一种光伏发电系统及通信方法与流程

专利2026-06-26  8


本技术涉及电力电子领域,尤其涉及一种光伏发电系统及通信方法。


背景技术:

1、目前,随着全球不可再生能源的紧缺以及环境污染的加重,光伏发电的应用越来越广泛。光伏发电是将光伏组件产生的直流电经过逆变器转换为交流电,然后接入交流电网或提供给负载。

2、逆变器包括微型逆变器,微型逆变器作为新兴的分布式光伏发电设备,其可以对单个光伏组件进行控制,相对传统的组串式光伏发电,在发电效率和安全性上有了进一步的提升。为满足家庭用电或工商业用电的需求,一个户用光伏发电系统或工商业光伏发电系统通常包括多个微型逆变器和管理装置,管理装置与多个微型逆变器之间具有通信连接,管理装置可以对多个微型逆变器进行信息查询和功能设置。

3、在家庭用电的场景下,用户用电负载的类型负载多样,某些负载的使用会导致管理装置与微型逆变器之间的通信受到干扰,例如,随着用户无线设备接入的增多,无线通信的信道将受到更多的干扰,无线设备可能与管理装置或者微型逆变器抢占通信信道,进而影响管理装置与微型逆变器之间的通信质量。

4、如何增强管理装置与微型逆变器之间通信的可靠性,进而保证整个光伏发电系统的工作可靠性,成为了行业人员亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本技术提供一种光伏发电系统及通信方法,能够自动根据应用场景灵活选用无线通信或者plc通信,兼顾无线通信或者plc通信各自的优点,扩大光伏发电系统的适用范围,提高光伏发电系统的可靠性和稳定性。

2、第一方面,本技术实施例提供一种光伏发电系统,该光伏发电系统包括:多个微型逆变器,每个所述微型逆变器的输入用于连接光伏组件,每个所述微型逆变器用于将太阳能转换为交流电;电力线,所述电力线与每个所述微型逆变器的输出并联连接,所述电力线还用于与电网或者负载连接,以将所述交流电传输给所述电网或者负载;管理装置,所述管理装置与所述电力线并联连接,所述管理装置用于通过无线通信或者plc通信,获取所述无线通信或所述plc通信的信号强度和信噪比,当所述无线通信的信号强度小于第一强度阈值且所述无线通信的信噪比小于第一信噪比,所述管理装置与所述多个微型逆变器之间切换至plc通信;或当所述plc通信的信号强度小于第二强度阈值且所述plc通信的信噪比小于第二信噪比,所述管理装置与所述多个微型逆变器之间切换至无线通信。

3、第一方面的技术方案中,光伏发电系统包括管理装置和多个微型逆变器,管理装置和所述多个微型逆变器之间具有通信连接,且管理装置和所述多个微型逆变器之间具有采用无线通信和plc通信两种通信方式其一的能力。当光伏发电系统检测到无线通信的信号强度小于第一强度阈值且所述无线通信的信噪比小于第一信噪比,即管理装置与所述多个微型逆变器之间的无线信号质量较差,该无线通信已经不能够在当前场景下保证光伏发电系统内部通信的可靠性和稳定性,光伏发电系统即将管理装置与所述多个微型逆变器之间的通信由无线通信切换至plc通信;当光伏发电系统检测到plc通信的信号强度小于第二强度阈值且所述plc通信的信噪比小于第二信噪比,即管理装置与所述多个微型逆变器之间的plc信号质量较差,该plc通信已经不能够在当前场景下保证光伏发电系统内部通信的可靠性和稳定性,光伏发电系统即将管理装置与所述多个微型逆变器之间的通信由plc通信切换至无线通信。如此一来,无论光伏发电系统的应用场景和光伏发电系统的通信环境如何变化,光伏发电系统始终能在plc通信和无线通信两种通信方式中选择当前光伏发电系统运行条件下通信质量最好的一种,从而保证光伏发电系统的运行可靠性、稳定性。该方案实现方式简单、效率高且效果明显。

4、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,管理装置与云管理平台具有通信连接,所述管理装置用于从所述云管理平台上获取云上信号强度阈值和云上信噪比阈值。在该实现方式中,管理装置的北向连接着云管理平台,云管理平台与管理装置具有通信交互,云管理平台可以向管理装置下发云上信号强度阈值和云上信噪比阈值,上述两种阈值是云管理平台基于大数据学习计算得到的值,可以用于后续管理装置判断当前光伏发电系统是否需要切换通信方式。

5、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,当所述云上信号强度阈值小于或等于本地信号强度阈值,且所述云上信噪比阈值小于或等于本地信噪比阈值,所述管理装置控制所述第一强度阈值或所述第二强度阈值为所述云上信号强度阈值,所述管理装置控制所述第一信噪比或所述第二信噪比为所述云上信噪比阈值;或当所述云上信号强度阈值大于所述本地信号强度阈值,或所述云上信噪比阈值大于所述本地信噪比阈值,所述管理装置控制所述第一强度阈值或所述第二强度阈值为所述本地信号强度阈值,所述管理装置控制所述第一信噪比或所述第二信噪比为所述本地信噪比阈值。

6、在本实现方式中,云上信号强度/信噪比阈值与本地强度/信噪比阈值分别代表着两类切换条件,云上信号强度/信噪比阈值代表着云管理平台根据大数据实时更新的通信方式切换条件,本地强度/信噪比阈值代表着管理装置本身默认的通信方式切换条件。当云上信号强度阈值小于或等于本地信号强度阈值,且云上信噪比阈值小于或等于本地信噪比阈值时,才会将云上信号强度阈值和云上信噪比阈值作为判断是否需要切换通信方式的第一/第二强度阈值和第一/第二信噪比阈值。如此设置,一方面,采用云上信号强度/信噪比阈值,可以使得管理装置判断是否需要切换通信方式的动作更为准确,这是因为云上信号强度/信噪比阈值是云管理平台经大量数据推荐的最符合当前应用场景的通信方式切换条件;另一方面,采用本地强度/信噪比阈值,可以保证管理装置具备基本的通信方式切换条件,能够保证通信方式可以及时被切换,光伏发电系统可以正常持续运行;又一方面,只有在云上信号强度/信噪比阈值都比较小时,才采用云上/信噪比阈值作为通信方式是否切换的判断条件,可以避免由于云上信号强度/信噪比阈值频繁更新导致光伏发电系统频换切换通信方式问题的出现。

7、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,管理装置预存所述本地信号强度阈值和所述本地信噪比阈值。本地信号强度阈值和所述本地信噪比阈值预存在管理装置中,可以方便管理装置随时调用。

8、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,无线通信包括wifi通信、rf通信或蓝牙通信。

9、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,管理装置用于获取所述多个微型逆变器的工作信息,以及向所述多个微型逆变器发送控制指令。管理装置与所述多个微型逆变器之间具有通信连接,两者间存在通信数据的交互,所述多个微型逆变器可以向管理装置发送自身的工作信息,管理装置可以向所述多个微型逆变器发送控制指令。

10、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,管理装置还用于获取所述无线通信或所述plc通信的丢包率,并将所述无线通信或所述plc通信的信号强度、信噪比或丢包率发送给所述云管理平台。

11、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,云管理平台根据所述管理装置多次上传的所述无线通信或所述plc通信的信号强度、信噪比或丢包率,进行大数据机器学习,并更新所述云上信号强度阈值和所述云上信噪比阈值。本实现方式中,管理装置可以将当前通信方式的信号强度、信噪比或丢包率均发送给云管理平台,以供云管理平台进行机器学习,从而更新云上信号强度/信噪比阈值,使得该光伏发电系统对于是否需要切换通信方式的判断越来越准确。

12、根据第一方面,在一种可能的实现方式中,所述云上信号强度阈值包括云上plc信号强度阈值或云上无线信号强度阈值,所述云上信噪比阈值包括云上plc通信信噪比阈值或云上无线通信信噪比阈值;当所述无线通信的信号强度小于云上无线信号强度阈值且所述无线通信的信噪比小于云上无线通信信噪比阈值,所述管理装置与所述多个微型逆变器之间切换至plc通信;或当所述plc通信的信号强度小于云上plc信号强度阈值且所述plc通信的信噪比小于云上plc通信信噪比阈值,所述管理装置与所述多个微型逆变器之间切换至无线通信。本实现方式中,只有当无线通信的信号强度小于云上无线信号强度阈值且无线通信的信噪比小于云上无线通信信噪比阈值,所述管理装置与所述多个微型逆变器之间切换至plc通信,或者,只有当plc通信的信号强度小于云上plc信号强度阈值且plc通信的信噪比小于云上plc通信信噪比阈值,管理装置与多个微型逆变器之间切换至无线通信。通过对当前通信方式的通信信号的测量以及与切换条件的比较,使得在当前通信方式无法满足光伏发电系统通信需求时,及时切换通信方式,保证光伏发电系统的可靠运行。

13、第二方面,本技术实施例提供一种光伏发电系统的控制方法,该方法包括:获取无线通信或plc通信的信号强度和信噪比;当所述无线通信的信号强度小于第一强度阈值且所述无线通信的信噪比小于第一信噪比,切换管理装置与多个微型逆变器之间的通信方式为plc通信,所述光伏发电系统包括所述管理装置与所述多个微型逆变器,所述管理装置与所述多个微型逆变器通过电力线并联连接;或当所述plc通信的信号强度小于第二强度阈值且所述plc通信的信噪比小于第二信噪比,切换所述管理装置与所述多个微型逆变器之间的通信方式为无线通信。

14、第二方面的技术方案中,当光伏发电系统检测到无线通信的信号强度小于第一强度阈值且所述无线通信的信噪比小于第一信噪比,即管理装置与所述多个微型逆变器之间的无线信号质量较差,该无线通信已经不能够在当前场景下保证光伏发电系统内部通信的可靠性和稳定性,光伏发电系统即将管理装置与所述多个微型逆变器之间的通信由无线通信切换至plc通信;当光伏发电系统检测到plc通信的信号强度小于第二强度阈值且所述plc通信的信噪比小于第二信噪比,即管理装置与所述多个微型逆变器之间的plc信号质量较差,该plc通信已经不能够在当前场景下保证光伏发电系统内部通信的可靠性和稳定性,光伏发电系统即将管理装置与所述多个微型逆变器之间的通信由plc通信切换至无线通信。如此一来,无论光伏发电系统的应用场景和光伏发电系统的通信环境如何变化,光伏发电系统始终能在plc通信和无线通信两种通信方式中选择当前光伏发电系统运行条件下通信质量最好的一种,从而保证光伏发电系统的运行可靠性、稳定性。该方案实现方式简单、效率高且效果明显。

15、根据第二方面,在一种可能的实现方式中,从云管理平台,获取云上信号强度阈值和云上信噪比阈值,所述管理装置与所述云管理平台具有通信连接。在该实现方式中,管理装置的北向连接着云管理平台,云管理平台与管理装置具有通信交互,云管理平台可以向管理装置下发云上信号强度阈值和云上信噪比阈值,上述两种阈值是云管理平台基于大数据学习计算得到的值,可以用于后续管理装置判断当前光伏发电系统是否需要切换通信方式。

16、根据第二方面,在一种可能的实现方式中,当所述云上信号强度阈值小于或等于本地信号强度阈值,且所述云上信噪比阈值小于或等于本地信噪比阈值,控制所述第一强度阈值或所述第二强度阈值为所述云上信号强度阈值,控制所述第一信噪比或所述第二信噪比为所述云上信噪比阈值;或当所述云上信号强度阈值大于所述本地信号强度阈值,或所述云上信噪比阈值大于所述本地信噪比阈值,控制所述第一强度阈值或所述第二强度阈值为所述本地信号强度阈值,控制所述第一信噪比或所述第二信噪比为所述本地信噪比阈值。

17、在本实现方式中,云上信号强度/信噪比阈值与本地强度/信噪比阈值分别代表着两类切换条件,云上信号强度/信噪比阈值代表着云管理平台根据大数据实时更新的通信方式切换条件,本地强度/信噪比阈值代表着管理装置本身默认的通信方式切换条件。当云上信号强度阈值小于或等于本地信号强度阈值,且云上信噪比阈值小于或等于本地信噪比阈值时,才会将云上信号强度阈值和云上信噪比阈值作为判断是否需要切换通信方式的第一/第二强度阈值和第一/第二信噪比阈值。如此设置,一方面,采用云上信号强度/信噪比阈值,可以使得管理装置判断是否需要切换通信方式的动作更为准确,这是因为云上信号强度/信噪比阈值是云管理平台经大量数据推荐的最符合当前应用场景的通信方式切换条件;另一方面,采用本地强度/信噪比阈值,可以保证管理装置具备基本的通信方式切换条件,能够保证通信方式可以及时被切换,光伏发电系统可以正常持续运行;又一方面,只有在云上信号强度/信噪比阈值都比较小时,才采用云上/信噪比阈值作为通信方式是否切换的判断条件,可以避免由于云上信号强度/信噪比阈值频繁更新导致光伏发电系统频换切换通信方式问题的出现。

18、根据第二方面,在一种可能的实现方式中,本地信号强度阈值和所述本地信噪比阈值预存于所述管理装置。本地信号强度阈值和所述本地信噪比阈值预存在管理装置中,可以方便管理装置随时调用。

19、根据第二方面,在一种可能的实现方式中,无线通信包括wifi通信、rf通信或蓝牙通信。

20、根据第二方面,在一种可能的实现方式中,管理装置用于获取所述多个微型逆变器的工作信息,以及向所述多个微型逆变器发送控制指令。管理装置与所述多个微型逆变器之间具有通信连接,两者间存在通信数据的交互,所述多个微型逆变器可以向管理装置发送自身的工作信息,管理装置可以向所述多个微型逆变器发送控制指令。

21、根据第二方面,在一种可能的实现方式中,获取所述无线通信或所述plc通信的丢包率,并将所述无线通信或所述plc通信的信号强度、信噪比或丢包率发送给所述云管理平台。

22、根据第二方面,在一种可能的实现方式中,根据所述管理装置多次上传的所述无线通信或所述plc通信的信号强度、信噪比或丢包率,进行大数据机器学习,并更新所述云上信号强度阈值和所述云上信噪比阈值。本实现方式中,管理装置可以将当前通信方式的信号强度、信噪比或丢包率均发送给云管理平台,以供云管理平台进行机器学习,从而更新云上信号强度/信噪比阈值,使得该光伏发电系统对于是否需要切换通信方式的判断越来越准确。

23、根据第二方面,在一种可能的实现方式中,所述云上信号强度阈值包括云上plc信号强度阈值或云上无线信号强度阈值,所述云上信噪比阈值包括云上plc通信信噪比阈值或云上无线通信信噪比阈值;当所述无线通信的信号强度小于云上无线信号强度阈值且所述无线通信的信噪比小于云上无线通信信噪比阈值,所述管理装置与所述多个微型逆变器之间切换至plc通信;或当所述plc通信的信号强度小于云上plc信号强度阈值且所述plc通信的信噪比小于云上plc通信信噪比阈值,所述管理装置与所述多个微型逆变器之间切换至无线通信。本实现方式中,只有当无线通信的信号强度小于云上无线信号强度阈值且无线通信的信噪比小于云上无线通信信噪比阈值,所述管理装置与所述多个微型逆变器之间切换至plc通信,或者,只有当plc通信的信号强度小于云上plc信号强度阈值且plc通信的信噪比小于云上plc通信信噪比阈值,管理装置与多个微型逆变器之间切换至无线通信。通过对当前通信方式的通信信号的测量以及与切换条件的比较,使得在当前通信方式无法满足光伏发电系统通信需求时,及时切换通信方式,保证光伏发电系统的可靠运行。


技术特征:

1.一种光伏发电系统,其特征在于,所述光伏发电系统包括:

2.根据权利要求1所述的光伏发电系统,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的光伏发电系统,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的光伏发电系统,其特征在于,所述无线通信包括wifi通信、rf通信或蓝牙通信。

5.根据权利要求1所述的光伏发电系统,其特征在于,所述管理装置用于获取所述多个微型逆变器的工作信息,以及向所述多个微型逆变器发送控制指令。

6.根据权利要求2或3所述的光伏发电系统,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的光伏发电系统,其特征在于,

8.根据权利要求2或3所述的光伏发电系统,其特征在于,

9.一种光伏发电系统的控制方法,其特征在于,所述方法包括:

10.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,

11.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,

12.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,所述无线通信包括wifi通信、rf通信或蓝牙通信。

13.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,所述管理装置用于获取所述多个微型逆变器的工作信息,以及向所述多个微型逆变器发送控制指令。

14.根据权利要求10或11所述的控制方法,其特征在于,

15.根据权利要求14所述的控制方法,其特征在于,

16.根据权利要求10或11所述的控制方法,其特征在于,


技术总结
本申请提供一种光伏发电系统及通信方法,该系统包括多个微型逆变器、电力线和管理装置,管理装置和所述多个微型逆变器与电力线并联连接,所述多个微型逆变器用于将太阳能转换成交流电,该交流电经电力线传输给电网或者负载,管理装置与所述多个微型逆变器间具有无线通信或者PLC通信,可获取上述无线通信或PLC通信的信号强度和信噪比,并根据当前获取的信号强度和信噪比的具体值切换当前通信方式至无线通信或者PLC通信。该方案可以根据当前通信环境灵活选用通信方式,实现方式简单、效率高且效果明显,可以充分保证光伏发电系统运行的可靠性。

技术研发人员:林天柱,曲文强
受保护的技术使用者:华为数字能源技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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