一种环流保护方法、装置、电子设备及可读存储器与流程

1.本发明属于光伏电气设备技术领域，尤其涉及一种环流保护方法、装置、电子设备及可读存储器。


背景技术：

2.目前，为提高光伏发电系统直流电流输出的效率，在设计上将汇流箱的输出电压提高，而常用的方法是增加输入端的组件串联数量，从而降低直流侧的输出电流，减少在线路上的损失。而增加组件串联数，提高直流输出电压有利于提升系统工作效能，但对于汇流箱的运行也存在一定的隐患，最为显著的是：当某一路输入组串的某一块或几块光伏组件板出现故障，或者受外界影响时，输入电压下降，在并联组串线路内出现电压偏差，进而产生电路电流环流，造成部分组件发热，并降低汇流箱的输出电压。
3.一般情况下，汇流的不同组串间的电压存在微小差别，因为组串的内阻较小，内部出现电流环流造成的光伏组件内部发热较小，但如果组件出现性能故障，造成输出电压显著下降时，会引起电路环流增大，损耗发热增加，严重时会烧毁元件，甚至在组件接线盒处、或汇流箱进出线处发生火灾。
4.为避免此类隐患、杜绝设备事故，十分有必要对异常环流进行监测和预警，在组串线路内出现异常电流环流时能够准确发出提示信息，以便及时处理以防止设备损坏。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的目的是提供一种环流保护方法，该方法能够在出现异常环流时及时做出预警，降低组件及相关设备损坏的风险。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案为：
7.一种环流保护方法，包含以下步骤：
8.获取所述汇流箱的电路参数信息。
9.基于所述电路参数信息获取所述汇流箱的理论输出电压，并判断所述理论输出电压与所述汇流箱的实际输出电压的差值是否大于第一预设阈值。
10.在理论输出电压和实际电压的差值大于第一预设阈值的情况下，基于所述电路参数信息获取所述汇流箱中各路组串的平均电流和所述汇流箱的理论功率，并判断所述理论功率与实际功率的差值是否超出第二预设阈值。
11.在理论功率与实际功率的差值超出第二预设阈值的情况下，输出组串异常的结果。
12.所述电路参数信息包括：组件背板温度t、辐照度n、汇流箱的实际电压u、实际功率p、各路组串电流i。数据获取模块获取所述电路参数信息并进行存储，以供电压差异分析模块和功率差异分析模块调取。电压差异分析模块根据背板温度t、辐照度n计算理论输出电压u
l
并与实际电压u进行比较，如果二者的差值的超出第一预设阈值，则进行功率差异判断；功率差异分析模块根据各路组串电流i计算平均电流i，根据平均电流i和所述理论输出
电压u
l
计算理论功率p
l
，然后将理论功率p
l
和实际功率p进行比较，如果二者的差值超出第二预设阈值则输出组串异常的结果。
13.优选的，所述第一预设阈值可以根据理论输出电压u
l
或实际电压u数值的变化而变化；所述第二预设阈值可以根据理论功率p
l
或实际功率p数值的变化而变化。
14.优选的，当辐照度n不低于300w/m2时，才进行电压差异判断，即判断所述汇流箱的理论输出电压与所述汇流箱的实际输出电压的差值是否大于第一预设阈值。当辐照度n低于300w/m2时，不进行电压差异判断，即电压差异判断和功率差异判断功能屏蔽。
15.进一步的，计算平均电流i时：
16.基于所述汇流箱每路组串的电流获取平均电流。
17.依次判断每路组串的电流与所述平均电流的差值是否超过第三预设阈值。
18.在某路组串的电流与所述平均电流的差值超过第三预设阈值的情况下删除该路组串的电流，基于其余路组串的电流重新计算平均电流。
19.在每路组串的电流与所述平均电流的差值均不超过第三预设阈值的情况下，输出当前获取的所述平均电流用于获取理论功率。
20.即如果某串直流电路的电流ik与平均电流i的差值超出第三预设阈值，则该串直流电路的电流ik不纳入计算，将其余串直流电路的电流重新计算平均电流i。直到用于计算平均电流的各路组串电流与当前计算得的平均电流i的差值不超出第三预设阈值，此时输出当前计算得的平均电流i作为计算理论功率p
l
的依据。
21.优选的，所述电路参数信息还包括母排温度；母排温度监测模块判断所述母排温度是否超过第四预设阈值；在所述母排温度超过第四预设阈值的情况下，母排温度监测模块输出组串异常的结果。在某些出现异常环流的情况下，直流汇流母排温度会在短时间内显著上升，母排温度传感器将温度信号实时采集并发送给母排温度监测模块，使得环流保护装置能够及时做出报警，即增加了并行的监测报警方式，以提高监测灵敏性。
22.基于相同的构思，本发明还提供一种实现上述环流保护方法的环流保护装置，安装于汇流箱中，所述汇流箱包括用于采集实际功率p、实际电压u和各路组串电流i的通讯板，其特征在于，包括：
23.数据获取模块，用于获取所述汇流箱的电路参数信息；
24.电压差异分析模块，用于基于所述电路参数信息获取所述汇流箱的理论输出电压，并判断所述理论输出电压与所述汇流箱的实际输出电压的差值是否大于第一预设阈值；
25.功率差异分析模块，用于在理论输出电压和实际电压的差值大于第一预设阈值的情况下，基于所述电路参数信息获取所述汇流箱中各路组串的平均电流和所述汇流箱的理论功率，并判断所述理论功率与实际功率的差值是否超出第二预设阈值；在理论功率与实际功率的差值超出第二预设阈值的情况下，输出组串异常的结果。数据获取模块获取组件背板温度t、辐照度n、汇流箱的实际电压u、实际功率p、各路组串电流i并进行存储，以供电压差异分析模块和功率差异分析模块调用。电压差异分析模块根据背板温度t、辐照度n计算理论输出电压u
l
并与实际电压u进行比较，如果二者的差值超出第一预设阈值，则进行功率差异判断；功率差异分析模块根据各路组串电流i计算平均电流i，根据平均电流i和所述理论输出电压u
l
计算理论功率p
l
，然后将计算理论功率p
l
和实际功率p进行比较，如果二者
的差值超出第二预设阈值则输出组串异常的结果。
26.进一步的，所述环流保护装置还包括辐照度传感器，用于采集阳光辐照度并将采集的辐照度发送给数据获取模块。数据获取模块将辐照度n存储以供电压差异分析模块计算理论输出电压u
l
调用。
27.进一步的，所述功率差异分析模块还包括电流计算单元，用于计算平均电流，所述平均电流用于计算所述理论功率。
28.进一步的，所述环流保护装置还包括直流汇流母排温度传感器和母排温度监测模块，所述母排温度传感器用于采集母排的温度，所述母排温度监测模块用于判断所述母排温度是否超过第四预设阈值并在所述母排温度超过第四预设阈值的情况下输出组串异常的结果。
29.基于相同的构思，本发明还提供一种电子设备，包括：
30.存储器，所述存储器用于存储处理程序；
31.处理器，所述处理器执行所述处理程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的环流保护方法。
32.基于相同的构思，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有处理程序，所述处理程序被处理器执行时实现上述所述的环流保护方法。
33.本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(read only memory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
34.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
35.本发明对异常环流进行实时监测和预警，在出现异常环流时，及时做出故障报警，降低组件及相关设备损坏的风险。同时设置了电压差异分析模块和功率差异分析模块，双重分析模块进行分析判断，提高分析判断的准确性。本发明设置了母排温度传感器，在出现异常环流时，直流汇流母排温度会在短时间内显著上升，母排温度传感器将温度信号实时采集并发送给母排温度监测模块，使得环流保护装置能够及时做出报警，即增加了并行的监测报警方式，以提高监测灵敏性。
附图说明
36.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
37.图1为本发明的一种环流保护方法的流程图；
38.图2为本发明的电流计算单元计算平均电流i的流程图；
39.图3为本发明的一种环流保护装置的结构图。
40.附图标记说明：
41.1：组件背板温度传感器；2：辐照度传感器；3：通讯板；4：数据获取模块；5：电压差异分析模块；6：功率差异分析模块；7：母排温度传感器；8：母排温度监测模块。
具体实施方式
42.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
43.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
44.第一实施例
45.参看图1，本实施例提供一种环流保护方法，包括以下步骤：
46.s100：获取组件背板温度t、辐照度n、汇流箱的实际电压u、实际功率p、各路组串电流i。当辐照度n不低于300w/m2时，则进行电压差异判断。
47.s200：根据组件背板温度t、辐照度n计算理论输出电压u
l
。
48.s300：判断输出电压u
l
与实际电压u的差值是否超出第一预设阈值。
49.s400：在输出电压u
l
与实际电压u的差值超出第一预设阈值的情况下，基于各路组串电流i计算平均电流i，基于平均电流i和理论输出电压u
l
计算理论功率p
l
。
50.数据获取模块获取组件背板温度t、辐照度n、汇流箱的实际电压u、实际功率p、各路组串电流i并进行存储，以供电压差异分析模块和功率差异分析模块调用。电压差异分析模块根据背板温度t、辐照度n计算理论输出电压u
l
，计算理论输出电压u
l
的方法为：
[0051][0052]
其中，温度修正系数μ＝1-(t-25)*0.5％。
[0053]
stc辐照度是光伏组件的标准测试条件，在某些特定的情况下，stc辐照度为1000w/m2。
[0054]
电压差异分析模块将理论输出电压u
l
与实际电压u进行比较，如果二者的差值超出第一预设阈值，则进行功率差异判断；功率差异分析模块根据各路组串电流i计算平均电流i，根据平均电流i和理论输出电压u
l
计算理论功率p
l
，计算理论功率p
l
的方法为：
[0055]
理论功率p
l
＝汇入组串数n
×
(理论输出电压u
l
×
组串平均电流i)
[0056]
s500：在理论功率p
l
与实际功率p的差值超出第二预设阈值的情况下，则输出组串异常的结果。
[0057]
实际中，第一预设阈值可以根据理论输出电压u
l
或实际电压u数值的变化而变化，例如，将第一预设阈值设置为理论输出电压u
l
或实际电压u数值的10％；第二预设阈值可以根据理论功率p
l
或实际功率p数值的变化而变化，例如，将第二预设阈值设置为理论功率p
l
或实际功率p数值的10％。
[0058]
其中，参看图2，计算平均电流i方法为：
[0059]
s401：获取每路组串实际电流。
[0060]
s402：基于汇流箱每路组串的电流获取平均电流。
[0061]
平均电流
[0062]
s403：依次判断每路组串的电流ik与平均电流i的差值是否超过第三预设阈值(k＝1
…
n)。
[0063]
s404：在某路组串的电流ik与平均电流的差值超过第三预设阈值的情况下，删除该路组串的电流ik，基于其余路组串的电流(i1，i2，
…ik-1
，i
k+1
，
…in
)重新计算平均电流i并覆盖原计算结果:
[0064]
平均电流
[0065]
在每路组串的电流与平均电流的差值均不超过第三预设阈值的情况下，输出当前获取的平均电流用于获取理论功率。
[0066]
直到用于计算平均电流的各路组串电流i与当前计算得的平均电流i的差值均不超出第三预设阈值，此时输出当前计算得的平均电流i作为计算理论功率p
l
的依据。
[0067]
s600：采集母排温度t。
[0068]
s700：判断母排温度是否超过第四预设阈值，在母排温度t超过第四预设阈值的情况下，输出组串异常的结果。
[0069]
采集直流汇流母排的温度t，母排温度监测模块判断母排温度t是否超过第四预设阈值；在母排温度t超过第四预设阈值的情况下，母排温度监测模块输出组串异常的结果。在某些出现异常环流的情况下，直流汇流母排温度会在短时间内显著上升，母排温度传感器将温度信号实时采集并发送给母排温度监测模块，使得环流保护装置能够及时做出报警，即增加了并行的监测报警方式，以提高监测灵敏性。
[0070]
第二实施例
[0071]
如图3，基于相同的构思，本实施例提供一种环流保护装置，安装于汇流箱中，汇流箱具有用于采集实际功率p、实际电压u和各路组串电流i的通讯板3，包括：
[0072]
数据获取模块4，用于获取汇流箱的电路参数信息。
[0073]
电压差异分析模块5，用于基于电路参数信息获取汇流箱的理论输出电压，并判断理论输出电压与汇流箱的实际输出电压的差值是否大于第一预设阈值。
[0074]
功率差异分析模块6，用于在理论输出电压和实际电压的差值大于第一预设阈值的情况下，基于电路参数信息获取汇流箱中各路组串的平均电流和汇流箱的理论功率，并判断理论功率与实际功率的差值是否超出第二预设阈值；在理论功率与实际功率的差值超出第二预设阈值的情况下，输出组串异常的结果。
[0075]
数据获取模块4获取组件背板温度t、辐照度n、汇流箱的实际电压u、实际功率p、各路组串电流i并进行存储，以供电压差异分析模块5和功率差异分析模块6调用。电压差异分析模块5根据背板温度t、辐照度n计算理论输出电压u
l
并与实际电压u进行比较，如果二者的差值超出第一预设阈值，则进行功率差异判断；功率差异分析模块6根据各路组串电流i计算平均电流i，根据平均电流i和理论输出电压u
l
计算理论功率p
l
，然后将计算理论功率p
l
和实际功率p进行比较，如果二者的差值超出第二预设阈值则输出组串异常的结果。
[0076]
进一步的，环流保护装置还包括辐照度传感器2，用于采集阳光辐照度并将采集的辐照度发送给数据获取模块4。数据获取模块4将辐照度n存储以供电压差异分析模块5计算理论输出电压u
l
调用。
[0077]
进一步的，功率差异分析模块6还包括电流计算单元，用于计算平均电流，平均电流用于计算理论功率。
[0078]
进一步的，环流保护装置还包括直流汇流母排温度传感器7和母排温度监测模块8，母排温度传感器7用于采集母排的温度，母排温度监测模块8用于判断母排温度是否超过第四预设阈值并在母排温度超过第四预设阈值的情况下输出组串异常的结果。
[0079]
第三实施例
[0080]
基于相同的构思，本实施例提供一种电子设备，其特征在于，包括：
[0081]
存储器，存储器用于存储处理程序。
[0082]
处理器，处理器执行处理程序时实现上述任意一项的环流保护方法。
[0083]
第四实施例
[0084]
基于相同的构思，本实施例提供一种可读存储介质，其特征在于，可读存储介质上存储有处理程序，处理程序被处理器执行时实现上述的环流保护方法。
[0085]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(read only memory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0086]
下面对本发明工作过程作进一步说明：
[0087]
数据获取模块4与组件背板温度传感器1、辐照度传感器2、通讯板3分别电连接并获取相应数据，获取的数据包括：实际功率p、实际电压u和各路组串电流i、组件背板温度t、辐照度n。当辐照度n不低于300w/m2时，则进行电压差异判断。当辐照度n低于300w/m2时，不进行电压差异判断，即电压差异判断和功率差异判断功能屏蔽。
[0088]
进行电压差异判断时，根据组件背板温度t、辐照度n计算理论输出电压u
l
；如果理论输出电压u
l
与实际电压u的差值超出第一预设阈值，则进行功率差异判断。
[0089]
进行功率差异判断时，根据各路组串电流i计算平均电流i，根据平均电流i和理论输出电压u
l
计算理论功率p
l
；如果理论功率p
l
与实际功率p的差值超出第二预设阈值，则输出组串异常的结果。
[0090]
直流汇流母排温度传感器7和母排温度监测模块8，分别用于采集母排的温度t和将母排温度t与第四预设阈值进行比较判断，当母排的温度t超出第四预设阈值，则母排温度监测模块8输出组串异常的结果。
[0091]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。