光伏组件监测装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏系统领域，尤其涉及一种光伏组件监测装置和方法。
【背景技术】
[0002]在光伏发电系统中，通常是将若干个光伏组件组合成一个大的光伏阵列，通过光伏阵列将太阳能转化为直流电，然后通过并网逆变器将直流电转化为交流电输入到电网中。
[0003]实际使用中，为了使光伏阵列输出功率最大化，并网逆变器需要动态追踪光伏阵列的输出电压和输出电流，并网逆变器的这个功能叫做最大功率点追踪。但是，由于光伏组件制造中存在一定的偏差，所以每个光伏组件的最大功率点会略有差异。当若干个光伏组件组合成一个大的光伏阵列后，并网逆变器无法随时得到每个光伏组件的工作状态，只能对整个光伏阵列的最大功率点进行近似追踪。这样，由于不能及时监测每个光伏组件的工作状态，会导致整个光伏阵列没有工作在理想的最大功率点，使光伏阵列的发电效率下降。
[0004]另外，在使用过程中，光伏组件会出现如下故障问题:灰尘污渍等遮挡组件、组件电气连接不良、组件发电效率下降等。一旦光伏组件发生上述问题，会影响整个光伏阵列的发电效率。目前大多是人工使用红外热像仪对光伏组件一一照射，根据红外热图判断光伏组件是否发生故障。但是这种对光伏组件的监测方式需要耗费大量的人力和时间，尤其是对于大面积的光伏阵列或者处于特殊地理位置的光伏阵列，在没有大致故障范围的情况下，通过人工一个个排查的效率是非常低的，会大大降低光伏阵列的发电效率。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种光伏组件监测装置和方法，用以实现实时监测光伏组件的工作状态，提高光伏阵列的发电效率。
[0006]本发明提供一种光伏组件监测装置，包括:
[0007]采样模块，用于采集所述光伏组件的特征参数；
[0008]模数转换模块，用于对所述特征参数进行模数转换，将所述特征参数的模拟信号转换为数字信号；
[0009]处理模块，用于对所述数字信号进行处理，并将处理结果输出；
[0010]电源模块，用于为所述采样模块、所述模数转换模块、所述处理模块提供电源。
[0011]本发明还提供一种光伏发电系统，包括光伏阵列、并网逆变器、用户端和前述的光伏组件监测装置，所述光伏阵列由所述光伏组件组成。
[0012]本发明还提供一种光伏组件监测方法，包括:
[0013]采用采样模块采集所述光伏组件的特征参数；
[0014]采用模数转换模块对所述特征参数进行模数转换，将所述特征参数的模拟信号转换为数字信号；
[0015]采用处理模块对所述数字信号进行处理，并将处理结果输出；
[0016]采用电源模块为所述采样模块、所述模数转换模块、所述处理模块提供电源。
[0017]在本发明中，通过采样模块采集光伏组件的特征参数后，由模数转换模块对特征参数进行模数转换，将特征参数的模拟信号转换为数字信号，然后处理模块对数字信号进行处理，并将处理结果输出，同时电源模块为采样模块、模数转换模块、处理模块提供电源。这样，通过对光伏组件特征参数的处理，该处理结果可以表示光伏组件的工作状态，然后将结果输出，以此实现对光伏组件工作状态的实时监控。具体地，由光伏组件的不同的工作状态，可以得到整个光伏阵列的理想的最大功率点，并且工作人员还可以根据输出的结果快速地找到出现故障问题的光伏组件，及时做出反应、采取措施，提高光伏阵列的发电效率。
【附图说明】
[0018]图1为本发明光伏组件监测装置实施例的结构示意图；
[0019]图2为本发明光伏组件监测装置实施例的流程示意图；
[0020]图3为本发明光伏组件监测装置实施例的一个实例的工作过程示意图；
[0021]图4为本发明光伏发电系统第一实施例的结构示意图；
[0022]图5为本发明光伏发电系统第一实施例中光伏组件监测装置42与光伏组件411的第一种连接方式示意图；
[0023]图6为本发明光伏发电系统第一实施例中光伏组件监测装置42与光伏组件411的第二种连接方式示意图；
[0024]图7为本发明光伏发电系统第一实施例中光伏组件监测装置42与光伏组件411的第二种连接方式的实例示意图；
[0025]图8为本发明光伏发电系统第二实施例的结构示意图；
[0026]图9为本发明光伏发电系统第二实施例中光伏组件811的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的描述。
[0028]如图1所示，为本发明光伏组件监测装置实施例的结构示意图，该装置可以包括:采样模块11、模数转换模块12、处理模块13和电源模块14，其中，数模转换模块12与采样模块11连接，处理模块13与模数转换模块12连接，电源模块14与采样模块11、模数转换模块12和处理模块13均连接。
[0029]在本实施例中，采样模块11用于采集光伏组件的特征参数；模数转换模块12用于对特征参数进行模数转换，将特征参数的模拟信号转换为数字信号；处理模块13用于对数字信号进行处理，例如:对数字信号进行计算、比较等处理，并将处理结果输出，该处理结果可以表示光伏组件的工作状态，处理模块13具体可以根据实际中的需求设置对数字信号进行不同的处理；电源模块14用于为采样模块11、模数转换模块12、处理模块13提供电源。
[0030]本实施例的具体工作过程如下:如图2所示，为本发明光伏组件监测装置实施例的流程示意图，具体可以包括以下步骤:
[0031]步骤21、采用采样模块11采集光伏组件的特征参数；
[0032]步骤22、采用模数转换模块12对特征参数进行模数转换，将特征参数的模拟信号转换为数字信号；
[0033]步骤23、采用处理模块13对数字信号进行处理，并将处理结果输出；
[0034]具体地，可以根据实际中的需求设置对数字信号进行计算、比较等处理；
[0035]步骤24、采用电源模块14为采样模块11、模数转换模块12、处理模块13提供电源。
[0036]在本实施例中，通过采样模块11采集光伏组件的特征参数后，由模数转换模块12对特征参数进行模数转换，将特征参数的模拟信号转换为数字信号，然后处理模块13对数字信号进行处理，并将处理结果输出，同时电源模块14为采样模块11、模数转换模块12、处理模块13提供电源。这样，通过对光伏组件特征参数的处理，该处理结果可以表示光伏组件的工作状态，然后将结果输出，以此实现对光伏组件工作状态的实时监控。具体地，由光伏组件的不同的工作状态，可以得到整个光伏阵列的理想的最大功率点，并且工作人员还可以根据输出的结果快速地找到出现故障问题的光伏组件，及时做出反应、采取措施，提高光伏阵列的发电效率。
[0037]可选地，再参见图1所示的结构示意图，处理模块13具体可以包括计算单元131和输出单元133，输出单元133与计算单元131连接。计算单元131用于对数字信号的数据进行计算，具体地，可以对数字信号的数据进行求平均、求最大最小值等计算；输出单元133用于输出计算单元131的计算结果。通过对数字信号的数据进行计算，得到光伏组件的特性参数的具体信息，然后通过输出单元133将结果输出，该结果可以表示光伏组件的工作状态，还可以作为对光伏组件是否正常工作的判断依据。例如实际工作中，工作人员可以根据输出单元133输出的结果，对光伏组件的工作状态及时做出相应的处理；或者还可以通过软件判断程序，自动获取光伏组件的具体信息或进行自动判断、执行相关操作。
[0038]可选地，再参见图1所示的结构示意图，处理模块13还可以在上述计算单元131和输出单元133的基础上包括比较单元132，比较单元132连接在计算单元131与输出单元133之间。比较单元132用于将计算单元131的计算结果与预定阈值进行比较；输出单元133还用于输出比较单元132的比较结果。同样地，输出单元133输出的比较结果可以表示光伏组件的工作状态，还可以作为对光伏组件是否正常工作的判断依据。
[0039]可选地，在本实施例中，特征参数具体可以为光伏组件的工作电压、电流或者温度等。无论光伏组件的工作电压、电流、温度等特征参数中的一个或者几个的组合，都可以表征光伏组件的工作状态，实际中，可以根据需要通过采样模块11获取不同的特征参数。
[0040]可选地，在本实施例中，输出单元133可以采用有线方式输出计算单元131的计算结果，或输出单元133可以采用有线的方式输出比较单元132的比较结果。具体地，有线方式可以为电力线载波通信的方式、串口连接方式等，其中串口连接方式可以包括RS-232、RS-485 等。
[0041]可选地，在本实施例中，输出单元133还可以采用无线方式输出计算单元131的计算结果，或输出单元133还可以采用无线的方式输出比较单元132的比较结果。具体地，无线方式可以通过采用ZigBee无线协议发送上述的计算结果或者比较结果。
[0042]可选地，在本实施例中，电源模块14可以接收光伏组件的输出，将光伏组件的直流输出作为输入，为整个光伏组件监测装置中的各模块、单元提供电源。或者，电源模块14除了将光伏组件的输出作为输入以外，还可以与外部供电电