[发明专利]光伏逆变器、逆变器系统以及逆变器系统的通信组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏逆变器系统的通信技术领域，具体来说，本发明涉及一种光伏逆变器、逆变器系统以及逆变器系统的通信组网方法。

背景技术

紫蜂(ZigBee)是基于IEEE 802.15.4标准的无线个人局域网(WPAN，Wireless Personal Area Network)协议，也是一种低功耗、低成本、高可靠性的无线组网通信技术。ZigBee采用自组织网和动态路由的方式建立并维护网络，并以个域网标识符(PANID，Personal Area Network ID)来区分每个独立的网络，不同PANID下的网络能够独立运行，且互不干扰。

ZigBee(ZB)技术可以用于光伏逆变器系统，实现逆变器和通信设备之间的连接，完成数据传递和命令发送。图1为现有技术中的一种光伏逆变器系统的模块架构示意图。对于该光伏逆变器系统100，如图1所示，多个光伏组件101分别与多台逆变器102一一对应连接，再统一连接到一母线电缆经过电网接口106连接到一交流电网(未图示)。其中，有很多台逆变器102与一个通信器103(通信设备)连接，各逆变器102将数据发送给通信器103，通信器103向外通过互联网104与服务器105相连接，然后通过内部监测工具实现监测。另外，也可以通过通信器103向各逆变器102发生命令、数据或者程序等。

对于微型逆变器，通常采用直流电源供电。图2A为现有技术中的一个光伏逆变器所包含的内部模块及其采用直流电源供电的示意图。如图2A所示，该光伏逆变器200主要包括：直流检测模块201、电力转换模块202、交流检测模块203、控制中心模块204和短程无线通信模块205。其中，直流检测模块201与一光伏组件211相连接，用于检测输入光伏逆变器200的直流输入电压和直流输入电流。电力转换模块202分别与光伏逆变器200的直流输入端和交流输出端相连接，用于将直流电转换为交流电。交流检测模块203与一交流电网212相连接，用于检测输出光伏逆变器200的交流输出电压和交流输出电流。控制中心模块204分别与直流检测模块201、交流检测模块203和电力转换模块202相连接，用于产生和发送给电力转换模块202的一驱动信号，以实现想要的交流电。短程无线通信模块205可以是基于ZigBee通信网络、Z-Wave通信网络或者Wi-Fi通信网络而设置的通信模块，其分别与控制中心模块204和一通信器213相连接，用于收集光伏逆变器200的运行数据后，发送给通信器213，或者通过通信器213向光伏逆变器200发送的控制命令、运行数据或程序。

在本示例中，光伏逆变器200与一连接到光伏组件211的直流输出端的辅助电源221(直流电源)相连接，由辅助电源221对光伏逆变器200中的直流检测模块201、电力转换模块202、交流检测模块203、控制中心模块204以及短程无线通信模块205供电。

采用直流电源供电的好处是辅助电源221设计简单、效率高，减少光伏逆变器200不运行的功耗，提高光伏逆变器200运行的长期稳定性。但是，对于采用直流电源供电的时候，只要连接了光伏组件211，一有光线，光伏组件211输出直流电压，光伏逆变器200就会上电，而短程无线通信模块205就会运行，发出信号，就会占用信道。现有的采用短程无线通信技术(例如ZigBee技术)的光伏逆变器系统的单个通信器213只能对应几十台光伏逆变器200；而对于大系统安装的时候，只能是逐个安装通信器213和组网。具体来讲，就是要求连接部分的光伏逆变器200和光伏组件211。比如如果通信器213能对应的光伏逆变器200为50台，那么就只能连接50台光伏逆变器200和它们对应的光伏组件211，然后进行光伏逆变器200和通信器213之间的组网。完成该组网以后，再进行下一部分的光伏逆变器200和光伏组件211连接，然后是另一台通信器213的组网。这个做法给安装带来了很大的不便，也很容易出错。

实际上，通常系统安装的时候都是安装了光伏逆变器和光伏组件，马上连接它们，全部系统安装完之后，再安装通信器和进行组网。当光伏逆变器数目很多时，多个短程无线通信模块在自组网通信时候发送信息较多，会造成信道阻塞。而万一安装厂商安照通常的做法做了以后，所有的光伏逆变器的短程无线通信都进入同一信道，造成了阻塞以后，就必须断开所有光伏逆变器和光伏组件的直流电缆连接，然后再按照上面的描述分批连接光伏逆变器和光伏组件的直流电缆并组网，这个是很麻烦的。特别是对于光伏逆变器安装在光伏组件下的屋顶系统，甚至需要移动光伏组件以便断开光伏逆变器和光伏组件的直流电缆接头。