[发明专利]光伏设备与主站数据通信的方法及光伏发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输系统及该系统内的数据传输方法，特别是涉及光伏发电系统内的数据传输系统，以及该系统内的数据通信方法。

背景技术

现阶段我国光伏发电产业发展迅猛，装机容量增幅迅速。在光伏发电系统实际运行控制中，光伏设备运行信息采集的完整性很大程度上决定了光伏发电系统运行的效益。光伏发电系统通过主站采集信息并根据采集的信息对各光伏设备实行调度控制。现有技术信息采集的通讯协议一般基于逆变器，所采集的信息如普通机械发电系统一般，只采集光伏发电系统的电气参数，如电压、电流、有功功率、无功功率等。

对于光伏发电系统，上述采集的电气参数仅能对系统发电的光伏设备的实时运行情况进行监测。但不能对光伏设备的发电能力进行预判。与传统的机械发电系统不同的是，光伏发电系统的输出功率具有随机波动的特点，光伏设备会因气象变化因素的而导致发电能力变化，且在一些气象条件下，例如天气突变，气象因素能够导致光伏设备的发电能力发生较大波动。这种波动对于光伏发电系统并入的主电网来说是不可接受的，将会给主电网运行稳定性带来诸多问题，增加主电网的调度难度；同时光伏设备这种发电能力的波动也对光伏发系统的安全运行不利，最明显的不利情况是，不稳定的光伏发电系统接入将会对主电网的潮流控制带来极大困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种能够预算光伏发电系统发电能力的光伏设备与主站数据通信的方法，以及实现该方法光伏发电系统。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

提出一种光伏设备与主站数据通信的方法，基于光伏发电系统。所述方法为各光伏设备配置用于采集微气象信息的微气象数据采集单元；令主站能够接收来自各光伏设备的微气象数据，并根据光伏设备的微气象数据预算该光伏设备的发电能力。所述主站与各光伏设备的数据通信包括如下步骤，

A. 主站按设定的时段分别向各光伏设备发出读取请求数据；

B. 光伏设备在接收到读取请求数据后，根据读取请求数据要请求的反馈数据，向主站传回主站请求数据。

进一步地，在主站与各光伏设备的数据通信过程中，当主站与光伏设备在设定的允许空闲时段内没有互相传输数据，主站与光伏设备的数据通信包括如下步骤，

C. 主站向光伏设备发送查询心跳数据包；

D. 当主站在设定的心跳时段内收到光伏设备的传回的反馈心跳数据包，确认主站与光伏设备通信正常；否则确认主站与光伏设备通信中断。

更具体地，在主站与各光伏设备的数据通信过程中，主站按设定的校时时间定时地向各光伏设备发出广播校时数据。

对于数据传输，主站与各光伏设备的数据通信中，数据都被打包成数据传输帧，该数据传输帧包括帧头、控制码帧、长度帧、数据帧、校验帧和帧尾。

所述帧头包括四组字节组，每组字节组包括连续的第一字节和第二字节，所述第二字节是第一字节的反码。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种光伏发电系统，包括至少一光伏设备，以及电连接各光伏设备的主站；所述光伏设备包括用于完成光能转化为电能并输出电能的发电模块，至少一数据采集单元，电连接该数据采集单元的数据采集模块，以及电连接所述数据采集模块的通信模块；各光伏设备借助通信模块电连接所述主站；所述数据采集单元通过将采集的信息转换为电信号的传感器或者变换器采集针对发电模块的数据；该数据采集单元包括用于采集电气参数的电气数据采集单元，以及用于采集微气象信息的微气象数据采集单元。

具体而言，所述微气象数据采集单元包括用于侦测光照强度的光照强度数据采集单元，用于侦测光照角度的光照角度数据采集单元，用于侦测实时风速的风速数据采集单元，用于侦测实时风向的风向数据采集单元，用于侦测气温的气温数据采集单元，用于侦测相对湿度的湿度数据采集单元，用于采集降水量的降水量数据采集单元，用于采集露点温度的露点温度数据采集单元，用于采集地温的地温数据采集单元，用于采集气压信息的气压数据采集单元，以及用于采集辐射信息的辐射数据采集单元。

具体地，所述发电模块包括用于将光能转化为电能的至少一光伏单元，用于存储电能的蓄电池，以及用于完成电能转换的功率调节器；所述功率调节器电连接所述光伏单元和蓄电池。

另外，所述发电模块还包括电连接所述功率调节器的交直流用电负载。