智能光伏系統及其數據檢測和傳輸的方法
2023-07-19 18:21:41 2
專利名稱：智能光伏系統及其數據檢測和傳輸的方法
技術領域：
本發明涉及智能光伏系統的管理和控制技術領域，具體來說，本發明涉及一種智能光伏系統及其數據檢測和傳輸的方法。
背景技術：
分布式光伏電力收集電子設備，包括微型逆變器和微型優化器，都有通信功能來進行智能化管理，包括數據監測，設備控制等。系統通常包括多臺分布式逆變器，集中式的管理器，和基於網際網路的資料庫及監控界面。通常逆變器檢測即時數據，逆變器內的通信電路根據通信協議的設定在某時間將當時的數據傳輸給管理器。管理器將數據通過網絡傳輸送給資料庫。這樣的數據檢測和傳輸有幾個問題。多個逆變器之間的通信時間會有差別，這樣可能會造成數據檢測的時間不同。多個逆變器和管理器的通信通常會有延遲或中斷，特別是對大系統，這樣會造成數據丟失或時間錯位。管理器和資料庫間的網際網路通信的延遲或中斷，也會造成數據丟失或時間錯位。監控界面通常是顯示多個逆變器的某時間對應的數據，這樣的數據丟失和時間錯位會造成錯誤的數據顯示。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種智能光伏系統及其數據檢測和傳輸的方法，避免由於通信延遲或中斷造成的數據丟失或時間錯位。為解決上述技術問題，本發明提供一種智能光伏系統，包括一個或多個光伏組件，用於接收太陽能產生直流電力；—個或多個逆變器，分別與所述光伏組件相應連接，用於將所述直流電力轉換為交流電力後併網輸出；管理器，與所述逆變器相連接，用於管理各個所述逆變器的工作狀態；以及資料庫，通過網口與所述管理器相連接，用於接收所述管理器傳送的所述逆變器檢測到的各種運行數據；其中，所述逆變器包括檢測電路，用於檢測所述逆變器的即時運行數據；第一處理器，與所述檢測電路相連接，用於根據包括時間數據的記錄命令對所述即時運行數據進行處理；第一存儲器，與所述第一處理器相連接，用於存儲經所述第一處理器處理後的所述數據；以及第一通信電路，分別與所述第一處理器和所述第一存儲器相連接，用於將處理後的所述數據傳送給所述管理器；所述管理器包括第二通信電路，分別與各個所述逆變器的所述第一通信電路相連接，用於接收所
4述逆變器傳送的數據，或者發送所述記錄命令和時間數據給所述逆變器；第二處理器，與所述第二通信電路相連接，用於對所述逆變器傳送的數據進一步作處理，或者產生所述記錄命令和時間數據；定時電路，與所述第二處理器相連接，用於設定記錄所述逆變器的各種運行數據的時間，並在指定時間發送信號給所述第二處理器；第二存儲器，與所述第二處理器相連接，用於存儲經所述第二處理器進一步處理後的所述數據；以及網絡電路，與所述第二存儲器相連接，用於將進一步處理後的所述數據傳送給所述資料庫。可選地，所述逆變器與所述管理器之間通過電力線、CAN總線、Zigbee、Wi-Fi、GPRS 或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。可選地，所述管理器與所述資料庫之間通過乙太網、Wi_Fi、GPRS或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。可選地，所述第一存儲器與所述第一處理器或者所述第一通信電路集成在一起。可選地，所述定時電路與所述第二處理器或者所述第二通信電路集成在一起。為解決上述技術問題，相應地，本發明還提供一種採用上述任一項所述的智能光伏系統進行數據檢測和傳輸的方法，包括步驟A.定時電路設定逆變器記錄運行數據的時間；B.所述定時電路在每個時間點發出記錄命令給第二通信電路，所述記錄命令包括時間；C.所述第二通信電路將所述記錄命令發送給所述逆變器；D.第一通信電路接收所述記錄命令並向第一處理器發出指令，要求計算從上次時間到這次時間該時間段內的平均數據；E.所述第一處理器提取檢測電路檢測到的所述逆變器的即時運行數據；F.所述第一處理器完成所述平均數據的計算，產生第一數據包，同時清除所述即時運行數據；G.將時間數據加入所述第一數據包，形成第二數據包；H.所述第一處理器將所述第二數據包傳輸給第一存儲器；I.所述第一通信電路從所述第一存儲器或者所述第一處理器中讀取所述第二數據包；J.判斷所述第一通信電路是否成功將所述第二數據包發送給所述管理器，若是， 則清除所述第二數據包，若否，則保留所述第二數據包，等待再次發送；K.所述第二通信電路接收所述第二數據包並將其傳輸給第二處理器；L.所述第二處理器將所述第二數據包加上日期，形成第三數據包，所述第三數據包的標誌位為0 ；M.所述第二處理器將所述第三數據包傳輸給網絡電路，並通過網口傳輸給資料庫；N.判斷所述第三數據包是否已成功傳輸給所述資料庫，若是，則所述第二處理器將所述第三數據包標誌位設為1，若否，則所述第二處理器將所述第三數據包標誌位設為0，等待重新傳輸。可選地，所述逆變器與所述管理器之間通過電力線、CAN總線、Zigbee、Wi-Fi、GPRS 或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。可選地，所述管理器與所述資料庫之間通過乙太網、Wi_Fi、GPRS或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。可選地，所述第一存儲器與所述第一處理器或者所述第一通信電路集成在一起。可選地，所述定時電路與所述第二處理器或者所述第二通信電路集成在一起。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明的特別之處在於通過管理器內的定時電路設定記錄數據的時間，並發送記錄命令和時間數據給智能光伏系統中的一個或多個逆變器。逆變器一直在檢測並存儲即時運行數據，接收記錄命令後計算該段時間內的平均數據，然後將記錄時間加入產生新的數據。逆變器將數據傳輸給管理器，如果由於通信的問題不能成功傳輸，該數據存儲在逆變器的第一存儲器裡，等通信正常時發送。管理器接收到數據後存入第二存儲器，通過網際網路向資料庫傳輸，並將數據加上標誌位，區分已傳輸和未傳輸的數據，由於網絡傳輸問題未傳輸的數據將在網絡正常時再次進行傳輸。這樣，傳入資料庫的數據包都同時包含數據和逆變器記錄該數據的時間，彼此一一對應，不受通信時間和故障的影響，成功避免了由於通信延遲或中斷造成的數據丟失或時間錯位。
本發明的上述的以及其他的特徵、性質和優勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中圖1為現有技術或者本發明的一種智能光伏系統的外部簡單框圖；圖2為現有技術的一種智能光伏系統中逆變器和管理器的內部簡單框圖；圖3為本發明一個實施例的智能光伏系統中逆變器和管理器的內部簡單框圖；圖4為本發明一個實施例的數據檢測和傳輸的簡單方法流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節以便於充分理解本發明，但是本發明顯然能夠以多種不同於此描述地其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下根據實際應用情況作類似推廣、演繹，因此不應以此具體實施例的內容限制本發明的保護範圍。圖1為現有技術或者本發明的一種智能光伏系統的外部簡單框圖。如圖1所示， 該智能光伏系統100通常包括但不限於一個或多個光伏組件101、一個或多個逆變器102、 管理器103、網口 104、資料庫105和電網接口 106。在這個示例中，光伏組件101用於接收太陽能產生直流電力，每個光伏組件101的輸出端連逆變器102的輸入端，逆變器102將直流電力轉換為交流電力。多個逆變器102的輸出並聯後通過電網接口 106連接交流電網， 將交流電力併網輸出。管理器103與逆變器102相連接，用於管理各個逆變器102的工作狀態。資料庫105通過網口 104與管理器103相連接，用於接收管理器103傳送的逆變器 102檢測到的各種運行數據。
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在本實施例中顯示管理器103連交流電纜，通過電力線通信技術與多個逆變器 102通信。這個通信方式也可以是其它技術，比如CAN總線、Zigbee、Wi-Fi、GPRS或者Wi-MAX 等類似通信技術。另外，管理器103通過網際網路口 104與資料庫105連接，這個網絡通信方式可以是乙太網Ethernet)、Wi-Fi、GPRS、Wi-MAX等類似通信技術。圖2為現有技術的一種智能光伏系統中逆變器和管理器的內部簡單框圖。電路有很多，這裡只顯示與本發明相關的電路。如圖2所示，逆變器102裡包括檢測電路1021、 第一通信電路1023和第一處理器1022。檢測電路1021檢測逆變器102的即時運行數據。 第一通信電路1023和管理器103通信，傳輸數據和接收信號。第一處理器1022從檢測電路1021獲得數據並進行處理，然後傳送給第一通信電路1023。管理器103有第二通信電路 1031、第二處理器1032、存儲器1033和網絡電路10；34。第二通信電路1031和逆變器102 通信，獲取數據和發送信號。第二通信電路1031將數據傳送給第二處理器1032，經處理後傳送給存儲器1033，然後通過網絡電路1034通過網口 104傳送入網際網路的資料庫105。這裡描述的各電路也可以是集成在一個集成電路中。圖3為本發明一個實施例的智能光伏系統中逆變器和管理器的內部簡單框圖。電路很多，這裡只顯示與本發明相關的電路。如圖3所示，在本實施例的智能光伏系統300的逆變器302裡包括檢測電路3021、第一處理器3022、第一存儲器30 以及第一通信電路 3023。其中，檢測電路3021用於檢測逆變器302的即時運行數據。第一處理器3022與檢測電路3021相連接，用於根據包括時間數據的記錄命令對從檢測電路3021獲得的即時運行數據進行處理。第一存儲器30M與第一處理器3022相連接，用於存儲經第一處理器3022 處理後的數據。第一通信電路3023分別與第一處理器3022和第一存儲器30M相連接，用於將處理後的數據傳送給管理器303或者接收記錄命令。第一存儲器30M可以與第一處理器3022或者第一通信電路3023集成在一起，即可以是第一通信電路3023或第一處理器 3022的一部分。在本實施例的智能光伏系統300的管理器303包括第二通信電路3031、第二處理器3032、定時電路3035、第二存儲器3033以及網絡電路30；34。其中，第二通信電路3031 分別與各個逆變器302的第一通信電路3023相連接，用於接收逆變器302傳送的數據，或者發送記錄命令和時間數據給逆變器302。第二處理器3032與第二通信電路3031相連接，用於對逆變器302傳送的數據進一步作處理，或者產生記錄命令和時間數據。定時電路 3035與第二處理器3032相連接，用於設定記錄逆變器302的各種運行數據的時間，並在指定時間發送信號給第二處理器3032。第二存儲器3033與第二處理器3032相連接，用於存儲經第二處理器3032進一步處理後的數據。網絡電路3034與第二存儲器3033相連接，用於將進一步處理後的數據通過網口 304傳送給資料庫305。定時電路3035可以與第二處理器3032或者第二通信電路3031集成在一起，即也可以是第二處理器3032或第二通信電路 3031的一部分。圖4為本發明一個實施例的數據檢測和傳輸的簡單方法流程圖。如圖4所示，本實施例採用圖3所示的智能光伏系統300進行數據檢測和傳輸，包括執行步驟S401，定時電路3035設定逆變器302記錄運行數據的時間；同時在步驟 S401』中，檢測電路3021檢測逆變器302的即時運行數據，並存儲在第一處理器3022或者第一存儲器30M中；
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執行步驟S402，定時電路3035在每個時間點發出記錄命令給第二通信電路3031， 記錄命令包括時間；執行步驟S403，第二通信電路3031將記錄命令發送給逆變器302 ； 執行步驟S404，第一通信電路3023接收記錄命令並向第一處理器3022發出指令， 要求計算從上次時間到這次時間該時間段內的平均數據；執行步驟S405，第一處理器3022提取檢測電路3021檢測到的逆變器302的即時運行數據；執行步驟S406，第一處理器3022完成平均數據的計算，產生第一數據包；同時執行步驟S406』，清除即時運行數據；執行步驟S407，將時間數據加入第一數據包，形成第二數據包；執行步驟S408，第一處理器3022將第二數據包傳輸給第一存儲器30M ；執行步驟S409，第一通信電路3023從第一存儲器30 或者第一處理器3022中讀取第二數據包；執行步驟S410，判斷第一通信電路3023是否成功將第二數據包發送給管理器 303，若是，則執行步驟S411，清除第二數據包，若否，則執行步驟S412，保留第二數據包，等待再次發送；發送成功後執行步驟S413，第二通信電路3031接收第二數據包並將其傳輸給第二處理器3032 ；執行步驟S414，第二處理器3032將第二數據包加上日期，形成第三數據包，第三數據包的標誌位為0 ；執行步驟S415，第二處理器3032將第三數據包傳輸給網絡電路30；34，並通過網口 304傳輸給資料庫305 ；執行步驟S416，判斷第三數據包是否已成功傳輸給資料庫305，若是，則執行步驟S417，第二處理器3032將第三數據包標誌位設為1，若否，則執行步驟S418，第二處理器 3032將第三數據包標誌位設為0，等待重新傳輸。在本實施例中，逆變器302與管理器303之間可以通過電力線、CAN總線、Zigbee、 Wi-Fi,GPRS或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。管理器303與資料庫305之間可以通過乙太網、Wi-Fi、GPRS或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。在本實施例中，第一存儲器30 與第一處理器3022或者第一通信電路3023集成在一起。定時電路3035與第二處理器3032或者第二通信電路3031集成在一起。本發明的特別之處在於通過管理器內的定時電路設定記錄數據的時間，並發送記錄命令和時間數據給智能光伏系統中的一個或多個逆變器。逆變器一直在檢測並存儲即時運行數據，接收記錄命令後計算該段時間內的平均數據，然後將記錄時間加入產生新的數據。逆變器將數據傳輸給管理器，如果由於通信的問題不能成功傳輸，該數據存儲在逆變器的第一存儲器裡，等通信正常時發送。管理器接收到數據後存入第二存儲器，通過網際網路向資料庫傳輸，並將數據加上標誌位，區分已傳輸和未傳輸的數據，由於網絡傳輸問題未傳輸的數據將在網絡正常時再次進行傳輸。這樣，傳入資料庫的數據包都同時包含數據和逆變器記錄該數據的時間，彼此一一對應，不受通信時間和故障的影響，成功避免了由於通信延遲或中斷造成的數據丟失或時間錯位。
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本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發明權利要求所界定的保護範圍之內。
權利要求
1.一種智能光伏系統，包括一個或多個光伏組件，用於接收太陽能產生直流電力；一個或多個逆變器，分別與所述光伏組件相應連接，用於將所述直流電力轉換為交流電力後併網輸出；管理器，與所述逆變器相連接，用於管理各個所述逆變器的工作狀態；以及資料庫，通過網口與所述管理器相連接，用於接收所述管理器傳送的所述逆變器檢測到的各種運行數據；其中，所述逆變器包括檢測電路，用於檢測所述逆變器的即時運行數據；第一處理器，與所述檢測電路相連接，用於根據包括時間數據的記錄命令對所述即時運行數據進行處理；第一存儲器，與所述第一處理器相連接，用於存儲經所述第一處理器處理後的所述數據；以及第一通信電路，分別與所述第一處理器和所述第一存儲器相連接，用於將處理後的所述數據傳送給所述管理器；所述管理器包括第二通信電路，分別與各個所述逆變器的所述第一通信電路相連接，用於接收所述逆變器傳送的數據，或者發送所述記錄命令和時間數據給所述逆變器；第二處理器，與所述第二通信電路相連接，用於對所述逆變器傳送的數據進一步作處理，或者產生所述記錄命令和時間數據；定時電路，與所述第二處理器相連接，用於設定記錄所述逆變器的各種運行數據的時間，並在指定時間發送信號給所述第二處理器；第二存儲器，與所述第二處理器相連接，用於存儲經所述第二處理器進一步處理後的所述數據；以及網絡電路，與所述第二存儲器相連接，用於將進一步處理後的所述數據傳送給所述資料庫。
2.根據權利要求1所述的智能光伏系統，其特徵在於，所述逆變器與所述管理器之間通過電力線、CAN總線、Zigbee、Wi-Fi、GPRS或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。
3.根據權利要求1或2所述的智能光伏系統，其特徵在於，所述管理器與所述資料庫之間通過乙太網、Wi-Fi、GPRS或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。
4.根據權利要求3所述的智能光伏系統，其特徵在於，所述第一存儲器與所述第一處理器或者所述第一通信電路集成在一起。
5.根據權利要求3所述的智能光伏系統，其特徵在於，所述定時電路與所述第二處理器或者所述第二通信電路集成在一起。
6.一種採用權利要求1至5中任一項所述的智能光伏系統進行數據檢測和傳輸的方法，包括步驟A.定時電路設定逆變器記錄運行數據的時間；B.所述定時電路在每個時間點發出記錄命令給第二通信電路，所述記錄命令包括時間；C.所述第二通信電路將所述記錄命令發送給所述逆變器；D.第一通信電路接收所述記錄命令並向第一處理器發出指令，要求計算從上次時間到這次時間該時間段內的平均數據；E.所述第一處理器提取檢測電路檢測到的所述逆變器的即時運行數據；F.所述第一處理器完成所述平均數據的計算，產生第一數據包，同時清除所述即時運行數據；G.將時間數據加入所述第一數據包，形成第二數據包；H.所述第一處理器將所述第二數據包傳輸給第一存儲器；I.所述第一通信電路從所述第一存儲器或者所述第一處理器中讀取所述第二數據包；J.判斷所述第一通信電路是否成功將所述第二數據包發送給所述管理器，若是，則清除所述第二數據包，若否，則保留所述第二數據包，等待再次發送；K.所述第二通信電路接收所述第二數據包並將其傳輸給第二處理器； L.所述第二處理器將所述第二數據包加上日期，形成第三數據包，所述第三數據包的標誌位為0 ；M.所述第二處理器將所述第三數據包傳輸給網絡電路，並通過網口傳輸給資料庫； N.判斷所述第三數據包是否已成功傳輸給所述資料庫，若是，則所述第二處理器將所述第三數據包標誌位設為1，若否，則所述第二處理器將所述第三數據包標誌位設為0，等待重新傳輸。
7.根據權利要求6所述的數據檢測和傳輸的方法，其特徵在於，所述逆變器與所述管理器之間通過電力線、CAN總線、Zigbee、Wi-Fi、GPRS或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。
8.根據權利要求6或7所述的數據檢測和傳輸的方法，其特徵在於，所述管理器與所述資料庫之間通過乙太網、Wi-Fi、GPRS或者Wi-MAX通信技術進行數據傳輸。
9.根據權利要求8所述的數據檢測和傳輸的方法，其特徵在於，所述第一存儲器與所述第一處理器或者所述第一通信電路集成在一起。
10.根據權利要求8所述的數據檢測和傳輸的方法，其特徵在於，所述定時電路與所述第二處理器或者所述第二通信電路集成在一起。
全文摘要
本發明提供一種智能光伏系統及其數據檢測和傳輸的方法，該系統包括光伏組件、逆變器、管理器、資料庫；其中逆變器包括檢測電路，檢測逆變器的即時運行數據；第一處理器，對即時運行數據進行處理；第一存儲器，存儲經處理後的數據；第一通信電路，將數據傳送給管理器；管理器包括第二通信電路，接收逆變器傳送的數據，或者發送記錄命令和時間數據給逆變器；第二處理器，對傳送的數據進一步作處理，或者產生記錄命令和時間數據；定時電路，設定記錄逆變器的各種運行數據的時間，並在指定時間發送信號給第二處理器；第二存儲器，存儲經進一步處理後的數據；網絡電路，將數據傳送給資料庫。本發明避免了由於通信延遲或中斷造成的數據丟失或時間錯位。
文檔編號H02J3/38GK102496955SQ20111037829
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者羅宇浩 申請人:浙江昱能光伏科技集成有限公司