一种光伏组件的电流采样系统及方法与流程

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏组件的电流采样系统及方法。

背景技术：

随着光伏发电技术的普及，对光伏组件的性能要求逐渐提高，为提高光伏发电得到的电能，通常将多个光伏组件进行组合连接，具体实现为，为每个光伏组件配置安装光伏智能接线盒，使得光伏组件之间能够通过光伏智能接线盒实现连接，同时，为了保证各个光伏组件的正常使用，人们通过对各个光伏组件的采样确定各个光伏组件的运行情况。

现有技术下，通常采用光伏智能接线盒测量一个光伏组件的输出指标，具体的，对于电流采样来说，光伏智能接线盒通常采用电阻采样的方式对关联的光伏组件进行电流的采样检测，确定电阻两端的压降，进而确定对应的光伏组件输出的电流，所述关联关系是指所述光伏智能接线盒安装在光伏组件上且对该光伏组件进行采样。

但是，由于电流在流经电阻时会产生热量，一方面消耗了光伏组件产生的电能，产生了无用功，另一方面，由于电阻发热造成光伏智能接线盒的温度升高，无法保证正常的工作，带来安全隐患。

有鉴于此，需要一种新的光伏组件的电流采样方式，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种光伏组件的电流采样系统及方法，用以解决现有技术中存在无法在无损耗的情况下安全测量光伏组件产生的电流的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

第一方面，提出一种光伏组件的电流采样系统，包括：

电流互感器，采样电流链路中的电流数据，并将关联所述电流链路的所述电流数据传输至接入网关，其中，所述电流链路上包括至少一个串行连接的光伏组件；

接入网关，接收至少一个电流互感器采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值，并将获得的所述电流数据上报至处理设备；

处理设备，接收并记录各个接入网关上报的对应电流链路的电流数据，对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。

可选的，所述电流采样系统进一步包括，智能接线盒，所述智能接线盒用于：

输出关联的光伏组件产生的电能，并与其他智能接线盒串行连接组成电流链路；

采集所述光伏组件的运行数据，并将所述运行数据上报至所述接入网关，其中，所述运行数据包括所述光伏组件的电压数据和温度数据。

可选的，所述接入网关进一步用于：

接收各个智能接线盒上报的运行数据，并将所述运行数据与智能接线盒关联的光伏组件对应的测量电流值，作为各个对应的光伏组件的采样数据；

将得到的所述各个对应的光伏组件的采样数据按照指定的数据格式进行处理后，上报至所述处理设备。

可选的，所述处理设备进一步用于：

接收接入网关发送的各个光伏组件的采样数据，对应各个采样数据标记相应的时间戳并存储标记后的所述各个采样数据。

可选的，所述处理设备进一步包括：

获取不同时间戳下光伏组件关联的数据，并基于所述关联的数据分析对应的光伏组件的运行状况。

可选的，所述处理设备进一步用于：

获取存储的标记有最新记录的时间戳的，各个光伏组件关联的采样数据；

筛选出采样数据中的温度数据超过预设的温度门限值的光伏组件，将筛选出的光伏组件作为异常光伏组件，并显示相应的异常信息。

可选的，进一步包括：

所述接入网关和电流互感器的部署位置不固定，且所述接入网关通过可扩展的接口与至少一个电流互感器相连接，并接收所述至少一个电流互感器采样的电流数据。

第二方面，提出一种光伏组件的电流采样方法，包括：

接收至少一个电流互感器采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为所述关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值；

将获得的各个电流数据上报至处理设备，以供所述处理设备接收对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。

第三方面，提出一种电子设备，包括：

存储器，用于存储可执行指令；

处理器，用于读取并执行所述存储器中存储的可执行指令，以实现接收至少一个电流互感器采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为所述关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值；将获得的各个电流数据上报至处理设备，以供所述处理设备接收对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。

第四方面，提出一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备执行时，使得所述电子设备能够上述方法。

本发明有益效果如下：

综上所述，本公开实施例中，光伏组件的电流采样系统中包括有，电流互感器、接入网关，以及处理设备，所述电流互感器，用于采样电流链路中的电流数据，并将关联所述电流链路的所述电流数据传输至接入网关，其中，所述电流链路上包括至少一个串行连接的光伏组件；所述接入网关，用于接收至少一个电流互感器采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值，并将获得的所述电流数据上报至处理设备；所述处理设备，用于接收并记录各个接入网关上报的对应电流链路的电流数据，对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。这样，通过电流互感器对电流链路进行一次性采样，取代了传统的测量光伏组件电流的方式，在不影响原有电路的基础上实现了无损检测，极大地降低了电流采样的功率损耗，提高了电流的采样效率和采样精度，简化了测量电路，降低了测量成本，极大减少了电能的损耗。

附图说明

图1为本公开实施例中光伏组件的电流采样系统组成示意图；

图2为本公开实施例中电流链路示意图；

图3为本公开实施例中电流互感器示意图；

图4为本公开实施例中光伏组件的电流采样方法流程示意图；

图5为本公开实施例中接入网关的实体结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的无法在无损耗的情况下安全测量光伏组件产生的电流的问题，本公开针对性的提出一种光伏组件的电流采样系统，无需在智能接线盒中进行电流采样，有效避免在进行电流采样时由于使用电阻采样方式，所造成的电能额外损耗，且不对光伏组件的正常工作造成干扰。

本公开实施例中，参阅图1所示，提出的光伏组件的电流采样系统中，包括有电流互感器101，接入网关102，处理设备103，以及智能接线盒104，其中，智能接线盒关联有对应的光伏组件，用于将光伏组件产生的电能输出，至少一个关联有光伏组件的智能接线盒串行连接组成了电流链路，所述智能接线盒不采样电流数据。

下面结合附图，对本公开实施例中，光伏组件的电流采样系统中涉及到的各个组件进行详细说明。

(1)电流互感器101，采样电流链路中的电流数据，并将关联所述电流链路的所述电流数据传输至接入网关，其中，所述电流链路上包括至少一个串行连接的光伏组件。

本公开实施例中，将通过智能接线盒实现串行连接的至少一个光伏组件产生的电能输出，得到相应的电流链路，进而在电流链路的任意位置使用电流互感器进行采样。

具体的，所述电流互感器的二次端子的连接线通过指定接口连接至接入网关，向所述接入网关发送所采样的电流链路的电流数据，其中，一个电流互感器对应采集一个电流链路中的电流数据，一个电流链路上包括有至少一个串行连接的光伏组件，不同光伏组件之间通过对应关联的智能接线盒104实现串行连接。

例如，参阅图2所示，示意性的说明了电流链路的构成，电流链路1上存在有n个通过智能接线盒串行连接的光伏组件，各个光伏组件产生的电能经由智能接线盒传出，形成电流链路1，一条电流电路上包括的光伏组件及其关联的智能接线盒的数量可以按照实际的配置需要配置，如，可以配置有n个光伏组件及其关联的智能接线盒。

本公开的一些实施例中，所述电流互感器在采样的电流链路上的部署位置不固定，不同电流链路上的电流互感器通过可扩展的接口与接入网关连接，向接入网关发送采样的电流数据。

需要说明的是，本公开实施例中，提出的电流互感器具体为直流电流互感器，参阅图3所示，电流互感器的闭合铁芯i和ii是用导磁系数甚高的铁磁物质(诸如坡莫合金等)构成，两个一次线圈完全相同并且串联，其中通过直流电流i1，两个二次线圈完全相同反向串联，通过桥式整流器接到辅助交流电源上，通过测量桥式整流器输出的电流值即可对应得到待测量的电流值。

所述电流互感器中，两个二次绕组相对联结，因而在二次绕组中通入辅助交流i2的每半个周期中，在一个铁芯里，一个二次绕组与一次绕组直流所产生的磁通方向相反，而在另一铁芯里，一个二次绕组与一次绕组所产生的磁通方向相同。

由于直流电流互感器的安装和接线过程是现有技术中的成熟技术，本公开在此不再赘述。

(2)接入网关102，接收至少一个电流互感器101采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值，并将获得的所述电流数据上报至处理设备103。

具体的，接入网关102通过可扩展的接口接收至少一个电流互感器101对应采集的电流链路上的电流数据，同时确定各个电流链路上包括的光伏组件信息，并将获取的电流互感器101采样的电流数据作为所述电流链路上各个光伏组件的电流测量值。

本公开实施例中，接入网关102的部署位置不固定，所述接入网关102配置有可扩展的接口，并通过所述可扩展的接口与至少一个电流互感器进行连接，获得电流互感器采样的电流数据。优选的，所述接入网关102可以部署于对电流链路上的电流进行逆变处理的逆变器附近，使得所述接入网关102能够获得便捷的获取多个不同电流链路的电流数据。

需要说明的是，本公开实施例中，由于电流链路中各个光伏组件串行连接，故对于一个电流链路来说，电流链路中的电流值不受电流采样位置的影响，故电流互感器在被部署的位置上采样的电流链路中的电流数据，能够作为该电流链路上串行连接的各个光伏组件的电流测量值。

这样，一方面改变了现有的测量光伏组件的电流数据的方式，另一方面，借用了电流互感器的隔离特性，保证了采样过程的安全，且不会对原有的运行电路造成影响。

进一步的，接入网关102将得到的对应不同电流链路的电流数据按照指定的数据格式进行处理后，传输上报至处理设备103，使得所述处理设备103能够基于得到的电流数据进行分析处理。

本公开的一些实施例中，所述接入网关102接收各个智能接线盒104上报的运行数据，并将所述运行数据与智能接线盒104关联的光伏组件对应的测量电流值，作为各个对应的光伏组件的采样数据，再将得到的所述各个对应的光伏组件的采样数据按照指定的数据格式进行处理后，上报至所述处理设备103。

具体的，接入网关102接收各个智能接线盒发送的其关联的光伏组件的运行数据后，所述运行数据包括所述光伏组件的电压数据和温度数据，获取接收到的所述光伏组件所在的电流链路上的电流数据，并将所述电流数据作为所述光伏组件的电流测量值，进而将所述电流测量值与所述电压数据和所述温度数据，关联为所述光伏组件的采样数据，按照指定的数据格式进行处理后，传输至处理设备103。

需要说明的是，本公开实施例中，接入网关向处理设备上报采样数据的时机可以是接收到光伏组件的电流数据，或者其他运行数据之后立即上报，或者是，以指定的时间长度为周期，上报接收的数据。

这样，接线网关部署在电流链路的电流互感器，只在电流链路上的一个位置检测电流，改变了对于光伏组件的电流数据的采样位置，且无需使用智能接线盒进行电流采样，有效避免了由于智能接线盒在进行电流采样时，使用电阻采样的方式所造成的电能损耗，在不改变光伏组件原有的接线方式的同时，提高了电流链路的稳定性和高效率运作。

(3)处理设备103，接收并记录各个接入网关102上报的对应电流链路的电流数据，对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。

具体的，本公开的一些实施例中，处理设备接收到各个接入网关102上报的对应电流链路的电流数据后，识别出所述各个接入网关发送的指定数据格式的数据中包括的电流数据，并确定当前接收电流数据的时间，为接收的电流数据标记对应的时间戳，进而存储标记后的电流数据。

在本公开的另一些实施例中，处理设备103接收接入网关发送的各个光伏组件的采样数据，对处理应各个采样数据标记相应的时间戳并存储标记后的所述各个采样数据。所述采样数据包括电流测量值、电压数据，以及温度数据。

进一步的，所述处理设备103获取不同时间戳下光伏组件关联的数据，并基于所述关联的数据分析对应的光伏组件的运行状况。所述关联的数据包括所述处理设备预先存储的不同光伏组件的电流测量值、电压数据，以及温度数据。

例如，所述处理设备可以获取不同时间点采样的电流测量值和电压数据，分析光伏组件的运行状况，分析某一光伏组件的电流数据和电压数据的变化情况。

本公开的一些实施例中，所述处理设备103获取存储的标记有最新记录的时间戳的，各个光伏组件关联的采样数据，筛选出采样数据中的温度数据超过预设的温度门限值的光伏组件，将筛选出的光伏组件作为异常光伏组件，并显示相应的异常信息。

处理设备为确定当前光伏组件的运行情况，可以根据存储的标记有最新记录的时间戳的各个光伏组件的采样数据，并根据存储的采样数据确定所述光伏组件是否存在异常，具体的，可以针对温度数据设置相应的温度门限值，将温度数据超过所述温度门限值的光伏组件筛选出来，作为异常光伏组件，并显示异常光伏组件的具体信息。

例如，处理设备确定最新记录的光伏组件1的电流测量值为1.5a，所述光伏组件两端的电压数据为15v，当前温度数据为50℃，设置的温度门限值为45℃，则可知光伏组件1的运行数据中的温度数据超过了设定阈值，故所述光伏组件1为异常光伏组件，需要将显示所述光伏组件1当前存在异常，且显示所述光伏组件1所在的电流链路等信息。

(4)智能接线盒104，输出关联的光伏组件产生的电能，并与其他智能接线盒串行连接组成电流链路；采集所述光伏组件的运行数据，并将所述运行数据上报至所述接入网关，其中，所述运行数据包括所述光伏组件的电压数据和温度数据。

智能接线盒104与其关联的光伏组件对应安装，不同的光伏组件借助于只智能接线盒实现串行连接，所述智能接线盒能够输出光伏组件产生的电能，并采集关联的光伏组件的电压数据和温度数据，其中，智能接线盒不采样关联的光伏组件的电流数据，一个智能接线盒关联有一个光伏组件。

本公开实施例中，一条电流链路上存在有至少一个智能接线盒，智能接线盒采用有线传输或无线传输的方式，将得到的采集到的电压数据和温度数据传输至接入网关。

需要说明的是，本公开实施中，可以将各个关联有光伏组件的智能接线盒作为电流链路上的各个节点，各个节点相当于各个直流电源，整个电流链路可以视为由各个直流电源串接而成，各个节点都有对应的正极端和负极端，可以将不再连接有其他节点的，且正极端后续直接接出连接至逆变器的节点作为汇聚节点，进而选择性的，将电流互感器部署于所述汇聚节点与逆变器之间的传输线路上。

这样，在原有的在智能接线盒处不再进行电流采样，实现了光伏组件电流数据的无损检测，极大地降低了采样功耗，节省了电流链路中原有的各个节点处产生的电能损耗，一定程度上提高了光伏组件的发电效率。

下面结合附图4，从接入网关的角度，对本公开的光伏组件的电流采样方法进行说明：

步骤401：接收至少一个电流互感器采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为所述关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值。

具体的，电流互感器部署于由至少一个光伏组件串行连接而成的电流链路上，采样电流链路上的电流数据，并将所述电流数据作为该电流链路上各个光伏组件的电流测量值。其中，电流互感器的部署位置不固定，一个电流互感器用于采样一个电流链路的电流数据。

步骤402：将获得的各个电流数据上报至处理设备，以供所述处理设备接收对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。

通过可扩展的接口获得电流互感器采集的电流数据后，将获得的电流数据上报至处理设备，以供所述处理设备接收对应电流数据，并为电流数据标记对应的时间戳，以供后续分析处理。

基于同一发明构思，参阅图5所示，本申请提出一种电子设备，包括有处理器502和存储器501，其中，

所述处理器502用于读取所述存储器501中的指令，并执行以下操作：

接收至少一个电流互感器采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为所述关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值；将获得的各个电流数据上报至处理设备，以供所述处理设备接收对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。

基于同一发明构思，本公开实施例提出一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备执行时，使得所述电子设备能够执行:接收至少一个电流互感器采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为所述关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值；将获得的各个电流数据上报至处理设备，以供所述处理设备接收对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。

综上所述，本公开实施例中，光伏组件的电流采样系统中包括有，电流互感器、接入网关，以及处理设备，所述电流互感器，用于采样电流链路中的电流数据，并将关联所述电流链路的所述电流数据传输至接入网关，其中，所述电流链路上包括至少一个串行连接的光伏组件；所述接入网关，用于接收至少一个电流互感器采集的，各自关联的电流链路中的电流数据，将采集到的电流数据作为关联的电流链路上的各个光伏组件的电流测量值，并将获得的所述电流数据上报至处理设备；所述处理设备，用于接收并记录各个接入网关上报的对应电流链路的电流数据，对应所述电流数据标记对应的时间戳并存储标记后的电流数据。这样，通过电流互感器对电流链路进行一次性采样，取代了传统的测量光伏组件电流的方式，在不影响原有电路的基础上实现了无损检测，极大地降低了电流采样的功率损耗，提高了电流的采样效率和采样精度，简化了测量电路，降低了测量成本，极大减少了电能的损耗。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。