专利名称：基于modbus协议对逆变器监控的通讯方法
技术领域：
本发明涉及能源技术和工业控制领域，尤其是太阳能光伏电站逆变器的通讯技 术。
背景技术：
随着太阳能光伏技术的快速发展，一些大中型太阳能光伏电站已进入论证或建设 阶段。然而，传统的光伏并网电站监控系统在监控逆变器时，都会实时采集逆变器的工况数 据，即监控计算机下发查询指令，逆变器及时返回工况数据；监控计算机下发控制命令，逆 变器及时响应和执行。鉴于MODBUS已经成为工控领域内一种流行的标准，因此目前逆变器 的通讯接口大多数都采用MODBUS协议。但是目前的逆变器通讯接口存在一个问题，即当逆 变器与监控计算机的通讯由于各种故障原因发生中断，监控计算机就无法得到从通讯中断 到通讯恢复这个时间段内的逆变器运行情况，造成系统数据的不完整。目前的光伏并网电站监控系统中通常都集成有专家系统。集成于监控系统中的专 家系统，通过对系统数据的分析和专家判断，可以及时发现系统中存在的影响电站发电效 率的非功能性故障或缺陷。例如系统调试完成后，各子电站的发电效率和发电功率曲线 有一个参考值，随着时间的推移，太阳能组件效率有一定的衰减，其他设备的损耗也逐渐加 大，根据历史数据，通过时间上纵向和系统或设备间的横向分析比较和计算，再结合专家系 统的经验值，可以及时发现系统中存在的影响电站发电效率的非功能性故障或缺陷。从电 站长期运行来看，这将有效提高电站的发电量。但是由于上述的通讯故障造成的系统数据不完整，很可能造成无法满足专家系统 运行所需要的数据完整性和正确性的要求，这将对电站的安全运行、故障分析和处理和专 家系统的运行产生严重影响，使得专家系统不具备数据分析和专家判断功能，无法给出运 行决策支持，无法适应未来大中型太阳能光伏并网电站商业化运行的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种基于MODBUS协议对逆变器监 控的通讯方法，该方法设计了一种用于逆变器的工况记录本地保存流程及完善MODBUS协 议指令，使得上层监控计算机可以完整的记录逆变器的运行情况，保证整个太阳能光伏电 站系统数据的完整性和准确性。本发明的目的是这样实现的一种基于MODBUS协议对逆变器监控的通讯方法，它包括以下具体步骤a、设计一种逆变器的工况记录本地保存流程当逆变器与监控计算机通讯正常时，监控计算机以“出力记录时间间隔”主动向逆 变器发出基于MODBUS协议的“查询目前状态指令0x01”和时钟同步指令0x22，逆变器及时 返回当前工况，包括出力状态、故障状态和运行模式数据，或执行时钟同步操作流程；当逆 变器在超过“出力记录采集时间间隔”规定的间隔时间未收到监控计算机的任何指令时，即认为出现通讯故障，逆变器将立即生成一条出力记录存储在本地；b、完善MODBUS协议指令在通讯正常后，监控计算机主动向逆变器发出出力记录上传指令0x02，逆变器将 及时上传一条存储在本地的出力记录，上传成功后，逆变器及时删除本地的该条出力记录； 如此交互多次，直到出力记录全部上传成功为止，同时逆变器也清空本地的出力记录；其中所述出力记录存储在逆变器的铁电存储器中，格式为二进制格式，数据域包 括时间标签、交流输出电量历史累计、设备温度、直流输入电压、直流输入电流、交流输出电 压、交流输出电流和交流输出频率，所述出力记录上传指令0x02完成逆变器存储出力记录 上传监控计算机的流程；所述逆变器出力记录本地存储空间的管理采用基于MODBUS协议 的出力记录保存成功指令0x08。与现有技术相比，本发明的有益效果是即使逆变器与监控计算机通信中断一段 时间，在通信恢复以后，监控计算机也可以得到这段时间里逆变器的运行状态记录。保证了 系统所监控数据的完整性，对电站的安全运行、故障分析和处理和专家系统的运行有着重 要作用。
图1为太阳能光伏电站系统系统拓扑示意图
具体实施例方式1、MODBUS 协议MODBUS典型信息帧如下
起始位设备地址功能代码数据CRC校验结束符Τ1-Τ2-Τ3-Τ48bit8bitη 个 8bit16bitT1-T2-T3-T4设备地址为1-247 ； (0为广播地址)常用功能代码0χ01查询目前状态OxO2查询出力记录0x08出力记录保存成功0x22逆变器本地时钟设置0x20出力记录时间间隔设置所有的通讯采用一问一答的方式进行(即同步连接)。“请求信息”由监控计算机 发出，“应答信息”由逆变器返回。表1应答码定义
权利要求
一种基于MODBUS协议对逆变器监控的通讯方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤a、设计一种逆变器的工况记录本地保存流程当逆变器与监控计算机通讯正常时，监控计算机以“出力记录时间间隔”主动向逆变器发出基于MODBUS协议的“查询目前状态指令0x01”和时钟同步指令0x22，逆变器及时返回当前工况，包括出力状态、故障状态和运行模式数据，或执行时钟同步操作流程；当逆变器在超过“出力记录采集时间间隔”规定的间隔时间未收到监控计算机的任何指令时，即认为出现通讯故障，逆变器将立即生成一条出力记录存储在本地；b、完善MODBUS协议指令在通讯正常后，监控计算机主动向逆变器发出出力记录上传指令0x02，逆变器将及时上传一条存储在本地的出力记录，上传成功后，逆变器及时删除本地的该条出力记录；如此交互多次，直到出力记录全部上传成功为止，同时逆变器也清空本地的出力记录；其中所述出力记录存储在逆变器的铁电存储器中，格式为二进制格式，数据域包括时间标签、交流输出电量历史累计、设备温度、直流输入电压、直流输入电流、交流输出电压、交流输出电流和交流输出频率，所述出力记录上传指令0x02完成逆变器存储出力记录上传监控计算机的流程；所述逆变器出力记录本地存储空间的管理采用基于MODBUS协议的出力记录保存成功指令0x08。
全文摘要
本发明公开了一种基于MODBUS协议对逆变器监控的通讯方法。该方法通过设计一种用于太阳能光伏并网发电系统中逆变器的工况记录本地保存机流程，以及完善MODBUS协议指令，使得上层监控计算机可以完整的记录逆变器的运行情况。本发明的有益效果是即使逆变器与监控计算机通信中断一段时间，在通信恢复以后，监控计算机也可以得到这段时间里逆变器的运行状态记录。保证了太阳能光伏电站系统所监控数据的完整性，对电站的安全运行、故障分析和处理及专家系统的运行有着重要作用。
文档编号H04L12/24GK101945030SQ20101026170
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者张玉红, 王德刚, 袁佳宁, 陈伟 申请人:上海纽恩新能源科技有限公司