CN108760083A - 一种太阳能组件的工作温度检测方法及***和异常预警及*** - Google Patents

一种太阳能组件的工作温度检测方法及***和异常预警及*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种太阳能组件的工作温度检测方法及***和异常预警及***，该工作温度检测方法包括：采集太阳能组件的工作电压；根据太阳能组件的工作电压，确定太阳能组件的工作温度。本发明通过利用接线盒自身能够获取太阳能组件的工作电压的优势，来计算太阳能组件的实时温度，从而其无需增加额外的采样与硬件成本，同时，其相比于现有技术中的***级的检测方式，其降低了成本，另外，其相比于组件级的检测方式，其具有检测实时性高，速率快的优点。

Description

一种太阳能组件的工作温度检测方法及***和异常预警及 ***
技术领域
本公开一般涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种太阳能组件的工作温度检测方法及***和异常预警及***。
背景技术
太阳能发电逐年增长，其已经成为新能源中不可或缺的绿色能源。随着太阳能组件的轻量化，屋顶太阳能、建筑墙面太阳能的应用与市场已经渐渐推广。建筑太阳能会逐渐代替传统建筑材料，分布到城市的各个角落。然而，其发电式的发热使得产生火灾的几率会有所提升，加之应用在建筑上使得安全性成为建筑太阳能必须要解决的问题。
目前，市面上针对太阳能发电***的温度检测与火灾检测一般可以分为两类：***级的检测方式，其使用分散的温度传感器或摄像头，但是其无法做到组件级的检测，或无法及时检测到火灾和高温情况，同时摄像头和传感器的成本偏高；组件级的检测方式，其借用接线盒或功率优化器的温度传感器，但是接线盒或功率优化器的安装位置多位于组件背板上，其温度传感器检测的温度和实际组件工作温度有较大的偏差，从而其也很难准确及时的判断出组件实时温度与火灾发生。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种太阳能组件的工作温度检测方法及***和异常预警及***，其能够解决现有技术中存在的温度检测不精准的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能组件的工作温度检测方法，包括：
采集太阳能组件的工作电压；
根据所述太阳能组件的工作电压，确定所述太阳能组件的工作温度。
进一步，确定所述太阳能组件的工作温度的步骤为：
获取所述太阳能组件在温度T0下的开路电压和在所述开路电压下的温度系数，并计算所述太阳能组件的工作温度。
进一步，通过以下公式计算所述太阳能组件的工作温度，
Tc_i＝(Vop_i-Voc)/K1+T0，
其中，Tc_i为第i个太阳能组件的工作温度，Vop_i为第i个太阳能组件的工作电压，Voc为所述开路电压，K1为所述温度系数。
根据本发明的一个方面，提供了一种异常预警方法，包括：
采集太阳能组件的工作电压；
根据所述太阳能组件的工作电压，计算所述太阳能组件的工作温度；
根据所述太阳能组件的工作温度，判断所述太阳能组件是否异常；
若所述太阳能组件异常，则执行异常预警处理。
进一步，所述工作温度检测方法进一步包括：
计算每个所述太阳能组件的工作温度；
从所有所述太阳能组件的工作温度中，选取温度最大值和温度最小值。
进一步，根据设定周期T1，循环执行下述处理：
计算每个所述太阳能组件的工作温度；
从所有所述太阳能组件的工作温度中，选取温度最大值和温度最小值。
进一步，将所述温度最大值和温度预警值进行比较，在所述温度最大值大于所述温度预警值的情况下，发出报警信号。
进一步，在所述温度最大值小于或等于所述温度预警值的情况下，将所述温度最小值与预设的温度差异比例K2的乘积值和所述温度最大值进行比较，在所述乘积值小于所述温度最大值的情况下，发出报警信号。
进一步，根据预设的循环周期T2，循环执行上述异常预警方法中的步骤，其中，T2≥T1*N，N为接线盒的数量。
进一步，所述温度差异比例K2的取值范围为1.5K～3K。
进一步，根据所述太阳能组件的工作温度，进行灾害情况的预警包括：
根据所述太阳能组件的工作温度，对所述太阳能***的高温情况和工作异常情况进行预警。
根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能组件的工作温度检测***，包括：
获取模块，用于获取太阳能组件的工作电压；
计算模块，用于根据所述太阳能组件的工作电压，计算所述太阳能组件的工作温度。
根据本发明的一个方面，提供了一种异常预警***，包括：
获取模块，用于获取太阳能组件的工作电压；
计算模块，用于根据所述太阳能组件的工作电压，计算所述太阳能组件的工作温度；
预警模块，用于根据所述太阳能组件的工作温度，进行灾害情况的预警。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于太阳能组件的工作温度检测的终端设备，所述终端设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现所述太阳能组件的工作温度检测方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述太阳能组件的工作温度检测方法。
本发明的有益技术效果在于：
本发明通过利用接线盒自身获取太阳能组件的工作电压，来计算太阳能组件的实时温度，从而其无需额外增加采样与硬件成本，同时，其相比于现有技术中的***级的检测方式，其降低了成本，另外，其相比于组件级的检测方式，其具有检测实时性高，速率快的优点。
此外，本发明还通过太阳能组件的工作温度，来对太阳能***的高温情况和工作异常情况进行预警，从而其具有两级保护机制，既可针对个别组件高温进行报警，也可针对个别组件工作异常进行报警，进而避免了火灾情况的发生。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是根据本发明实施例的太阳能组件的工作温度检测方法的流程图；
图2根据本发明具体实施例的太阳能***的示意图；
图3根据本发明具体实施例的太阳能组件的工作温度检测方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的异常预警方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的太阳能组件的工作温度检测***的框图；
图6是根据本发明实施例的异常预警***的框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能组件的工作温度检测方法。
如图1所示，该太阳能组件的工作温度检测方法包括：步骤101，采集太阳能组件的工作电压；步骤103，根据太阳能组件的工作电压，计算太阳能组件的工作温度。
借助于本发明的上述技术方案，通过利用接线盒自身能够获取太阳能组件的工作电压的优势，来计算太阳能组件的实时温度，从而其无需增加额外的采样与硬件成本，同时，其相比于现有技术中的***级的检测方式，其降低了成本，另外，其相比于组件级的检测方式，其具有检测实时性高，速率快的优点。
为了便于理解本发明的技术方案，下面通过具体的实施例进行详细的描述。
如图2所示，该太阳能***包括：N个太阳能组件、N个接线盒、DC/AC逆变器、接线盒网关，N≥1且为正整数，其中，一个太阳能组件和一个接线盒彼此连接，且所有接线盒之间互连，从而实现所有太阳能组件的串联连接，此外，接线盒1和接线盒N还分别和DC/AC逆变器连接，并且该DC/AC逆变器还和接线盒网关连接。同时，由于接线盒是指包含一个或多个开关器件，其具有检测太阳能组件电压，关断组件或旁路组件的基本电路，有的接线盒同时兼具检测电流和温度的功能，因此，其可通过接线盒获取与其直接连接的太阳能组件的工作电压来计算工作温度，如接线盒1获取太阳能组件1的工作电压，随后通过接线盒1或DC/AC逆变器或接线盒网关对太阳能组件1的工作电压进行计算。此外，当然可以理解，其还可通过DC/AC逆变器或接线盒网关来对所有的太阳能组件进行工作温度的计算。
此外，虽然图2示出了太阳能***的具体结构，但本领域的技术人员应当理解，其可根据实际需求增加或删除太阳能***中的内容，例如，根据本发明的一个实施例，太阳能***包含至少一个太阳能组件、至少一个接线盒、太阳能负极专用电缆及插接件、太阳能正极专用电缆及插接件，本发明对此不做限定。
另外，如图3所示，该太阳能组件的工作温度检测方法包括：首先，启动接线盒和接线盒网关，随后，在工作MPP(Mobile power pack，简称移动电源包)稳定的情况下，获取太阳能组件的工作电压，其中，接线盒具有电压检测功能，从而其可直接利用该接线盒的电压检测功能，对太阳能组件的电压进行检测，并通过接线盒获取到的电压，来计算太阳能组件的工作温度，从而其无需在太阳能组件上额外增加硬件，进而降低了成本和提高了温度检测的精准度。
同时，上述工作温度的计算方式是通过太阳能组件i的工作电压，计算太阳能组件i的工作温度，其中，1≤i＜N且为正整数。在计算该工作温度的过程中，用户先通过查询光伏组件规格书来确定太阳能组件的在温度T0下的开路电压和在开路电压下的温度系数，例如，用户通过查询光伏组件规格书来确定太阳能组件在标准条件下的开路电压，其中，该标准条件是指温度为25摄氏度，光照度为1千瓦每平米。同时，当然可以理解，所有的太阳能组件的开路电压和温度系数均满足上述条件，即通过上述方式查询得到的开路电压和温度系数均适用于所有太阳能组件。随后，在获取太阳能组件温度系数和在温度T0下的开路电压的情况下，通过以下公式计算太阳能组件的工作温度，
Tc_i＝(Vop_i-Voc)/K1+T0，
其中，Tc_i为第i个太阳能组件的工作温度，Vop_i为第i个太阳能组件的工作电压，Voc为开路电压，K1为温度系数。
当然可以理解，一般光伏组件规格书中记载的开路电压和温度系数均是在标准条件下测得的，例如，通过查询光伏组件规格书确定STC标准测试条件下的开路电压Voc和温度系数K1，并确定此时的温度T0为25摄氏度。需要说明的是，用户还可通过其他方式来获取太阳能组件在非STC标准测试条件下的开路电压和温度系数，因此，其可对上述公式中的开路电压、温度系数和温度进行替换。
进一步地，该步骤103进一步包括：步骤10，按照太阳能组件的序号，依次计算每个太阳能组件的工作温度，从而能够获取所有的太阳能组件在某一时刻的工作温度，同时，其可通过i≥N的判定条件来实现所有太阳能组件的工作温度的计算，具体地：
在计算完太阳能组件i的工作电压后，其可通过判断当前的i值和N的关系来决定下一步步骤，在当前的i值小于N的情况下，计算太阳能组件i+1的工作电压，并在计算完太阳能组件i+1的工作温度后，重复上述步骤，直至到当前的i值不小于N值的情况下，则停止当前循环；然而，在i≥N的情况下，将i置为1；
本方法还包括：步骤20，从所有太阳能组件的工作温度中，选取温度最大值Tc_max和温度最小值Tc_min。同时，其可通过预设的循环周期T1，来循环执行步骤10，从而能够获取太阳能组件1至太阳能组件N在不同时刻的工作温度，并将在一次循环中，得到的太阳能组件1至太阳能组件N的工作温度作为一组对应某一时刻的数据，其中，该循环周期T1为检测太阳能组件的时间间隔，其可根据实际太阳能组件的串联个数和通讯速率来进行调整。此外，当然可以理解，该温度最大值Tc_max和温度最小值Tc_min是对应于某一时刻的温度最大值Tc_max和温度最小值Tc_min，即其是在从一次循环后得到的太阳能组件1至太阳能组件N的一组数据中选择温度最大值Tc_max和温度最小值Tc_min。
进一步地，在选取到温度最大值Tc_max和温度最小值Tc_min后，该工作温度检测方法还包括：步骤30，将温度最大值Tc_max和温度预警值Tmax进行比较，在温度最大值Tc_max大于温度预警值Tmax的情况下，发出报警信号以进行报警，此外，当然可以理解，该相关的报警方式可为进入报警模式、或进入保护模式、或关断***、或通过旁路***来报警、或停止***。
另外，在温度最大值Tc_max不大于温度预警值Tmax的情况下，工作温度检测方法还包括：步骤40，将温度最小值Tc_min与预设的温度差异比例K2的乘积值和温度最大值Tc_max进行比较，在乘积值小于温度最大值Tc_max的情况下，发出报警信号，否则，返回工作MPP稳定的步骤，其中，温度差异比例K2的取值范围为1.5K～3K。
此外，该工作温度检测方法还包括：根据预设的循环周期T2，循环执行上述步骤10至步骤40，其中，T2≥T1*N，N为接线盒的数量。此外，当然可以理解，该循环周期T2可根据实际情况的环境变化速率和火灾风险指数进行调整。
另外，该工作温度检测方法的过程不影响太阳能***发电，其具有检测实时性高、速率快的优点，其还具有温度检测和工作状态检测这两级保护机制，既可针对个别组件高温进行报警，也可针对个别组件工作异常进行报警。
根据本发明的实施例，还提供了一种异常预警方法。
如图4所示，该异常预警方法包括：步骤401，采集太阳能组件的工作电压；步骤403，根据太阳能组件的工作电压，计算太阳能组件的工作温度；步骤405，根据太阳能组件的工作温度，判断太阳能组件是否异常；步骤407，若太阳能组件异常，则执行异常预警处理。
此外，当然可以理解，上述太阳能组件的工作温度检测方法同样适用于该异常预警方法。
根据本发明的实施例，还提供了一种太阳能组件的工作温度检测***。
如图5所示，该太阳能组件的工作温度检测***包括：获取模块51，用于获取太阳能组件的工作电压，当然可以理解，该获取模块还可为采集太阳能组件的工作电压的采集模块；计算模块52，用于根据太阳能组件的工作电压，计算太阳能组件的工作温度。
此外，当然可以理解，该计算模块52可为接线盒、DC/AC逆变器和接线盒网关中的任一个，同时，上述太阳能组件的工作温度检测方法同样适用于该太阳能组件的工作温度检测***，例如，根据本发明的一个实施例，该太阳能组件的工作温度检测***还包括：比较报警模块(未示出)，用于将所述温度最大值和温度预警值进行比较，在所述温度最大值大于所述温度预警值的情况下，发出报警信号，本发明对此不做限定。
根据本发明的实施例，还提供了一种异常预警***。
如图6所示，该异常预警***包括：获取模块61，用于获取太阳能组件的工作电压，当然可以理解，该获取模块还可为采集太阳能组件的工作电压的采集模块；计算模块62，用于根据太阳能组件的工作电压，计算太阳能组件的工作温度；预警模块63，用于根据太阳能组件的工作温度，进行灾害情况的预警。
此外，当然可以理解，该计算模块62也可为接线盒、DC/AC逆变器和接线盒网关中的任一个，同时，上述异常预警同样适用于该异常预警***，例如，根据本发明的一个实施例，该异常预警***还包括：报警模块(未示出)，用于根据太阳能组件的工作温度，对太阳能***的高温情况和工作异常情况进行预警，本发明对此不做限定。
根据本发明的实施例，提供了一种用于太阳能组件的工作温度检测的终端设备，所述终端设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现所述太阳能组件的工作温度检测方法。
根据本发明的实施例，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述太阳能组件的工作温度检测方法。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过利用接线盒自身获取的太阳能组件的工作电压，来计算太阳能组件的实时温度，从而其无需额外增加采样与硬件成本，同时，其相比于现有技术中的***级的检测方式，其降低了成本，另外，其相比于组件级的检测方式，其具有检测实时性高，速率快的优点。此外，本发明还通过太阳能组件的工作温度，来对太阳能***的高温情况和工作异常情况进行预警，从而其具有两级保护机制，既可针对个别组件高温进行报警，也可针对个别组件工作异常进行报警，进而避免了火灾情况的发生。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (15)

1.一种太阳能组件的工作温度检测方法，其特征在于，包括：
采集太阳能组件的工作电压；
根据所述太阳能组件的工作电压，确定所述太阳能组件的工作温度。
2.根据所述权利要求1所述的工作温度检测方法，其特征在于，确定所述太阳能组件的工作温度的步骤为：
获取所述太阳能组件在温度T0下的开路电压和在所述开路电压下的温度系数，并计算所述太阳能组件的工作温度。
3.根据所述权利要求2所述的工作温度检测方法，其特征在于，
通过以下公式计算所述太阳能组件的工作温度，
Tc_i＝(Vop_i-Voc)/K1+T0，
其中，Tc_i为第i个太阳能组件的工作温度，Vop_i为第i个太阳能组件的工作电压，Voc为所述开路电压，K1为所述温度系数。
4.一种异常预警方法，其特征在于，包括：
采集太阳能组件的工作电压；
根据所述太阳能组件的工作电压，计算所述太阳能组件的工作温度；
根据所述太阳能组件的工作温度，判断所述太阳能组件是否异常；
若所述太阳能组件异常，则执行异常预警处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工作温度检测方法进一步包括：
计算每个所述太阳能组件的工作温度；
从所有所述太阳能组件的工作温度中，选取温度最大值和温度最小值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
根据设定周期T1，循环执行下述处理：
计算每个所述太阳能组件的工作温度；
从所有所述太阳能组件的工作温度中，选取温度最大值和温度最小值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
将所述温度最大值和温度预警值进行比较，在所述温度最大值大于所述温度预警值的情况下，发出报警信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述温度最大值小于或等于所述温度预警值的情况下，将所述温度最小值与预设的温度差异比例K2的乘积值和所述温度最大值进行比较，在所述乘积值小于所述温度最大值的情况下，发出报警信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
根据预设的循环周期T2，循环执行权利要求4所述的异常预警方法中的步骤，其中，T2≥T1*N，N为接线盒的数量。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述温度差异比例K2的取值范围为1.5K～3K。
11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述太阳能组件的工作温度，进行灾害情况的预警包括：
根据所述太阳能组件的工作温度，对所述太阳能***的高温情况和工作异常情况进行预警。
12.一种太阳能组件的工作温度检测***，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取太阳能组件的工作电压；
计算模块，用于根据所述太阳能组件的工作电压，计算所述太阳能组件的工作温度。
13.一种异常预警***，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取太阳能组件的工作电压；
计算模块，用于根据所述太阳能组件的工作电压，计算所述太阳能组件的工作温度；
预警模块，用于根据所述太阳能组件的工作温度，进行灾害情况的预警。
14.一种用于太阳能组件的工作温度检测的终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3任意一项所述的太阳能组件的工作温度检测方法。
15.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任意一项所述的太阳能组件的工作温度检测方法。
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