手段，轉換電路171可以將逆變器中電容CDC上存儲的直流電壓轉換成交流電，其中轉換電路171的各個構成逆變橋的開關管的接通或關斷主要由圖中未示出的一個控制器發送的脈衝寬度調製信號PWM進行驅動和控制。由於逆變器的轉換電路171的作用就是將直流電逆變轉換成交流電，它的可替代類型在現有技術中對本領域的技術人員來說已經較為熟知，因此不予詳細贅述。

參見圖2，與圖1中傳統的光伏組件PV_1、PV_2、……PV_N的區別在於：首先是每一個光伏組件PV_N都配置有一個帶有通信和驅動能力的附加模塊COM_N，再者就是每一個光伏組件PV_N都配置有後文提及的電池串級別的功率優化器OP_N。

參見圖2，在本申請涉及的一種光伏功率優化系統中，與常規的方案類似，它具有串聯的多個光伏組件PV_1、PV_2、……PV_N，它們串接構成一個光伏串組101，而整個光伏功率優化系統中則有一個或多個並聯的光伏串組101為逆變器170供電。

參見圖3，每個光伏組件都配置有載波發送模塊130，載波發送模塊130主要用於在串接起光伏組件PV_1、PV_2、……PV_N的傳輸線路LAN上形成通信載波。

參見圖3，每個光伏組件都配置有載波偵測模塊131，載波偵測模塊131至少用於在傳輸線路LAN上提取通信載波。載波偵測模塊131的方案有多種，在本申請中載波偵測模塊131包括電流傳感器131a(在本申請中電流傳感器還可以稱為電流檢測單元或電流互感模塊等)和濾波器131b，該電流傳感器131a例如可以是霍爾傳感器或空心線圈傳感器、編解碼器或分流器等，電流傳感器131a主要是用於監測傳輸線路LAN上的電流信息，例如工頻信號或諧波分量信號，或類似浪湧這樣的高頻脈衝/瞬態電流等，電弧信號同樣也可以被偵測到。而該濾波器131b可以是帶通濾波器等，在本發明中主要是用於從電流傳感器131a檢測的電流信息中甄別和提取具有指定頻率範圍的預設通信載波信號。也就是說，帶通範圍選擇的不同，帶通濾波器102可以從電流信息中偵測出不同的信息，例如通信載波的頻率上限一般是低於電弧級別的頻帶下限。

參見圖3，至少一部分光伏組件(如PV_N)配置有無線通信模塊133，雖然在理論上所有的光伏組件PV_1、PV_2、……PV_N都可以配置無線通信模塊133，但是為了成本和通信優化的考慮，我們僅僅在一部分光伏組件中使用無線通信模塊133，而在另一部分光伏組件(如PV_1)中則不使用無線通信模塊。

參見圖3，我們的目的之一在於：使得至少一部分光伏組件(如PV_N)藉由配置的無線通信模塊133接收或發送體現為無線通信形式的第一數據。在圖3的實施例中，無線通信設備173集成在逆變器170中，注意這裡提及的無線通信模塊133或無線通信設備173等可以採用WIFI、Zigbee、433MHZ通信、紅外、藍牙、GPS等一切現有的無線通信方案。無線通信設備173可以是人為操作下發出第一數據，當光伏組件PV_N通過無線通信模塊133接收到第一數據時，光伏組件PV_N配置的處理器132會收到無線通信模塊133傳輸過來的第一數據，一旦當處理器132識別到第一數據是需要轉發給其他光伏組件(如PV_1)的數據，則處理器132通過控制光伏組件PV_N配置的載波發送模塊130在傳輸線路LAN上形成表徵了第一數據的數據信息的第二數據，第二數據是以傳輸線路LAN上攜帶的載波形式出現。光伏組件PV_1配置有載波偵測模塊131，載波偵測模塊131用於在傳輸線路LAN上提取標識了第二數據的通信載波。

因此，信號的走向為：無線通信設備173發出的無線信號(第一數據)被一些光伏組件PV_N配置的無線通信模塊133捕捉到，然後光伏組件PV_N配置的處理器132會識別無線通信模塊133傳輸過來的第一數據的含義，當處理器132識別到第一數據需要被轉發到沒有配置無線通信模塊133的那些光伏組件PV_1時，光伏組件PV_N配置的處理器132會主動驅動載波發送模塊130在傳輸線路LAN上形成攜帶有第二數據的載波電流，並且處理器132還會賦值第二數據具有指定的頻率範圍。而沒有配置無線通信模塊133的光伏組件PV_1所匹配的載波偵測模塊131則會通過電流傳感器131a監測傳輸線路LAN上的電流信息，以及光伏組件PV_1所匹配的濾波器131b還用於從電流傳感器131a監測的電流信息中提取具有指定頻率範圍的預設通信載波信號(例如LAN上的第二數據信號)，第二數據進一步傳輸給光伏組件PV_1配置的處理器132，並且由處理器132讀取第二數據的含義。例如，第一數據是無線通信設備173發出的開機或關機指令，光伏組件PV_N的處理器132不僅會使自身的優化器OP_N開機或關機，光伏組件PV_N還會把開機或關機指令轉發給其他的光伏組件，例如光伏組件PV_1接收到第二數據信息時由於第二數據表徵了第一數據的信息，所以光伏組件PV_1的處理器132也會指示自身的優化器OP_1予以開機或關機。

參見圖4，與圖3的區別特徵在於，圖3中發出第一數據的無線通信設備173是和逆變器170集成在一起出現的，而在圖4中第一數據由另一個無線通信設備273所發送的，該無線通信設備273是和光伏組件配套使用的一個獨立的終端設備，這個終端設備類似於手機/遙控器等，可發出無線通信模塊133能夠識別的無線通信信號。

參見圖4，作為可選項，逆變器170也包括載波偵測模塊131，逆變器170的載波偵測模塊131會通過電流傳感器131a監測傳輸線路LAN上的電流信息，以及逆變器170的濾波器131b還用於從電流傳感器131a監測的電流信息中提取具有指定頻率範圍的預設通信載波信號(例如LAN上的第二數據信號)，第二數據進一步傳輸給逆變器170的未示意出的處理器，由其處理器讀取第二數據的含義。此時光伏組件PV_N相當於將開機或關機指令轉發給逆變器170，由於逆變器170接收到第二數據信息時該第二數據表徵了第一數據代表的信息，所以逆變器170的處理器也會指示自身進行開機或關機，例如還可以指示圖1中的斷路器151和152斷開。

參見圖5，光伏組件PV_N的第一個電池串ST1利用第一個降壓式的BUCK1變換電路來產生期望的電壓輸出，BUCK1電路中電感L1和電容C1組成低通濾波器，BUCK1電路的第一輸入節點AN1連接到電池串ST1的陽極，BUCK1電路的第二輸入節點CA1連接到ST1的陰極，開關S11和電感L1串聯在第一輸入節點AN1和BUCK1電路的第一輸出節點NB1-1之間。開關S11的一端和BUCK1電路的第一輸入節點AN1相連，但是開關S11的相對另一端和BUCK1電路的第二輸入節點(或者BUCK1電路的第二輸出節點NB1-2)之間連接有另一個開關S12。輸出電容C1連接在BUCK1電路的第一輸出節點NB1-1和第二輸出節點NB1-2之間。該變換電路的基本原理是：BUCK1電路的第一和第二輸入端從第一個電池串ST1的陽極和陰極間擷取到電源電壓，在開關周期內，讓開關S11接通並關閉S12，電感L1的電流增加並為電容C1充電，再讓開關S11關斷和接通S12，則電感L1的電流減小並開始釋放能量，此時接通S12續流。BUCK1變換電路在本發明中用於實現最大功率點追蹤MPPT，由於MPPT在業界屬於已知技術，因此對其具體的方案不予贅述。最大功率點追蹤的實現可以由處理器132驅動開關S11～S12、開關S21～S22、S31～S32來實現。

參見圖5，光伏組件PV_N的第二個電池串ST2利用第二個降壓式的BUCK2變換電路來產生期望的電壓輸出，BUCK2電路中電感L2和電容C2組成低通濾波器，BUCK2電路的第一輸入節點AN2連接到電池串ST2的陽極，BUCK2電路的第二輸入節點CA2連接到ST2的陰極，開關S21和電感L2串聯在第一輸入節點AN2和BUCK2電路的第一輸出節點NB2-1之間。開關S21的一端和BUCK2電路的第一輸入節點AN2相連，但是開關S21的相對另一端和BUCK2電路的第二輸入節點(或者BUCK2電路的第二輸出節點NB2-2，因為節點CA2和節點NB2-2相連)之間連接有另一個開關S22。輸出電容C2連接在BUCK2電路的第一輸出節點NB2-1和第二輸出節點NB2-2之間。

參見圖5，光伏組件PV_N的第三個電池串ST3利用第三個降壓式的BUCK3變換電路來產生期望的電壓輸出，BUCK3電路中電感L3和電容C3組成低通濾波器，BUCK3電路的第一輸入節點AN3連接到電池串ST3的陽極，BUCK3電路的第二輸入節點CA3連接到ST3的陰極，開關S31和電感L3串聯在第一輸入節點AN3和BUCK3電路的第一輸出節點NB3-1之間。開關S31的一端和BUCK3電路的第一輸入節點AN3相連，但是開關S31的相對另一端和BUCK3電路的第二輸入節點(或者BUCK3電路的第二輸出節點NB3-2，因為節點CA3和節點NB3-2相連)之間連接有另一個開關S32。輸出電容C3連接在BUCK3電路的第一輸出節點NB3-1和第二輸出節點NB3-2之間。

在本申請中，暫時以三個電池串ST1～ST3和三個電壓轉換電路BUCK1～BUCK3為例來闡釋本申請的發明精神。其中，BUCK1電路的第二輸出節點NB1-2和BUCK2電路的第一輸出節點NB2-1相連，BUCK2電路的第二輸出節點NB2-2和BUCK3電路的第一輸出節點NB3-1相連，電容C1和C2和C3串聯在BUCK1電路的第一輸出節點NB1-1和BUCK3電路的第二輸出節點NB3-2之間。另外，載波發送模塊130也連接在BUCK1電路的第一輸出節點NB1-1和BUCK3電路的第二輸出節點NB3-2之間，例如開關SB和電容器CB及電阻器RB串聯在第一輸出節點NB1-1和第二輸出節點NB3-2之間，而且在位置關係上開關SB和電容器CB及電阻器RB三者中的任意兩者的位置可以任意對調，還可以設置一個電阻器RC並聯在電容器CB的兩端。

參見圖5，一個輸出電容C2和一個開關SWI串聯連接在BUCK2電路的第一輸出節點NB2-1和第二輸出節點NB2-2之間。在其他的可選實施例中，還可以設置輸出電容C1和開關SWI串聯連接在BUCK1電路的第一輸出節點NB1-1和第二輸出節點NB1-2之間，或者設置輸出電容C3和開關SWI串聯連接在BUCK3電路的第一輸出節點NB3-1和第二輸出節點NB3-2之間。也就是說，開關SWI任意選擇和C1、C2、C3三者之一串聯。在其他的可選實施例中，甚至還可以在BUCK1的第一輸出節點NB1-1和第二輸出節點NB1-2之間串聯電容C1和第一個開關SWI，還在BUCK2的第一輸出節點NB2-1和第二輸出節點NB2-2之間串聯電容C2和第二個開關SWI，同時在BUCK3的第一輸出節點NB3-1和第二輸出節點NB3-2之間串聯電容C3和第三個開關SWI。

參見圖3～4，光伏組件均PV_N包括多級光伏電池串ST1～ST3，光伏組件PV_N配置有一個功率優化器OP_N，功率優化器OP_N都包括多級電壓轉換電路BU1～BU3，電壓轉換電路BU1將與其對應的一級光伏電池串ST1產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出，電壓轉換電路BU2將與其對應的一級光伏電池串ST2產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出，電壓轉換電路BU3將與其對應的一級光伏電池串ST3產生的電壓進行升壓或降壓轉換輸出，其中，多個串接的光伏組件PV_1、PV_2、……PV_N各自對應分別配置有功率優化器OP_1、OP_2、……OP_N，優化器OP_1、OP_2、……OP_N各自輸出的電壓VOUT1+VOUT2+……VOUTN累加在一起，作為多個光伏組件PV_1、PV_2、……PV_N的總輸出電壓。這裡的電壓轉換電路可以採用圖5的BUCK電路。

參見圖3～4，在功率優化器OP_N中，電壓轉換電路BU1與其對應的一級光伏電池串ST1產生的電壓進行電壓轉換而輸出在一個輸出電容C1上，電壓轉換電路BU2與其對應的一級光伏電池串ST2產生的電壓進行電壓轉換而輸出在一個輸出電容C2上，電壓轉換電路BU3與其對應的一級光伏電池串ST3產生的電壓進行電壓轉換而輸出在一個輸出電容C3上。功率優化器OP_N中各級電壓轉換電路BU1～BU3各自的電容C1～C3具有串聯關係。如果定義功率優化器OP_N中每一級電壓轉換電路具有第一輸出節點和第二輸出節點，則這一級電壓轉換電路的輸出電容C連接在它的第一輸出節點和第二輸出節點之間，而且任意後一級電壓轉換電路的第一輸出節點和它的前一級電壓轉換電路的第二輸出節點相連，從而將C1～C3予以串聯，從而由這些串聯的輸出電容C1～C3上所疊加的電壓來提供一個功率優化器OP_N的輸出電壓。以及光伏組件OP_N配置的一個載波發送模塊130與這些串接的輸出電容C1～C3並聯，也即相當於載波發送模塊130連接在功率優化器OP_N的多級電壓轉換電路中的首個第一級電壓轉換電路的第一輸出節點和末尾的最後一級電壓轉換電路的第二輸出節點之間。

參見圖6，和圖5的區別就是：將BUCK1電路的開關S12替換成二極體D12，二極體D12的陽極連接到ST1的陰極和BUCK1電路的第二輸出節點NB1-2，二極體D12的陰極連接到開關S11和電感L1之間互連的節點。同樣將BUCK2電路的開關S22替換成二極體D22，二極體D22的陽極連到ST2的陰極和BUCK2的第二輸出節點NB2-2，二極體D22的陰極連接到開關S21和電感L2之間互連的節點。同樣將BUCK3電路的開關S32替換成二極體D32，二極體D32的陽極連到ST3的陰極和BUCK3的第二輸出節點NB3-2，二極體D32的陰極連接到開關S31和電感L3之間互連的節點。

參見圖7，和圖5的區別就是：BUCK電路的結構略有改變。具體體現在：BUCK1電路的第一輸入節點AN1連接到電池串ST1的陽極，BUCK1電路的第二輸入節點CA1連接到ST1的陰極，開關S11和電感L1串聯在第二輸入節點CA1和BUCK1電路的第二輸出節點NB1-2之間。開關S11的一端和BUCK1電路的第二輸入節點CA1相連，但是開關S11的相對另一端和BUCK1電路的第一輸入節點(或者BUCK1電路的第一輸入節點AN1，因為節點AN1和節點NB1-1相連)之間連接有一個二極體D12，二極體D12的陽極連到開關S11和電感L1之間互連的節點，而二極體D12的陰極則連到第一輸入節點AN1。電容C1連接在BUCK1的第一輸出節點NB1-1和第二輸出節點NB1-2之間。

參見圖7，類似的，開關S21和電感L2串聯在BUCK2電路的第二輸入節點CA2和第二輸出節點NB2-2間。開關S21的一端和BUCK2的第二輸入節點CA2相連，該開關S21的相對另一端和BUCK2電路的第一輸入節點AN2(或者BUCK2電路的第二輸出節點NB2-1，因為節點AN2和節點NB1-1相連)之間連接有一個二極體D22，二極體D22的陽極連到開關S21和電感L2之間互連的節點，二極體D22的陰極則連到第一輸入節點AN2。電容C2連接在BUCK2的第一輸出節點NB2-1和第二輸出節點NB2-2之間。

參見圖7，類似的，開關S31和電感L3串聯在BUCK3電路的第二輸入節點CA3和第二輸出節點NB3-2間。開關S31的一端和BUCK3的第二輸入節點CA3相連，該開關S31的相對另一端和BUCK3電路的第一輸入節點AN3(或者BUCK3電路的第二輸出節點NB3-1，因為節點AN3和節點NB3-1相連)之間連接有一個二極體D32，二極體D32的陽極連到開關S31和電感L3之間互連的節點，二極體D32的陰極則連到第一輸入節點AN3。電容C3連接在BUCK3的第一輸出節點NB3-1和第二輸出節點NB3-2之間。

參見圖7，一個輸出電容C3和一個開關SWI串聯連接在BUCK3電路的第一輸出節點NB3-1和第二輸出節點NB3-2之間。在其他的可選實施例中，還可以設置輸出電容C1和開關SWI串聯連接在BUCK1電路的第一輸出節點NB1-1和第二輸出節點NB1-2之間，或者設置輸出電容C2和開關SWI串聯連接在BUCK2電路的第一輸出節點NB2-1和第二輸出節點NB2-2之間。也就是說，開關SWI任意選擇和C1、C2、C3三者之一串聯。在其他的可選實施例中，甚至還可以在BUCK1的第一輸出節點NB1-1和第二輸出節點NB1-2之間串聯電容C1和第一個開關SWI，同時還在BUCK2的第一輸出節點NB2-1和第二輸出節點NB2-2之間串聯電容C2和第二個開關SWI，同時在BUCK3的第一輸出節點NB3-1和第二輸出節點NB3-2之間串聯電容C3和第三個開關SWI。

參見圖5～7的實施例，開關S11/S21/S31和開關S12/S22/S32在本申請中也可以稱為切換開關或同步開關，二極體D12/D22/D32在本申請中也可以稱為續流二極體，而且圖7中的二極體D12/D22/D32還可以分別用三個切換開關來替代，只要滿足作為常規的BUCK電路即可滿足本申請的使用要求。參見圖5～7的實施例，本申請的光伏優化器可歸納為：在某一個光伏組件的N級光伏電池串和N級電壓轉換電路中，任意第K級電壓轉換電路包括輸出電容CK，自然數K滿足N≥K≥1，任意第K級電壓轉換電路的電容CK連接在第K級電壓轉換電路的第一輸出節點NBK-1和第二輸出節點NBK-2之間。第K級的光伏電池串提供的電壓對應輸出在第K級的電壓轉換電路的第一輸出節點NBK-1和第二輸出節點NBK-2間。此外，還設置任意後一級的電壓轉換電路的第一輸出節點和與之相鄰的前一級電壓轉換電路的第二輸出節點相連，從而我們可以在首個第一級電壓轉換電路的第一輸出節點NB1-1和末尾的最後第N級電壓轉換電路的第二輸出節點NBN-2之間，產生和提供該N級光伏電池串的總輸出電壓，由於這裡與一個光伏組件匹配的N級電壓轉換實質上是一個優化器的組成部分，所以該總輸出電壓實質也是一個優化器的輸出電壓。一個光伏組件中光伏電池串的總級數等於一個優化器中的電壓轉換電路的總級數。從光伏組件的外部來觀察，與第一級電壓轉換電路的第一輸出節點NB1-1相連的一端以及與第N級電壓轉換電路的第二輸出節點NBN-2相連的另一端可以視為一個光伏優化器的一對電壓輸出埠。

在其他的可選實施例中，BUCK電路可以被替換成升降壓BUCK/BOOST電路，升降壓同樣可以實現MPPT演算。總而言之，只要某一個電壓轉換電路，能夠將某一個電池串的正負極之間的電壓予以輸入，然後進行最大功率點追蹤，並將電壓輸出在該電壓轉換電路的一組輸出端之間的輸出電容上即能替換圖5～7中的BUCK電路。

參見圖3～5，載波發送模塊130至少包括相互串聯的開關SB和電容器CB，在載波發送模塊130發送通信載波的階段，開關SB由光伏組件OP_N配置的處理器132控制在關斷和接通狀態間切換，以便在傳輸線路LAN上形成攜帶有數據載波電流。在較佳的實施例中，最好是設置載波發送模塊130包括相互串聯的開關SB和電容器CB及一個電阻器RB，而且還設置一個電阻器RC並聯在電容器CB兩端。在包括旁路電容CB、旁路電阻RB和開關SB的通信電路中，可以先保持開關SB處於關斷的狀態，如果處理器132試圖與外部進行信息交互，處理器132發送的驅動信號快速從第一邏輯狀態(例如低電平)跳轉成第二邏輯狀態(例如高電平)然後又回到第一邏輯狀態，從而在高電平驅動下會接通的開關SB被接通又關斷。或者處理器132發送的驅動信號快速從第一邏輯狀態(例如高電平)跳轉成第二邏輯狀態(例如低電平)然後又回到第一邏輯狀態，從而在低電平驅動下會接通的開關SB被接通又關斷，開關SB的該關-開-關過程可以重複多次。可以認為在控制開關SB的驅動信號具有近乎瞬態跳轉的上升沿或下降沿時刻，會接通開關SB而產生流經載波發送模塊130的諧波或稱載波電流，該載波將會注入到連接在第一輸出節點NB1-1或者連接在第二輸出節點NB3-2上的傳輸線路LAN上。可以利用各種載波檢測模塊131a(例如空心線圈傳感器或高頻互感器、帶通濾波器、解編碼器)從流經傳輸線路上的電流信息中提取通信電路發送的載波信號進行解調。這種載波信息可以按照當前指定的各種通信協議被轉換成二進位碼元進行信息的交互。

參見圖5～7，以光伏組件PV_N為例，在光伏組件PV_N配置的載波發送模塊130發送通信載波的階段：開關SWI由該光伏組件PV_N配置的一個處理器132控制切換成關斷狀態，以將與該光伏組件PV_N相配的一個功率優化器OP_N中的各級電壓轉換電路BUCK1～BUCK3各自的輸出電容C1～C3構成的串接支路予以斷路。直至載波發送模塊130發送通信載波的階段結束後，開關SWI才由處理器132控制切換成接通狀態，恢復輸出電容C1～C3的串接支路的通路關係，以避免電容C1～C3吸收載波信號。

參見圖5～7，以光伏組件PV_N為例，它配置有可提供穩定電壓源的電源模塊(DC/DC電路)190，電源模塊190分別將該光伏組件PV_N的各級光伏電池串ST1～ST3產生的電壓轉換成穩定的電壓予以輸出，其中光伏電池串ST1產生的電壓通過二極體D1輸送給該電源模塊190，如光伏電池串ST1的正極連接二極體D1的陽極，二極體D1的陰極則連到電源模塊190的電壓輸入端。光伏電池串ST2產生的電壓通過二極體D2輸送給該電源模塊190，光伏電池串ST3產生的電壓通過二極體D3輸送給該電源模塊190。另外作為可選的方案，該電源模塊190還可以將與該光伏組件PV_N對應配置的一個功率優化器OP_N的輸出電壓(也即電容C1～C3產生的電壓VOUTN)轉換成穩定的電壓予以輸出。必須限定：在光伏組件PV_N配置的載波發送模塊130發送通信載波的階段：光伏組件PV_N配置的電源模塊190僅將光伏組件PV_N的各級光伏電池串ST1～ST3產生的電壓進行採集和轉換成穩定的電壓予以輸出，而不採集和轉換功率優化器OP_N的輸出電壓VOUTN，這是因為由於開關SWI在此階段進行高頻的接通和關斷切換，會施加額外的擾動噪聲電壓給電源模塊190的電壓輸入端。電源模塊190(可採用線性電源或開關電源等現有的電壓轉換方案)產生的穩定電壓可以提供給濾波器131b、處理器132、無線通信模塊133等作為工作電壓。

參見圖3～4，光伏功率優化系統還包括帶有載波偵測模塊131的數據採集設備275，載波偵測模塊131包括電流傳感器131a和濾波器131b，數據採集設備275用於對光伏電池串ST1～ST3的指定參數Parameter(如電壓、電流、溫度、功率等)進行採集，採集的方案體現在：以光伏組件PV_N為例，它配置的處理器132先行利用現有的方案對指定參數進行收集，譬如當前的很多MCU處理器自帶有這些參數的感測模塊，也可以利用輔助的參數採集模塊來收集這些參數，在處理器132獲知了這些參數信息後，然後處理器132就可以通過控制光伏組件PV_N配置的載波發送模塊130在傳輸線路LAN上形成或發送表徵了這些指定參數的通信載波數據，而數據採集設備275則利用帶有的載波偵測模塊130在該傳輸線路LAN上偵測和提取表示了指定參數的通信載波，從而採集到光伏組件中各個電池串的這些指定參數信息。

參見圖8的實施例，與圖3～7的各個實施例略有區別，每個光伏組件PV_1～PV_N均配置有收數據或發數據或收發數據的無線通信模塊133，也可以同時配置有載波發送模塊130，然後由無線通信設備273和無線通信模塊133之間實現數據的交互，無線通信設備273可以集成在逆變器170中也可以是一個終端設備。此時數據完全可以以無線的形式傳輸，所以載波發送模塊130和載波偵測模塊131可以選用或不選用。

在本申請中，所言的數據等可以是用戶指令、命令或其他任意數據信息。

以上，通過說明和附圖，給出了具體實施方式的特定結構的典型實施例，上述發明提出了現有的較佳實施例，但這些內容並不作為局限。對於本領域的技術人員而言，閱讀上述說明後，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權利要求書應看作是涵蓋本發明的真實意圖和範圍的全部變化和修正。在權利要求書範圍內任何和所有等價的範圍與內容，都應認為仍屬本發明的意圖和範圍內。