一种光伏发电站直流载波通信系统

技术领域

本发明涉及光伏发电站领域，更具体地说，涉及一种光伏发电站直流载波通信系统。

背景技术

在光伏太阳能发电站中，通常需要多台汇流监测模块对光伏太阳能板的发电电流、汇流电压、报警状态等关键信息进行时时监测，以保证电站的正常运行。现有技术中都是用RS485总线将光伏汇流监测模块分组串联起来，再通过工业上标准的MODBUS-RTU通信规约与本地上位机进行通信。可以理解，光伏汇流监测模块是电子元器件，本身需要供电才能工作。目前给光伏汇流监测模块供电的方案有两种：

第一种方案：光伏汇流监测模块内嵌一个电源模块，直接从太阳能板上取变化的高压电转化为稳定的低压工作电压，就这需要在每块太阳能板上设置一个高压转电压电路，成本较高。

第二种方案：通过外部连接供电线路给光伏汇流监测模块供电，这种方式通常是直接提供稳定的低压工作电压，不需要再通过转换电源。例如，利用一个电源给多个光伏汇流监测模块供电。这种方式需要单独布线，考虑到太阳能发电站通常地处偏僻，相邻模块分布较散，两个模块之间相距50米至1000米不等，这种供电方式成本较高。

由此可知，现有技术中汇流监测模块的通信线路和供电线路是相互独立的，需要两套系统才能工作，这会增加施工难度以及建设成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种光伏发电站直流载波通信系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光伏发电站直流载波通信系统，光伏发电站包括至少两块太阳能发电板，所述光伏发电站直流载波通信系统包括第一网络终结器、第二网络终结器和至少两个汇流监测模块，每个所述汇流监测模块对应安装在一个所述太阳能发电板上，获取所述太阳能发电板的监测数据；

所述第一网络终结器通过干路电缆连接所述第二网络终结器，所述第一网络终结器和所述第二网络终结器为所述干路电缆提供直流电流；每个所述汇流监测模块通过支路电缆连接至所述干路电缆，所述第一网络终结器和所述第二网络终结器通过所述干路电缆和所述支路电缆为所有所述汇流监测模块提供电能；每个所述汇流监测模块将所述监测数据调制为直流载波信号，经所述支路电缆传输至所述干路电缆传输。

进一步，在本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统中，所述汇流监测模块包括第一供电电路和信号调制电路，所述第一供电电路为所述汇流监测模块供电；所述信号调制电路连接所述太阳能发电板的信号采集模块，用于将所述信号采集模块获取的监测数据调制为直流载波信号。

进一步，在本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统中，预设每个所述汇流监测模块的工作时隙，所述汇流监测模块在其对应的工作时隙发送直流载波信号。

进一步，本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统还包括上位机，所述上位机通过支路电缆连接所述干路电缆，所述上位机接收所述干路电缆上的所述直流载波信号。

进一步，本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统还包括上位机，所述上位机连接其中一个所述汇流监测模块，所述上位机通过所述汇流监测模块接收所有所述汇流监测模块的所述直流载波信号。

进一步，在本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统中，所述上位机根据预存的工作时隙和汇流监测模块对应关系识别接收的所述直流载波信号对应的汇流监测模块。

进一步，在本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统中，所述上位机包括信号解调电路，所述信号解调电路用于解调所述直流载波信号以得到每个所述汇流监测模块的监测数据。

进一步，在本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统中，所述上位机判断所述监测数据是否异常，若异常则确定异常的汇流监测模块并发出报警信息，所述报警信息中包含异常的汇流监测模块和异常的汇流监测模块的异常参数。

进一步，在本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统中，在所有所述汇流监测模块完成一个周期发送后，所述第一网络终结器或所述第二网络终结器发送时间重置信号，所有所述汇流监测模块将时间进行重置。

进一步，在本发明所述的光伏发电站直流载波通信系统中，所述第一网络终结器通过第一滤波器连接所述干路电缆；和/或

所述第二网络终结器通过第二滤波器连接所述干路电缆。

实施本发明的一种光伏发电站直流载波通信系统，具有以下有益效果：本发明使用直流载波技术将每块太阳能板的监测数据调制到直流供电线路上，仅需一套线路即可实现通信和供电需求，降低施工难度同时降低建设成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例提供的一种光伏发电站直流载波通信系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种光伏发电站直流载波通信系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种光伏发电站直流载波通信系统的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种光伏发电站直流载波通信系统的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种光伏发电站直流载波通信系统的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

在一优选实施例中，参考图1，本实施例的光伏发电站直流载波通信系统应用于光伏发电站，光伏发电站包括至少两块太阳能发电板。该光伏发电站直流载波通信系统包括第一网络终结器10、第二网络终结器20和至少两个汇流监测模块30，每个汇流监测模块30对应安装在一个太阳能发电板上，获取太阳能发电板的监测数据。第一网络终结器10通过干路电缆连接第二网络终结器20，第一网络终结器10和第二网络终结器20为干路电缆提供直流电流。每个汇流监测模块30通过支路电缆连接至干路电缆，第一网络终结器10和第二网络终结器20通过干路电缆和支路电缆为所有汇流监测模块30提供电能。每个汇流监测模块30将监测数据调制为直流载波信号，经支路电缆传输至干路电缆传输。

本实施例使用直流载波技术将每块太阳能板的监测数据调制到直流供电线路上，仅需一套线路即可实现通信和供电需求，降低施工难度同时降低建设成本。

在一些实施例的光伏发电站直流载波通信系统中，参考图2，本实施例的汇流监测模块30包括第一供电电路301和信号调制电路302，其中第一供电电路301为汇流监测模块30供电，信号调制电路302连接太阳能发电板的信号采集模块40，第一供电电路301同时也为信号采集模块40供电。信号调制电路302用于将信号采集模块40获取的监测数据调制为直流载波信号，该监测数据为太阳能发电板的各种参数，包括但不限于发电电流、发电电压、太阳能板倾斜角、温度、湿度、光照度等。作为选择，信号采集模块40包括但不限于发电电流采集电路、发电电压采集电路、斜度检测电路、光照传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器等。本实施例使用的直流电既可以为汇流监测模块30提供直流电，同时将监测数据调制为直流载波信号，实现一根电缆同时满足供电和通信需求。

在一些实施例的光伏发电站直流载波通信系统中，预设每个汇流监测模块30的工作时隙，汇流监测模块30在其对应的工作时隙发送直流载波信号，则每个汇流监测模块30的直流载波信号与工作时隙是一一对应的，可根据此对应关系确定某一工作时隙接收的直流载波信号所属的汇流监测模块30。作为选择，为保证所有汇流监测模块30的工作时隙一致，在所有汇流监测模块30完成一个周期发送后，第一网络终结器10或第二网络终结器20发送时间重置信号，所有汇流监测模块30将时间进行重置。每个发射周期都对时间进行重置，可保证所有汇流监测模块30的时钟保持一致，保证所有汇流监测模块30工作时隙准确。

参考图3，一些实施例的光伏发电站直流载波通信系统还包括上位机50，上位机50通过支路电缆连接干路电缆，上位机50接收干路电缆上的直流载波信号。上位机50包括信号解调电路501，信号解调电路501用于解调直流载波信号以得到每个汇流监测模块30的监测数据。上位机50根据预存的工作时隙和汇流监测模块30对应关系识别接收的直流载波信号对应的汇流监测模块30，也就是说，每个汇流监测模块30的直流载波信号与工作时隙是一一对应，上位机50可根据时隙确定接收直流载波信号所属的汇流监测模块30。本实施例的上位机50可接收、解调、识别直流载波信号，从而得到每个汇流监测模块30的监测数据。

参考图4，一些实施例的光伏发电站直流载波通信系统还包括上位机50，上位机50连接其中一个汇流监测模块30，上位机50通过汇流监测模块30接收所有汇流监测模块30的直流载波信号。该光伏发电站直流载波通信系统中每个汇流监测模块30都可收到其他所有汇流监测模块30发送的直流载波信号，上位机50可通过汇流监测模块30接收到所有汇流监测模块30发送的直流载波信号。上位机50包括信号解调电路501，信号解调电路501用于解调直流载波信号以得到每个汇流监测模块30的监测数据。上位机50根据预存的工作时隙和汇流监测模块30对应关系识别接收的直流载波信号对应的汇流监测模块30，也就是说，每个汇流监测模块30的直流载波信号与工作时隙是一一对应，上位机50可根据时隙确定接收直流载波信号所属的汇流监测模块30。本实施例的上位机50可接收、解调、识别直流载波信号，从而得到每个汇流监测模块30的监测数据。

在一些实施例的光伏发电站直流载波通信系统中，上位机50判断监测数据是否异常，若异常则确定异常的汇流监测模块30并发出报警信息，报警信息中包含异常的汇流监测模块30和异常的汇流监测模块30的异常参数。作为选择，报警信息可为声音报警、灯光报警或显示屏显示报警信息等。本实施例分析监测数据自动显示异常数据，提高光伏发电站管理效率。

在一些实施例的光伏发电站直流载波通信系统中，参考图5，第一网络终结器10通过第一滤波器601连接干路电缆，第一滤波器601用于过滤干路电路中的异常信号，避免干扰外部信号进入干路电流而影响直流载波信号。

在一些实施例的光伏发电站直流载波通信系统中，参考图5，第二网络终结器20通过第二滤波器602连接干路电缆，第二滤波器602用于过滤干路电路中的异常信号，避免干扰外部信号进入干路电流而影响直流载波信号。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。