光伏系统和基于光伏电站设备的黑启动方法与流程

本技术涉及光伏电，特别涉及一种光伏系统和基于光伏电站设备的黑启动方法。

背景技术：

1、光伏电站是将太阳光通过光伏板的光伏效应转化为电流的基础设施。在光伏电站中，光伏系统在日间发电，在夜间耗电。光伏系统包括由多个光伏组件、子阵控制器、多个逆变器和箱式变压器。光伏组件的发电功率决定了逆变器的输入功率。其中，由于逆变器的数量较多，多个逆变器是耗电主体。为了降低多个逆变器的耗电，通常是在夜间无光照时，多个逆变器下电关机以节省能耗。在次日有光照时，多个逆变器再同步执行启动工作。由于多个逆变器接在箱式变压器的同一个铜排上，如果多个逆变器启动不同步，先启动的逆变器会造成逆流，倒灌到后启动的逆变器上，可能引起启动的时间延长或启动失败。因此，多个逆变器的同步黑启动是光伏组件能成功启动工作的关键，那么，如何确保多个逆变器同时执行黑启动是本领域有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种光伏系统和基于光伏电站设备的黑启动方法，确保多个逆变器同时执行黑启动，技术方案如下。

2、第一方面，提供了一种光伏系统，光伏系统包括子阵控制器和多个逆变器，多个逆变器并联，且多个逆变器通过电力线载波通信plc与子阵控制器通信连接；多个逆变器的时钟与子阵控制器的时钟之间的时间保持一致；子阵控制器用于向目标逆变器发送第一消息，目标逆变器为多个逆变器中的部分逆变器或全部逆变器，第一消息用于指示目标逆变器执行黑启动；第一消息包括前导码、帧控制字段和有效载荷；前导码用于辅助目标逆变器识别第一消息的信号帧的开始时刻；帧控制字段和有效载荷用于辅助目标逆变器确定黑启动的参考时刻；目标逆变器用于接收第一消息，根据前导码确定开始时刻，以及根据开始时刻和解析时间得到黑启动的参考时刻，解析时间为帧控制字段的解析时间或有效载荷的解析时间；目标逆变器还用于根据参考时刻和指定延时时间得到黑启动的启动时刻，并在启动时刻到达时执行黑启动。

3、在本技术中，由于第一消息包括前导码、帧控制字段和有效载荷。其中，前导码用于辅助逆变器识别第一消息的信号帧的开始时刻；帧控制字段和有效载荷可用于辅助逆变器确定黑启动的参考时刻。那么，在多个逆变器与子阵控制器时间同步的情况下，目标逆变器可以根据前导码确定开始时刻、根据帧控制字段的解析时间或有效载荷的解析时间和开始时刻确定黑启动的参考时刻、再根据参考时刻和指定延时时间即可确定黑启动的启动时刻。这样，目标逆变器即可确定一个统一的启动时刻，在启动时刻到达时立即执行黑启动，有效确保多个逆变器同时执行黑启动，减少了多个逆变器执行黑启动的时间差。

4、在一种可能的实现方式中，子阵控制器还用于根据箱式变压器的负载、多个逆变器中每个逆变器上报的额定功率和阳光辐照值，确定参与黑启动的逆变器的目标台数；子阵控制器还用于按照目标台数在多个逆变器中选择目标逆变器；子阵控制器还用于将目标逆变器的第一标识携带在有效载荷中；目标逆变器用于在接收第一消息之后，匹配到目标逆变器对应的标识与解析有效载荷得到的第一标识一致的情况下，在启动时刻到达时执行黑启动。

5、这样，通过子阵控制器根据箱式变压器的负载、多个逆变器中每个逆变器上报的额定功率和阳光辐照值，确定参与黑启动的逆变器的目标台数。以及，通过子阵控制器按照目标台数在多个逆变器中选择目标逆变器，之后，再将目标逆变器的第一标识携带在第一消息的有效载荷发送给目标逆变器。目标逆变器在收到第一消息之后，将自身标识与有效载荷中携带的第一标识进行匹配。在匹配一致的情况下，在启动时刻到达时执行黑启动。可见，通过从多个逆变器根据实际情况选择目标逆变器进行黑启动，可以合理选择逆变器并控制其执行黑启动，具备灵活性和实用性。

6、在一种可能的实现方式中，子阵控制器还用于按照多个逆变器与子阵控制器进行通信连接的顺序，为多个逆变器中每个逆变器配置第一标识；或者，子阵控制器还用于按照多个逆变器的物理地址mac或产品序列sn号的大小顺序，为多个逆变器中每个逆变器配置第一标识。

7、在一种可能的实现方式中，第一消息包括面向安全转发的控制器sof业务信号；子阵控制器用于通过sof业务信号的方式向多个逆变器中每个逆变器分配第一标识。可见，在子阵控制器与所述多个逆变器通过电力线载波通信plc进行通信连接的情况下，子阵控制器可采用sof业务信号的方式向多个逆变器中的每个逆变器分配第一标识。

8、在一种可能的实现方式中，第一消息属于广播信号，广播信号的预留字段为帧控制字段，预留字段对应的阈值用于表征广播信号为黑启动广播信号；子阵控制器还用于通过在黑启动广播信号的有效载荷中按照多个逆变器的第一标识的排列顺序配置第一数值或第二数值，并生成字符串，字符串用于表示多个逆变器中每个逆变器是否参与黑启动，字符串包括第一数值和第二数值，第一数值用于表示参与黑启动，第二数值用于表示不参与黑启动。可见，在子阵控制器与所述多个逆变器通过电力线载波通信plc进行通信连接的情况下，子阵控制器可在广播信号的有效载荷中按照多个逆变器的第一标识的排列顺序配置第一数值或第二数值，第一数值用于表示参与黑启动，第二数值用于表示不参与黑启动。这样，第一消息即可指示多个逆变器中每个逆变器是否参与黑启动。

9、第二方面，提供了一种基于光伏电站设备的黑启动方法，其方法应用于光伏系统，光伏系统包括子阵控制器和多个逆变器，多个逆变器并联，且多个逆变器通过电力线载波通信plc与子阵控制器通信连接；多个逆变器的时钟与子阵控制器的时钟之间的时间保持一致；方法包括：子阵控制器向目标逆变器发送第一消息，目标逆变器为多个逆变器中的部分逆变器或全部逆变器，第一消息用于指示目标逆变器执行黑启动；第一消息包括前导码、帧控制字段和有效载荷；前导码用于辅助目标逆变器识别第一消息的信号帧的开始时刻；帧控制字段和有效载荷可用于辅助目标逆变器确定黑启动的参考时刻；目标逆变器接收第一消息，并根据前导码确定开始时刻，以及根据开始时刻和解析时间得到黑启动的参考时刻，解析时间为帧控制字段的解析时间或有效载荷的解析时间；目标逆变器根据参考时刻和指定延时时间得到黑启动的启动时刻，并在启动时刻到达时执行黑启动。

10、在一种可能的实现方式中，多个逆变器接收第一消息之前，方法还包括：子阵控制器根据箱式变压器的负载、多个逆变器中每个逆变器上报的额定功率和阳光辐照值，确定参与黑启动的逆变器的目标台数；子阵控制器按照目标台数在多个逆变器中选择目标逆变器；子阵控制器将目标逆变器的第一标识携带在有效载荷中；目标逆变器在启动时刻到达时执行黑启动，包括：目标逆变器在接收第一消息之后，匹配到目标逆变器对应的标识与解析有效载荷得到的第一标识一致的情况下，在启动时刻到达时执行黑启动。

11、在一种可能的实现方式中，子阵控制器将目标逆变器的第一标识携带在有效载荷中之前，方法还包括：子阵控制器按照多个逆变器与子阵控制器进行通信连接的顺序，为多个逆变器中每个逆变器配置第一标识；或者，子阵控制器按照多个逆变器的物理地址mac或产品序列sn号的大小顺序，为多个逆变器中每个逆变器配置第一标识。

12、在一种可能的实现方式中，第一消息包括面向安全转发的控制器sof业务信号；子阵控制器向多个逆变器发送第一消息，包括：子阵控制器采用sof业务信号的方式向多个逆变器中每个逆变器分配第一标识。

13、在一种可能的实现方式中，第一消息属于广播信号，广播信号的预留字段为帧控制字段，预留字段对应的阈值用于表征广播信号为黑启动广播信号；子阵控制器将目标逆变器的第一标识携带在有效载荷中，包括：子阵控制器采用在黑启动广播信号的有效载荷中按照多个逆变器的第一标识的排列顺序配置第一数值或第二数值，并生成字符串，字符串用于表示多个逆变器中每个逆变器是否参与黑启动，字符串包括第一数值和第二数值，第一数值用于表示参与黑启动，第二数值用于表示不参与黑启动。

14、应当理解的是，本技术的第二方面的技术方案及对应的可能的实现方式所取得的有益效果，可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实现方式的技术效果，此处不再赘述。