一种带有载波通信数据采集器的光伏系统的制作方法

本发明涉及光伏系统领域，更具体的说是，涉及一种带有载波通信数据采集器的光伏系统。

背景技术：

1、目前为止，现有光伏电站载波通信技术几乎都使用在光伏逆变器到并网设备电力线段之间；很少有在逆变器端到光伏电池组件之间采用载波通信设备，载波通信设备用于采集光伏组件的电力参数和环境参数。

2、光伏电站逆变器工作使用大功率开关器件把母线直流电能源转换为交流电能源，工作过程中产生能量很强的高次谐波，严重污染着同一线路的用电设备，使其不能正常工作。

3、因为光伏组件发电电压在30～300v直流电压，又因为光伏组件组串电压(逆变器母排输入电压)在110～1100v直流电压。为了降低供电线路费用和工程施工费用，光伏载波从机设备的电源只能取自光伏电池组件的30～300v直流电压，还有光伏载波主机设备的电源只能取自光伏组件的组串100～1100v直流电压。光伏载波主机设备和光伏载波从机设备的供电电源要求12v/0.5a，设计者必须设计出dc/dc稳压电源模块分别给光伏载波从机设备和光伏载波主机设备供电。也就是，一种为30～400vdc输入，12v/0.5a直流输出稳压模块。另一种为100～1100vdc输入，12v/0.5a直流输出稳压模块。这两种超宽电压输入范围、超高电压输入的开关电源模块是常规电源技术很难实现的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种带有载波通信数据采集器的光伏系统。

2、本发明要解决的是现有技术中存在的问题。

3、与现有技术相比，本发明技术方案及其有益效果如下：

4、一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，包括：光伏组件；逆变器，所述逆变器连接于所述光伏组件；载波通信数据采集器，所述载波通信数据采集器包括光伏载波主机设备和光伏载波从机设备；所述光伏载波主机设备用于与所述光伏载波从机设备组成载波通信网络；所述光伏载波主机设备连接于所述逆变器；所述光伏载波从机设备用于采集所述光伏组件的物理数据并发送至所述光伏载波主机设备，所述光伏载波主机设备将物理数据送至所述逆变器。

5、作为进一步改进的，所述光伏载波从机设备包括：第一开关电源模块，所述第一开关电源模块连接于所述光伏组件；第二开关电源模块，所述第二开关电源模块的输入端连接于所述第一开关电源模块的输出端；第一直流载波模块，所述第一直流载波模块分别连接于所述第一开关电源模块和所述第二开关电源模块，且所述第一直流载波模块连接于所述光伏组件；从机数据采集模块，所述从机数据采集模块连接于所述第一直流载波模块，所述从机数据采集模块连接于所述光伏组件上的传感器。

6、作为进一步改进的，所述第一开关电源模块为30～400v直流输入，12v/0.5a直流输出稳压模块。

7、作为进一步改进的，所述光伏载波主机设备包括：第三开关电源模块，所述第三开关电源模块连接于所述逆变器；第四开关电源模块，所述第四开关电源模块的输入端连接于所述第三开关电源模块的输出端；第二直流载波模块，所述第二直流载波模块分别连接于所述第三开关电源模块和所述第四开关电源模块，且所述第二直流载波模块连接于所述逆变器，所述第二直流载波模块与所述第一直流载波模块通讯连接；数据输出模块，所述数据输出模块分别连接于所述第四开关电源模块和所述第二直流载波模块，且所述数据输出模块通讯连接于所述逆变器。

8、作为进一步改进的，所述第三开关电源模块为100～1100v直流输入，12v/0.5a直流输出稳压模块。

9、作为进一步改进的，所述第一直流载波模块采用ofdm调制方式。

10、作为进一步改进的，所述第二直流载波模块采用ofdm调制方式。

11、作为进一步改进的，所述从机数据采集模块由高速32位微处理器和外围传感器信号调理电路组成。

12、作为进一步改进的，所述数据输出模块通过串行接口与所述第二直流载波模块进行数据通信，且所述数据输出模块通过rs-485通信接口外接逆变器，与所述逆变器进行数据通信；数据通信协议包括但不限于modbus rtu协议和mqtt协议。

13、作为进一步改进的，数据通信协议采用modbus rtu协议；定义帧头和帧尾数据为0x7e，即不定长协议帧为<0x7e……0x7e>；协议帧中间部分包含指令数据和用户数据；在发送的协议帧中，若指令数据和用户数据中遇到0x7e需要转换为0x7d接5e，遇到0x7d需要转换为0x7d接5d；在接收的协议帧中，若指令数据和用户数据中遇到连续的0x7d和0x5e需转换成0x7e，若遇到连续的0x7d和0x5d需转换成0x7d。

14、本发明的有益效果为：

15、光伏载波主机设备和光伏载波从机设备之间采用星形连接通信方式；一台光伏载波主机设备最多和250台光伏载波从机设备组成载波通信网络。

16、光伏载波从机设备实时采集光伏组件的电压、电流、环境温度、环境湿度、光照度等物理数据。光伏载波从机设备通过第一直流载波模块送给逆变器端的光伏载波主机设备。光伏载波主机设备负责收取每一个光伏载波从机设备的采集数据和设备地址，再送往中心端服务器或者逆变器，完成光伏电站对光伏组件的数据监视和控制及电站的运行和维护，可以使逆变工作效率更高，工作状态更佳。

17、本发明针对光伏电站的工作环境，了解到光伏电站用户急需要在逆变器工作过程中采集光伏电池的电力参数和环境参数控制逆变器工作效率达到最佳状态，使逆变器运行更可靠稳定；采用了直流载波通信技术，通过光伏电池组串的直流母线从光伏组件采集数据送至逆变器的设计方案，满足用户需求；解决安装在光伏组件端(负责采集光伏组件数据)的光伏载波从机设备的供电问题。

技术特征：

1.一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，所述光伏载波从机设备包括：

3.根据权利要求1所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，所述第一开关电源模块为30～400v直流输入，12v/0.5a直流输出稳压模块。

4.根据权利要求2所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，所述光伏载波主机设备包括：

5.根据权利要求4所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，所述第三开关电源模块为100～1100v直流输入，12v/0.5a直流输出稳压模块。

6.根据权利要求2所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，所述第一直流载波模块采用ofdm调制方式。

7.根据权利要求4所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，所述第二直流载波模块采用ofdm调制方式。

8.根据权利要求2所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，所述从机数据采集模块由高速32位微处理器和外围传感器信号调理电路组成。

9.根据权利要求4所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，所述数据输出模块通过串行接口与所述第二直流载波模块进行数据通信，且所述数据输出模块通过rs-485通信接口外接逆变器，与所述逆变器进行数据通信；数据通信协议包括但不限于modbus rtu协议和mqtt协议。

10.根据权利要求9所述的一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，其特征在于，数据通信协议采用modbus rtu协议；

技术总结本发明提供了一种带有载波通信数据采集器的光伏系统，包括：光伏组件；逆变器，所述逆变器连接于所述光伏组件；载波通信数据采集器，所述载波通信数据采集器包括光伏载波主机设备和光伏载波从机设备；所述光伏载波主机设备用于与所述光伏载波从机设备组成载波通信网络；所述光伏载波主机设备连接于所述逆变器；所述光伏载波从机设备用于采集所述光伏组件的物理数据并发送至所述光伏载波主机设备，所述光伏载波主机设备将物理数据送至所述逆变器。技术研发人员：王昭杰,高浩,张越超受保护的技术使用者：国电建投内蒙古能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25