光伏功率优化系统的制作方法

本实用新型涉及一种光伏功率优化系统，具体地说，尤其涉及一种具有无线通讯及载波通讯的光伏功率优化系统。

背景技术：

在光伏逆变系统中，光伏优化组件与逆变器之间需要相互配合来确保系统的安全启动、稳定运行和快速关断，这就需要在两者之间建立通讯连接。现有的光伏逆变系统中大都采用独立布线方式。独立布线通信方式包括rs485、can总线通信等，但是由于光伏系统对于线路防水要求很高，单独布线不仅增加安装成本，而且降低了系统可靠性，因此急需开发一种克服上述缺陷的光伏功率优化系统。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种光伏功率优化系统，其中，包括：

多个光伏面板；

光伏优化组件串，包括串联连接的多个光伏优化组件，每一所述光伏优化组件电性连接于至少一个所述光伏面板；

逆变器，电性连接于所述光伏优化组件串的输出端，将直流电功率转换为交流电功率；

数据中心单元，所述数据中心单元通过无线通讯联接于至少一个所述光伏优化组件，所述数据中心单元还通过载波通讯联接于所述逆变器，以使所述逆变器与所述光伏优化组件之间进行通讯。

上述的光伏功率优化系统，其中，所述光伏优化组件通过无线通讯联接于所述光伏优化组件串中与其相邻的至少一个光伏优化组件。

上述的光伏功率优化系统，其中，任意两个所述光伏优化组件相邻的判断条件为二者的直线距离不大于5米。

上述的光伏功率优化系统，其中，任意两个所述光伏优化组件相邻的判断条件为二者的直线距离不大于10米。

上述的光伏功率优化系统，其中，任意两个所述光伏优化组件相邻的判断条件为二者的直线距离不大于50米。

上述的光伏功率优化系统，其中，所述数据中心单元包括第一无线通讯模块和载波通讯模块；所述载波通讯模块电性连接于所述无线通讯模块。

上述的光伏功率优化系统，其中，每一所述光伏优化组件包括：

微控制器，采集所述光伏功率优化系统的数据信息，所述微控制器还根据控制信息控制所述光伏优化组件；以及

第二无线通讯模块。

上述的光伏功率优化系统，其中，每一所述光伏优化组件的微控制器采集所述数据信息后通过第二无线通讯模块传输至所述数据中心单元的第一无线通讯模块，所述数据中心单元通过所述载波通讯模块传输所述数据信息至所述逆变器。

上述的光伏功率优化系统，其中，所述逆变器通过载波通讯传输控制信息至所述数据中心单元的所述载波通讯模块，所述数据中心单元通过第一无线通讯模块传输所述控制信息至所述光伏优化组件的第二无线通讯模块。

上述的光伏功率优化系统，其中，所述第二无线通讯模块与其相邻的所述光伏优化组件的第二无线通讯模块之间进行无线通讯。

上述的光伏功率优化系统，其中，所述无线通讯采用wifi通信协议。

上述的光伏功率优化系统，其中，所述无线通讯采用zigbee通信协议。

本实用新型针对于现有技术其功效在于：本实用新型综合多种通讯方式的特点，利用无线通讯和载波通讯各自的优势，使两种通讯方相结合，实现光伏优化器与逆变器实现数据交换。其中，光伏优化组件之间以及光伏优化组件与数据中心单元之间可利用无线通讯来实现，而数据中心单元与逆变器之间采用载波通讯。其成本较低、通讯速度快、可靠性高，可有效地协调各个光伏优化组件和逆变器的工作，实现最大功率追踪和快速关断功能，提高光伏发电系统在复杂光照条件下的发电效率。同时逆变器根据接收到的数据信息，可高效追踪最大功率，实时采集并上传每一组件的发电数据，具备数据查询、分析功能，由此可对每一光伏优化组件进行性能评估，对异常光伏优化组件进行预判、定位或及时处理，从而实现智能运维。

附图说明

图1为本实用新型的光伏功率优化系统第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的光伏功率优化系统第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的光伏功率优化系统第三实施例的结构示意图。

其中，附图标记为：

多个光伏面板pv

输出端01、02……

光伏优化组件串12

光伏优化组件121、…、12n

控制器mcu

第二无线通讯模块1211…12n1

逆变器13

数据中心单元14

第一无线通讯模块141

载波通讯模块142

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细描述：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了实施方式和操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

请参照图1，图1为本实用新型的光伏功率优化系统第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实用新型的光伏功率优化系统包含：多个光伏面板pv、光伏优化组件串12、逆变器13及数据中心单元14；光伏优化组件串12包括串联连接的多个光伏优化组件121、…、12n，其中n为正整数，每一光伏优化组件电性连接于至少一个光伏面板pv，其中，在本实施例中一个光伏优化组件对应连接一个光伏面板，但本实用新型并不以此为限；逆变器13电性连接于光伏优化组件串12的输出端01、02，将直流电功率转换为交流电功率；数据中心单元14通过无线通讯联接于至少一个光伏优化组件，数据中心单元14还通过载波通讯联接于逆变器13，以使逆变器13与光伏优化组件121…12n之间进行通讯。

进一步地，数据中心单元14包括第一无线通讯模块141和载波通讯模块142；载波通讯模块142电性连接于无线通讯模块141。每一光伏优化组件包括：微控制器mcu及第二无线通讯模块1211…12n1；微控制器mcu采集光伏功率优化系统的数据信息，微控制器mcu还根据控制信息控制相对应地光伏优化组件。

其中，每一光伏优化组件的微控制器mcu采集数据信息后相对应地通过第二无线通讯模块传输至数据中心单元14的第一无线通讯模块141，其中，数据信息包括采样的电流、电压、功率、温度等信息，数据中心单元14通过载波通讯模块142传输数据信息至逆变器13，逆变器根据接收到的数据信息，可高效追踪最大功率，实时采集并上传每一光伏优化组件的发电数据，具备数据查询、分析功能，由此可对每一光伏优化组件进行性能评估，对异常光伏优化组件进行预判、定位或及时处理，从而实现智能运维。同理逆变器侧的控制信号也经由载波通讯和无线通讯传递至每一块优化器中，实现了优化器与逆变器之间的双向通讯，通过彼此配合实现光伏系统的安全启动、最大功率追踪和快速关断功能。逆变器13还通过载波通讯传输控制信息至数据中心单元14的载波通讯模块142，数据中心单元14通过第一无线通讯模块141传输控制信息至光伏优化组件121…12n的第二无线通讯模块1211…12n1。

需要说明的是，在本实施例中，无线通讯可采用wifi通信协议或zigbee通信协议，但本实用新型并不对通信协议的形式进行限制。

请参照图2，图2为本实用新型的光伏功率优化系统第二实施例的结构示意图。图2所示出的光伏功率优化系统于图1所示出的光伏功率优化系统结构大致相同，因此相同部分在此不再赘述，现将不同部分说明如下。如图2所示，在本实施例中，提出了一种不同第一实施例的通讯架构，其中，每一光伏优化组件及数据中心单元14的结构与图1相同，光伏优化组件通过无线通讯联接于光伏优化组件串中与其相邻的至少一个光伏优化组件，第二无线通讯模块与其相邻的光伏优化组件的第二无线通讯模块之间进行无线通讯，即每一光伏优化组件可以通过其所具有的第二无线通讯模块将其微控制器mcu采集的数据信息传输给其相邻的光伏优化组件，举例来说，光伏优化组件121可以把其采集的数据信息传输给相邻的光伏优化组件122，光伏优化组件122可以把其采集的数据信息以及光伏优化组件121采集的数据信息传输给下一个伏优化组件，以此类推，光伏优化组件12n可以把其采集的数据信息以及其他光伏优化组件采集的数据信息全部传输给数据中心单元14。反之数据中心单元14还传输出控制信息至多个光伏优化组件，举例来说，数据中心单元14把控制信息传输给与其相邻的光伏优化组件12n，光伏优化组件12n把其接收到的控制信息传输给与其相邻的光伏优化组件12n-1，以此类推，数据中心单元14可以把控制信息传输给网络里所有的光伏优化组件121～12n。

值得注意的是，在此过程中，以发出信号的光伏优化组件121为信号源，其他光伏优化组件为传输节点。作为传输节点的各个光伏优化组件对数据信息只进行转发不进行复制、存储和动作。同理逆变器的控制信息也传递至每一光伏优化组件中。此时逆变器可视为信号源，作为传输节点的各个光伏优化组件需对数据进行存储、响应动作并转发至相邻的光伏优化组件。由此实现了光伏优化组件与逆变器之间的双向通讯，通过彼此配合实现光伏系统的安全启动、最大功率追踪和快速关断功能。

需要说明的是，在本实施例中，以任意两个光伏优化组件相邻的判断条件为二者的直线距离不大于10米为较佳的实施例，但本实用新型并不以此为限，在本实用新型的另一实施例中，任意两个光伏优化组件相邻的判断条件为二者的直线距离不大于5米，在本实用新型的另一实施例中，任意两个光伏优化组件相邻的判断条件为二者的直线距离不大于50米。

请参照图3，图3为本实用新型的光伏功率优化系统第三实施例的结构示意图。如图3所示，在本实施例中，为了提高通讯结构的容错率，本实用新型还提出又一种通讯架构，其中，每一光伏优化组件及数据中心单元14的结构与图1相同，同时为了便于描述省略了光伏面板pv，作为信号源的光伏优化组件121将数据信息传送给相邻的所有光伏优化组件，如122、124，光伏优化组件122再将该数据信息转发给与其相邻的所有光伏优化组件，如123、126、124、125，光伏优化组件124再将该数据信息转发给与其相邻的所有光伏优化组件，如121、122、125，以此类推，直至传送至数据中心单元14，并由数据中心单元14传输至逆变器13。该通讯架构大大的提高了通讯的可靠性，即使部分光伏优化组件由于乌云遮挡或损坏而无法工作时也不会出现数据丢包、中断等问题，有效提高数据通讯的效率和成功率。同理，当逆变器作为信号源时，将控制信息通过载波通讯传输至数据中心单元14后，数据中心单元14向其附近的所有光伏优化组件传输控制信息，其附近光伏优化组件接收控制信息、存储、转发并响应动作。每一个光伏优化组件接收同一控制信息仅动作一次并转发，由此可最大限度的确保每一个光伏优化组件均可接收到来自逆变器侧的控制信息，并且正确做出相应动作，从而与逆变器之间彼此配合实现光伏系统的安全启动、最大功率追踪和快速关断功能。

综上所述，本实用新型利用无线通讯和载波通讯各自的优势，使两种通讯方相结合，实现光伏优化器与逆变器实现数据交换。这种光伏功率优化系统的成本较低、通讯速度快、可靠性高，可有效地协调各个光伏优化组件和逆变器的工作，实现最大功率追踪和快速关断功能，提高光伏发电系统在复杂光照条件下的发电效率。

虽然本实用新型已以上述实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，在本实用新型所属技术领域中的相关技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求书所界定的保护范围为准。