CN108900401A - 基于1mw光伏变流器的通讯***及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于1MW光伏变流器的通讯***，包括光伏变流器和MPPT汇流箱，所述的光伏变流器通过CAN总线连接多个MPPT汇流箱，光伏变流器控制器和MPPT汇流箱控制器的数字信号处理器内分别嵌入有CanOpen协议栈，光伏变流器控制器为CanOpen主站，MPPT汇流箱控制器为CanOpen从站。本发明的具有优良的实时性与稳定性，可以针对不同应用场合，尤其是在区域性、地域性及定制性强的智能微电网***的光伏发电***，对集散式光伏发电***的各个太阳能能量收集单元MPPT汇流箱的功率进行实时控制，对MPPT汇流箱的工作电流电压数据的实时采集具有非常大的优势，使得光伏变流器与MPPT汇流箱能够快速响应控制命令并及时反映工作状态，提高光伏发电***的发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及大功率集散式光伏发电***的技术领域，具体涉及一种基于1MW光伏变流器的通讯***及其方法。
背景技术
随着社会的发展，新能源行业的发展如火如荼，光伏发电***更是其中的佼佼者之一。而集散式光伏发电***较集中式光伏发电***，在同等条件下可以提高3%的发电效率而备受恩宠，其主要得益于集散式光伏发电***的多路智能MPPT（Maximum Power PointTracking，最大功率点跟踪）汇流箱能够相对独立的对与其连接的太阳能光伏组串进行能量采集，然后汇总到光伏逆变器上进行并网发电。
目前集散式光伏发电***多为1MW的容量，一般与10台MPPT汇流箱配套组成。然而当下光伏发电***变流器与MPPT智能汇流箱之间的通讯多建立在RS485现场总线***上，其通讯速率一般不超过10Kbps，并且为了确保正常通讯，两者之间只能够传输极少的数据量，或者是通过长时间的数据刷新周期来实现相对较多的数据传输，无法满足数据的实时性。
发明内容
本发明为了解决上述的技术问题，而提供一种基于1MW光伏变流器的通讯***及其方法。
本发明是按照以下技术方案实现的：
本发明的基于1MW光伏变流器的通讯***，包括光伏变流器和MPPT汇流箱，所述的光伏变流器通过CAN总线连接多个MPPT汇流箱，光伏变流器控制器和MPPT汇流箱控制器的数字信号处理器内分别嵌入有CanOpen协议栈，光伏变流器控制器为CanOpen主站，MPPT汇流箱控制器为CanOpen从站。
所述的CAN总线与多个MPPT汇流箱之间采用手拉手式的拓扑结构。
所述的CanOpen主站与CanOpen从站之间的通讯距离为0-400米，通讯速率为125Kbps，通讯周期为100ms。
所述的CanOpen主站与CanOpen从站之间的通讯距离大于400米，CanOpen主站与CanOpen从站之间设置CanBridge中继器，通讯速率为125Kbps，通讯周期为100ms。
本发明的基于1MW光伏变流器的通讯方法，具体步骤如下：
步骤一，当通讯***上电后，CanOpen主站和CanOpen从站进入预运行状态；
步骤二，CanOpen主站和CanOpen从站进行数据点表初始化；
步骤三，CanOpen主站和CanOpen从站进运行用状态；
步骤四，CanOpen主站监测CanOpen从站工作状态，若工作状态正常，CanOpen主站和CanOpen从站进行数据交互，通讯***工作，CanOpen主站持续监测CanOpen从站工作状态，若工作状态异常，CanOpen主站上报错误状态，关闭故障的CanOpen从站；
步骤五，CanOpen主站和CanOpen从站完成数据交互，通讯***断电结束。
所述的步骤二中，CanOpen主站进行数据点表初始化后，对CanOpen从站数据点表进行初始化。
所述的步骤三中，CanOpen主站进入运行状态后，管理CanOpen从站进入运行状态。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明的具有优良的实时性与稳定性，可以针对不同应用场合，尤其是在区域性、地域性及定制性强的智能微电网***的光伏发电***，对集散式光伏发电***的各个太阳能能量收集单元MPPT汇流箱的功率进行实时控制，对MPPT汇流箱的工作电流电压数据的实时采集具有非常大的优势，实现了光伏变流器与MPPT汇流箱之间进行数据的实时交互，使得光伏变流器与MPPT汇流箱能够快速响应控制命令并及时反映工作状态，提高光伏发电***的发电效率。
附图说明
图1是本发明通讯***的拓扑图；
图2是本发明通讯***的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细的说明。
如图1所示，本发明的基于1MW光伏变流器的通讯***，包括光伏变流器和MPPT汇流箱，所述的光伏变流器通过CAN总线连接多个MPPT汇流箱，光伏变流器控制器和MPPT汇流箱控制器的数字信号处理器内分别嵌入有CanOpen协议栈，光伏变流器控制器为CanOpen主站，MPPT汇流箱控制器为CanOpen从站。
所述的CAN总线与多个MPPT汇流箱之间采用手拉手式的拓扑结构。
所述的CanOpen主站与CanOpen从站之间的通讯距离为0-400米，通讯速率为125Kbps，通讯周期为100ms。
所述的CanOpen主站与CanOpen从站之间的通讯距离大于400米，CanOpen主站与CanOpen从站之间设置CanBridge中继器，通讯速率为125Kbps，通讯周期为100ms。
如图2所示，本发明的基于1MW光伏变流器的通讯方法，具体步骤如下：
步骤一，当通讯***上电后，CanOpen主站和CanOpen从站进入预运行状态；
步骤二，CanOpen主站和CanOpen从站进行数据点表初始化；
步骤三，CanOpen主站和CanOpen从站进入运行状态；
步骤四，CanOpen主站监测CanOpen从站工作状态，若工作状态正常，CanOpen主站和CanOpen从站进行数据交互，通讯***工作，CanOpen主站持续监测CanOpen从站工作状态，若工作状态异常，CanOpen主站上报错误状态，关闭故障的CanOpen从站；
步骤五，CanOpen主站和CanOpen从站完成数据交互，通讯***断电结束。
所述的步骤二中，CanOpen主站进行数据点表初始化后，对CanOpen从站数据点表进行初始化。
所述的步骤三中，CanOpen主站进入运行状态后，管理CanOpen从站进入运行状态。
本发明的通讯***建立在CAN总线上，通过手拉手的连接方式接入任意不超过128个CanOpen从站节点，同时为满足125Kbps的通讯速率，各CanOpen从站之间的物理通讯距离设置在400m以内，当CanOpen从站物理通讯距离超出400m范围时，在CAN总线上接入CanBridge中继器，对通讯信号进行放大，Can总线协议的应答机制将进一步提高CAN总线带宽的利用率，实现了光伏变流器与MPPT汇流箱之间数据的实时交互。同时在CAN总线的物理链路层增加CanOpen主从协议栈，使得通讯***CanOpen主站即光伏变流器与多CanOpen从站即多个MPPT汇流箱之间的通讯周期在100ms以内，CanOpen协议栈的多节点管理功能及传输数据的信息易配置管理使得CanOpen主从站之间通讯变得灵活多样，具有非常好的可拓展性。
本发明采用将CanOpen协议栈嵌入到作为核心的光伏变流器的控制器与MPPT汇流箱控制器的DSP数字信号处理器中，其中光伏变流器的CanOpen主站具有管理MPPT汇流箱的CanOpen从站功能，所有通讯数据都可以通过CanOpen主站进行下发配置，能够实时监测各个CanOpen从站节点的工作状态。当某个CanOpen从站工作不正常，将会马上将错误信息反馈给CanOpen主站，CanOpen主站根据相关控制设置，对错误节点进行相应动作。
本发明通讯***通过CAN底层物理通讯链路组网，在CanOpen协议层实现光伏变流器与MPPT汇流箱之间的通信，并且借助于DSP快速强大的数据处理能力，使得1MW光伏变流器的CanOpen通讯***具有大的数据吞吐量以及通讯信息的高实时性、稳定性，实现整个光伏发电***的协调控制。
本发明的优点在于实现了光伏变流器与MPPT汇流箱数据交互的实时性、精确性、以及数据类型的多样性、稳定性，为更精确地实时控制提供了进一步提高发电能效的可能性。同时其灵活的多节点拓扑结构及各节点的数据信息管理的特点，可在新产品的开发应用中缩短开发周期、减少人力资源投入，进一步降低开发成本。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种基于1MW光伏变流器的通讯***，包括光伏变流器和MPPT汇流箱，其特征在于：所述的光伏变流器通过CAN总线连接多个MPPT汇流箱，光伏变流器控制器和MPPT汇流箱控制器的数字信号处理器内分别嵌入有CanOpen协议栈，光伏变流器控制器为CanOpen主站，MPPT汇流箱控制器为CanOpen从站。
2.根据权利要求1所述的基于1MW光伏变流器的通讯***，其特征在于：所述的CAN总线与多个MPPT汇流箱之间采用手拉手式的拓扑结构。
3.根据权利要求1所述的基于1MW光伏变流器的通讯***，其特征在于：所述的CanOpen主站与CanOpen从站之间的通讯距离为0-400米，通讯速率为125Kbps，通讯周期为100ms。
4.根据权利要求1所述的基于1MW光伏变流器的通讯***，其特征在于：所述的CanOpen主站与CanOpen从站之间的通讯距离大于400米，CanOpen主站与CanOpen从站之间设置CanBridge中继器，通讯速率为125Kbps，通讯周期为100ms。
5.一种基于1MW光伏变流器的通讯方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一，当通讯***上电后，CanOpen主站和CanOpen从站进入预运行状态；
步骤二，CanOpen主站和CanOpen从站进行数据点表初始化；
步骤三，CanOpen主站和CanOpen从站进入运行状态；
步骤四，CanOpen主站监测CanOpen从站工作状态，若工作状态正常，CanOpen主站和CanOpen从站进行数据交互，通讯***工作，CanOpen主站持续监测CanOpen从站工作状态，若工作状态异常，CanOpen主站上报错误状态，关闭故障的CanOpen从站；
步骤五，CanOpen主站和CanOpen从站完成数据交互，通讯***断电结束。
6.根据权利要求5所述的基于1MW光伏变流器的通讯方法，其特征在于：所述的步骤二中，CanOpen主站进行数据点表初始化后，对CanOpen从站数据点表进行初始化。
7.根据权利要求5所述的基于1MW光伏变流器的通讯方法，其特征在于：所述的步骤三中，CanOpen主站进入运行状态后，管理CanOpen从站进入运行状态。
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