光伏系统的制作方法

本公开涉及一种光伏系统，且特别地，涉及一种用于光伏系统的有效固件更新。

背景技术：

由于诸如石油的矿物能源的耗尽以及对环境污染的担忧，对替代能源的兴趣正在回升。其中，光伏发电正在受到关注，所述光伏发电通过大规模采用其上附有光电池的面板以利用太阳能来大规模发电。由于光伏发电利用了无限的且无污染的太阳能，因此不会出现空气污染或废弃物。

存在两种类型的光伏发电，一种是离网型，一种是并网型。在离网型中，光伏装置连接至不与电网相连接的独立负载。在并网型中，光伏装置连接至现有的电网。光伏装置将白天产生的电输送至电网而在夜间或下雨时接收来自电网的电。为了有效地利用并网型光伏系统，引入了这样的光伏系统：其用于在轻负载的情况下将闲置电力存储在电池储能系统(BESS)中，而在过载的情况下除了将来自光伏装置的电力供应给电网以外还将由BESS释放的电力供应给电网。

许多采用数据记录器的光伏监控系统被用于本领域中。光伏发电可以以这样的方式而被监控：数据记录器从逆变器和各种传感器采集数据以将数据传送至上层服务器，并且一般用户通过各种路径访问上层服务器来检查必要的信息。

在这一点上，数据记录器和逆变器需要更新其固件(即，系统软件)且固件更新通常在夜间进行，这是因为在白天要输送所产生的电力。然而，当逆变器的数量很大且逆变器同时更新其固件时，网络通信会堵塞且固件不能被顺利地更新。

技术实现要素：

实施例提供了能够最小化通信量过载的固件更新方法。

在一个实施例中，光伏系统包括：数据采集装置，其从光伏装置采集关于光伏发电的数据；以及外部装置，其从数据采集装置接收关于光伏发电的数据并提供数据更新给数据采集装置或光伏装置。

外部装置可以根据预定的标准来将数据采集装置分成一个以上的组以便为每个组提供数据更新。

光伏装置包括连接至数据采集装置的一个或多个逆变器。

预定的标准可以包括用于光伏发电的时间、连接至数据采集装置的逆变器的数量以及由外部装置提供的数据的总的大小中的至少一个。

用于光伏发电的时间可以是在安装有光伏装置的地区中从日出到日落的时间。

预定的标准可以进一步包括在外部装置、数据采集装置以及逆变器之间的数据传输速度。

外部装置可以根据预设优先级考虑预定的标准来设置组。

外部装置可以基于从数据采集装置或逆变器接收的反馈来重新调整所设置的组。

反馈可以包括关于数据更新的过程的反馈。

外部装置可以基于与数据采集装置的通信状态来提供数据更新。

在另一实施例中，更新服务器根据预定的标准将多个数据采集装置分组以便为每个组提供数据更新。

在下面的附图和说明书中阐述一个或多个实施例的细节。其他特征从说明书和附图中，以及从权利要求书中将是显而易见的。

附图说明

图1是根据实施例的并网光伏装置的框图。

图2是根据实施例的小型并网光伏装置的并网光伏装置的框图。

图3是根据实施例的并网光伏装置的流程图。

图4示出了一种典型光伏发电监控系统的配置。

图5示出了在整个系统中更新服务器、数据记录器以及逆变器之间的连接关系。

图6示出了根据实施例的固件更新方法。

图7示出了基于每个地区的日出/日落时间进行分组的实施例。

图8示出了基于连接至数据记录器的逆变器的数量进行分组的实施例。

图9示出了基于待由数据记录器更新的程序的大小进行分组的实施例。

图10示出了根据数据记录器和逆变器之间的通信媒介进行分组的实施例。

具体实施方式

现将详细介绍本公开的实施例，其示例已在附图中示出。

将参照附图来详细描述根据实施例的光伏系统。但是，本发明可以以许多不同形式来具体实现而不应该被解释为局限于本文中所阐述的实施例；相反，包含在其他退步发明中或落在本公开的精神和范围内的替代实施例可以通过添加、更改以及改变来很容易地得到，并将充分传达本发明的概念给本领域技术人员。

下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施例以使得本发明可以很容易地由本领域的技术人员实现。本发明可以通过各种方式来实践且并不限于本文中所描述的实施例。在附图中，省略了与说明书无关的部件以便清楚地阐述本发明，而且在整个说明书中相似的附图标记指代相似的元件。

此外，除非上下文明确地另行说明，否则当元件被称为“包括”或“包含”部件时，其并不排除另外的部件而是可以进一步包括另一个部件。

下文将参照图1和图3来描述根据实施例的光伏装置。

图1是根据实施例的并网光伏装置的框图。

根据实施例的光伏装置100包括光电池阵列101、逆变器103、AC滤波器105、AC/AC变换器107、电网109、充电控制器111、电池储能系统(BESS)113以及系统控制器115。

光电池阵列101是多个光电池模块的组合。光电池模块是一种通过串联或并联多个光电池来获得的、用于将太阳能变换成电能来产生电压和电流的装置。因此，光电池阵列101吸收太阳能以将其变换成电能。

逆变器103将DC电力转化成AC电力。逆变器103通过充电控制器111接收由光电池阵列101供应的DC电力或从BESS 113释放的DC电力，并且将DC电力转化成AC电力。

AC滤波器105将噪声从转化后的AC电力中滤除。

AC/AC变换器107对滤除了噪声的AC电力的大小进行变换并将变换大小后的AC电力供应给电网109。

电网109是将发电站、变电站、输电/配电线路以及负载集成于一体来产生和使用电力的系统。

充电控制器111控制BESS 113的充电和放电。当电网109过载时，充电控制器111从BESS 113接收电力以将电力输送到电网109。当电网109为轻负载时，充电控制器111从光电池阵列101接收电力以将其输送到BESS 113。

BESS 113根据电网109的电力供需情形而采用从光电池阵列101接收的电能来充电以及释放电能。具体地，当电网109为轻负载时，BESS 113采用从光电池阵列101接收的闲置电力来充电。当电网109过载时，BESS 113释放电力以供应给电网109。电网的电力供需情形对于每个时区是大为不同的。因此，光伏装置100不考虑电力供需情形而统一地供应由光电池阵列101产生的电力是低效率的。所以光伏装置100根据电网109的电力供需情形，通过利用BESS 113来调整供电量。通过这样，光伏装置100可以有效地供电给电网109。

系统控制器115控制充电控制器111、逆变器103、AC滤波器105以及AC/AC变换器107的操作。

图2是根据实施例的小型并网光伏装置的并网光伏装置的框图。

根据实施例的小型并网光伏装置200包括光电池阵列101、逆变器103、AC滤波器105、AC/AC变换器107、电网109、充电控制器111、BESS 113、系统控制器115以及DC/DC变换器117。

小型并网光伏装置200除了包括图1中示出的配置之外还进一步包括DC/DC变换器117。DC/DC变换器117对由光电池阵列101产生的DC电力执行变换。在小型并网光伏装置200中，由光电池阵列101产生的电力的电压较小。因此，有必要升高该电压以使得由光电池阵列101供应的电力输入至逆变器。DC/DC变换器117将由光电池阵列101产生的电力的电压变换成具有足以输入至逆变器103的值的电压。

图3是根据实施例的并网光伏装置的流程图。

光电池阵列101将太阳能变换成电能(操作S101)。

系统控制器115判定是否有必要供电给电网109(操作S103)。是否有必要供电给电网109可以基于电网109是过载还是轻负载来判定。

当没有必要供电给电网109时，系统控制器115控制充电控制器111来对BESS 113充电(操作S105)。具体地，系统控制器115可以产生用于控制充电控制器111的控制信号。充电控制器111可以接收控制信号来对BESS 113充电。

系统控制器115判定是否有必要从BESS 113放电(操作S107)。系统控制器115可以在仅利用由光电池阵列101供应的电能不能满足电网109的电力需求的情况下判定是否有必要从BESS放电。此外，系统控制器115可以判定BESS 113是否储存了足够的能量以供放电。

当有必要从BESS 113放电时，系统控制器115控制充电控制器111以使BESS 113放电。具体地，系统控制器115可以产生用于控制充电控制器111的控制信号。充电控制器111可以接收控制信号以使BESS113放电。

逆变器103将从BESS 113释放的电能和由光电池阵列101变换的电能转化成AC能(操作S111)。在这一点上，并网光伏装置100仅用一个逆变器103来进行对从BESS 113释放的电能和由光电池阵列101变换的电能的转化。每个电气装置都具有可用功率极限。该极限分为瞬时极限和长时间使用极限，并且规范功率(regulatory power)被确定为不会损坏装置并可长时间使用的最大功率。为了最大化逆变器103的效率，需要BESS 113和光电池阵列101供应电力使得逆变器103使用规范功率的大约40％至大约60％的功率。

AC滤波器105将噪声从转化后的AC电力中滤除(操作S113)。

AC/AC变换器107对滤波后的AC电力的电压值进行变换以供应电力给电网109或负载117(操作S115)。

并网光伏装置100将变换后的电力提供给电网(操作S117)。

由于根据图1至图3的并网光伏装置100仅使用一个逆变器103，因此当根据光电池阵列101的容量来确定逆变器103的规范功率以设计并网光电池阵列100时，会发生以下问题。当BESS 113放电以与光电池阵列101一起供应电能时，很难最大化逆变器103的效率，这是因为逆变器103使用了超过规范功率的大约40％至大约60％的功率。可替代地，当BESS 113放电来独立地供应电能时，很难最大化逆变器103的效率，这是因为逆变器103使用了小于规范功率的大约40％至大约60％的功率。此外，当太阳辐射量较小且光电池阵列101供应少量的电能时，也很难最大化逆变器的效率，这是因为逆变器103使用了小于规范功率的大约40％至大约60％的功率。在这种情况下，并网光伏装置100将太阳能变换成电能的效率降低了。此外，电力的总谐波失真(THD)变高从而降低了由并网光伏装置100产生的电力的质量。

图4示出了一种典型的光伏发电监控系统的配置。

如图4所示，监控系统1可以包括更新服务器300、数据采集装置(即，数据记录器)400以及逆变器103。但是，监控系统1的配置并不限于图4所示的配置而是可以进一步包括另外的配置。

数据记录器400从光伏装置100的逆变器103以及各种传感器采集数据。在实施例中，数据记录器400可以将所采集的数据传送给上层服务器。在这种情况下，用户可以访问上层服务器来监控由数据记录器400所采集的数据。

在另一实施例中，数据记录器400可以将所采集的数据直接提供给用户。在这种情况下，数据记录器400将所采集的数据传送至光伏装置100中的控制器115以便提供给用户。数据记录器400可以包括或可以不包括在光伏装置100中。

更新服务器300将最新版本的固件提供给数据记录器400以及逆变器103。具体地，更新服务器300包括最新版本的软件，其中软件被安装在数据记录器400和逆变器103中。在更新固件时，更新服务器300通过多种路径将最新的固件提供给数据记录器400和逆变器103。数据记录器400可以包括为更新服务器300传输数据的功能。

此外，由更新服务器300供应给数据记录器400和逆变器103的数据可以是关于发电量的信息。具体地，更新服务器300可以将关于分配的预定周期内的发电量的信息提供给数据记录器400以及逆变器103。例如，更新服务器300可以提供逆变器A完成400千瓦/天的目标发电量的信息。

在大多数情况下，更新服务器300远离数据记录器400而且必须稳定地传输大量数据。因此，允许大量数据稳定传输的专用线路通信、电话调制解调器或3G通信作为数据传输方案都是可用的。

此外，当数据记录器400相对靠近逆变器103时，与发电相关的数据可以通过以太网或RS485来传输，这是因为与发电相关的数据的容量相对较小。但是，元件之间的通信方案并不局限于上述方案且用于数据传输的所有方案都是适用的。此外，上述传输方案可以根据元件之间的距离或数据量来结合使用。

图5示出了整个系统中上述元件之间的连接关系。

如图5所示，多个数据记录器400连接至更新服务器300且多个逆变器103连接至每个数据记录器400。可以为每个光伏装置100均配备一个数据记录器400，或一个数据记录器400可以连接至多个光伏装置100。

数据记录器400将从逆变器103采集的与光伏发电相关的数据传送给作为上层服务器的更新服务器300。相反，由数据记录器400从更新服务器300接收固件更新，然后固件更新被传送给逆变器103。数据记录器400可以连接至多个逆变器103，且因此，当更新服务器300将最新的固件传输给数量少的数据记录器400时，最新的固件可以通过数据记录器400传送给多个逆变器103。

下文中，将参照图6-图10来描述根据实施例的有效更新固件的方法。

图6示出了根据实施例的固件更新方法。

通常，由于在除了进行光伏发电的白天以外的其他特定时间来进行对多个逆变器103的固件的更新，因此固件更新集中在特定时间且网络通信量过载。当连接至更新服务器300且更新固件的逆变器103的数量变大时，这会造成很大的限制。这是因为通信量与逆变器103的数量成比例地变大。

因此，根据实施例，如图6所示，为了分散通信量，更新服务器300将数据记录器400或逆变器103分组来更新固件。参照图6，更新服务器300可以将多个数据记录器400或逆变器103分成14组并为每个组分配固件更新时间。

因此，由于固件更新时间彼此不重叠，所以即使增加数据记录器400或逆变器103的数量，通信量仍可以被分散从而使更新稳定。

下文中，将描述用于分组的基准。

图7示出了基于执行光伏发电时的时间来为每个地区进行分组的实施例。此处，执行光伏发电时的时间可以意指日出和日落之间的白天。

通常，光伏发电在白天执行，且在此期间，进行的通信几乎都是用于将由数据记录器400从逆变器103采集的光伏发电数据传送至上层服务器(即，更新服务器300)。因此，在白天，即日出之后日落之前，可以有效地避免对固件进行更新。但是，在夜间，由于光伏发电没有执行，因此与白天相比存在通信量的余裕。所以，在这个时间段内，即在日落之后日出之前，更新服务器300可以将用于更新固件的数据传输至数据记录器400和逆变器103。

但是，由于对于每个地区日出时间和日落时间是不同的，因此可以将日出时间和日落时间用作对更新时间进行划分的基准。

参照图7，在数据记录器1所位于的地区中，从上午6点到下午6点执行光伏发电，而在数据记录器2和3所位于的地区中，从上午7点到下午7点执行光伏发电。此外，在数据记录器4所位于的地区中，从上午8点到下午8点执行光伏发电。

因此，根据每个地区的日出时间和日落时间，如在图7的表格中所示，更新服务器300可以针对数据记录器1将更新时间设置成下午6点到下午7点；针对数据记录器2将更新时间设置成下午7点到下午8点；针对数据记录器3将更新时间设置成上午6点到上午7点；针对数据记录器4将更新时间设置成上午7点到上午8点。尽管所设置的各组都有大量的固件更新，但通信量可以被分散到每个时间段来保证稳定性。

图8示出了基于连接至一个数据记录器400的逆变器103的数量来分组的实施例。

一个数据记录器400可以连接至多个逆变器103。随着逆变器103的数量变大，对于固件更新所必需的通信量也增加。因此，当考虑连接至数据记录器400的逆变器103的数量来对数据记录器400进行分组时，网络可以被有效地利用。

参照图8，数据记录器5连接至12个逆变器，数据记录器6连接至10个逆变器，数据记录器7连接至7个逆变器，数据记录器8连接至5个逆变器，数据记录器9连接至2个逆变器，而数据记录器10连接至1个逆变器。因此，更新服务器300可以从数据记录器接收关于逆变器的数量的信息并将数据记录器分组。结果，数据记录器5和10可以分至组5，数据记录器6和9可以分至组6，而数据记录器7和8可以分至组7。在这种情况下，如图8所示，每组逆变器的数量等于大约12或大约13从而有效地分散了通信量。

图9示出了基于待由数据采集装置400更新的程序的大小来分组的实施例。

连接至更新服务器300的数据记录器400的类型可以是多样化的，且相应地会需要不同类型的固件。在这种情况下，要下载的固件的大小对于每个数据记录器400会不同。因此，更新服务器300可以通过根据所要下载的固件的大小对数据记录器400进行分组来有效地使用通信量。

将参照图9来示范性地描述说明。如图9所示，数据记录器11可以具有1MB的更新数据，数据记录器12可以具有2MB的更新数据，数据记录器13可以具有2MB的更新数据，数据记录器14可以具有3MB的更新数据，数据记录器15可以具有3MB的更新数据，而数据记录器16可以具有1MB的更新数据。因此，更新服务器300可以将数据记录器11和14分至组8，将数据记录器12和13分至组9，以及将数据记录器15和16分至组10，以使得每个时间段要更新的数据的大小是相等的。

在这种情况下，由于对于每组而言固件更新数据的大小都等于4MB，因此通信量被分散从而允许固件更新有效地和稳定地执行。

图10示出了根据更新服务器300和数据记录器400之间以及数据记录器400和逆变器103之间的通信媒介来分组的实施例。

根据通信媒介，大量数据可以被单次传送，反之亦然。当仅对通过其能够进行快速传输的数据记录器400或逆变器103分组且分配给其与通过其不能够进行快速传输的组相同的更新时间时，通信量和更新时间未被有效地使用。

因此，如图10所示，当数据记录器17具有相对快速的通信媒介而数据记录器18具有相对慢速的通信媒介时，更新服务器300可以通过将数据记录器17和18分成一个组来更新固件。通信媒介的速度可以采用直接测量速度的方式来获得，或者可以根据预存储的速度来确定。

上述用于分组的标准可以根据情形被独立应用或者结合来应用。在结合的情况下，优先考虑极具影响力的因素且可以利用被优先考虑的因素来执行分组。影响力可以根据地区、气候、装置的属性等而不同。

此外，即使确定了组，更新服务器300也可以根据一些数据记录器400或逆变器103的更新的进度来重新调整组。具体地，当更新比基准时间更早或更迟完成时，可以重新调整组。在这一点上，更新服务器300可以基于从数据记录器400或逆变器103接收的反馈来重新调整组。

更新服务器300可以基于与数据记录器400的通信状态来提供数据更新。具体地，当判定与数据记录器400的通信状态不好时，更新服务器300可以通过确定最新版本的固件的重要性而不对固件进行更新。固件的重要性可以根据预定的优先级来确定。例如，在为了改善致命错误而进行更新的情况下，可以将其优先级设置得靠前。但是，在为了改善用户界面(UI)而进行更新的情况下，由于操作不受更新很大影响，因此可以将其优先级设置得靠后。

更新服务器300可以从数据记录器接收信息来自动地将数据记录器分组，或者用户可以直接将数据记录器分组。当连接至数据记录器400的逆变器103的数量较大且其类型为多样的时，数据记录器400可以根据上述方法来划分逆变器103以传送固件更新。

根据实施例，在利用数据记录器在光伏发电监控系统中更新固件时，网络通信量过载可以最小化。

此外，网络通信量过载可以最小化以减轻更新固件过程中故障的负担。

此外，可以减少由于更新固件过程中的故障而导致的停止光伏发电的风险。

在上文中，结合实施例所描述的特征、结构或效果均包含在至少一个实施例中，但并不一定局限于一个实施例。此外，各个实施例中的示范的特征、结构或效果可以由本领域技术人员进行组合或改进。因此，与这些组合和改进有关的内容应该被解释为落在本发明的范围内。

尽管已经参照数个其示范实施例描述了一些实施例，但是应当理解的是，本领域技术人员能够设想出将落在本公开原理的精神和范围内的许多其他的改进和实施例。更具体地，在本公开、附图以及所附权利要求的范围内可以对主题组合布置的组成部件和/或布置进行各种变化和改进。除了对组成部件和/或布置做出的各种变化和改进以外，对本领域技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。