光伏组件的控制系统及控制方法与流程

1.本发明实施例涉及光伏技术领域，尤其涉及一种光伏组件的控制系统及控制方法。


背景技术：

2.光伏产业是基于半导体技术和新能源需求而兴起的朝阳产业，未来将在我国能源结构中占有重要地位。
3.目前光伏组件的控制系统包括的检测模块仅能反馈对应光伏组件的倾角信息的一种反馈信号，此种单一反馈信号的方式极易在采集的单一反馈信号对应的倾角信息不准确时，导致不同的光伏组件的倾斜角度不同，造成支撑光伏组件的支架发生扭转，造成支架断裂。


技术实现要素：

4.本发明提供一种光伏组件的控制系统及控制方法，以实现降低支架发生扭转的概率，进而降低支架损坏的风险。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种光伏组件的控制系统包括，至少两个驱动模块、与所述驱动模块电连接的控制模块，还包括支架扭转检测模块、第一检测模块和第二检测模块中的至少两个，其中所述第一检测模块包括与光伏组件一一对应设置的输出第一反馈信号的第一检测单元，所述第二检测模块包括与所述光伏组件一一对应设置的输出第二反馈信号的第二检测单元；其中，所述第一反馈信号和所述第二反馈信号均用于反馈对应的所述光伏组件的倾角；
6.与所述驱动模块一一对应的所述光伏组件设置于支架的不同位置处，所述驱动模块与所述支架机械连接；所述第一检测模块与所述控制模块电连接，所述第二检测模块与所述控制模块电连接，所述支架扭转检测模块与所述控制模块电连接；
7.所述控制模块用于根据所述第一反馈信号的集合、所述第二反馈信号的集合和所述支架扭转检测模块向所述控制模块发送的扭转结果信号中的至少两个控制各所述驱动模块的运行，以使所述支架的扭转角度小于设定角度；
8.其中，所述第一反馈信号的集合包括各所述第一检测单元输出的所述第一反馈信号，所述第二反馈信号的集合包括各所述第二检测单元输出的所述第二反馈信号，所述扭转结果信号包括支架正常信号和支架扭转信号。
9.可选的，所述第一检测模块为倾角检测模块，所述倾角检测模块设置于所述支架上，所述第二检测模块为霍尔检测模块，所述霍尔检测模块设置于所述驱动模块中。
10.可选的，所述控制模块包括与所述驱动模块一一对应设置的控制器，其中任意一个所述控制器为主控制器，其余所述控制器为从控制器，所述主控制器与每一所述从控制器电连接，所述主控制器用于通过所述从控制器控制对应的所述驱动模块运行或停止运行。
11.可选的光伏组件的控制系统，其特征在于，包括所述第一检测模块和所述第二检测模块；
12.所述主控制器用于根据每一所述光伏组件对应的第一检测单元输出的第一反馈信号和目标角度信息计算第一运行角度、用于根据每一所述光伏组件对应的第二检测单元输出的第二反馈信号和所述目标角度信息计算第二运行角度，以及还用于确定每一所述第一运行角度和对应的所述第二运行角度的差值小于或等于设定角度阈值时，根据每一所述从控制器对应的所述第一运行角度或所述第二运行角度向对应的所述从控制器发送运行信号以控制对应的所述驱动模块的运行状态，以及用于根据自身对应的所述第一运行角度控制对应的驱动模块的运行状态，所述运行状态包括继续运行和停止运行。
13.可选的，所述主控制器还用于确定至少一个所述第一运行角度和对应的所述第二运行角度的差值大于所述设定角度阈值时，向所述从控制器发送告警信号，以控制所述驱动模块停止运行，以及还用于控制自身对应的所述驱动模块停止运行。
14.可选的，所述支架扭转检测模块包括激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和所述激光接收器设置于所述支架上，所述光伏组件设置于所述激光发射器和所述激光接收器之间，所述激光发射器与相邻的从控制器电连接，所述激光接收器与所述主控制器电连接，所述从控制器用于控制所述激光发射器发送检测信号，所述激光接收器用于在接收到所述检测信号时生成所述支架正常信号，还用于在未接收到所述检测信号时，生成所述支架扭转信号。
15.可选的，光伏组件的控制系统包括所述支架扭转检测模块和所述第一检测模块；
16.所述主控制器用于确定在第一设定时间内接收到所述支架扭转检测模块上传的所述支架正常信号时，根据每一所述光伏组件对应的第一检测单元输出的所述第一反馈信号和目标角度信息计算第一运行角度，并用于根据每一所述从控制器对应的第一运行角度向对应的所述从控制器发送运行信号以控制对应的所述驱动模块的运行状态以及用于根据自身对应的所述第一角度控制所述驱动模块的运行状态，还用于确定在所述第一设定时间内接收到所述支架扭转检测模块上传的所述支架扭转信号时，向每一所述从控制器发送告警信号，以控制对应的所述驱动模块停止运行及控制自身对应的所述驱动模块停止运行。
17.可选的，所述主控制器还用于在接收到所述从控制器块发送的询问指令后，为所述从控制器分配地址。
18.可选的，所述从控制器用于确定在第二设定时间内未接收到所述运行信号时，控制连接的所述驱动模块停止运行，或所述从控制器用于在接收到所述主控制器发出的告警信号时，控制连接的所述驱动模块停止运行。
19.可选的，相邻的两个所述光伏组件以设定间隔设置于所述支架上，所述相邻的两个所述驱动模块以所述设定间隔设置于所述支架上，用于驱动设置位置处的支架转动以带动所述光伏组件的转动。
20.第二方面，本发明实施例还提供了一种光伏组件的控制方法，用于控制第一方面任一项所述的光伏组件的控制系统，光伏组件的控制方法包括：
21.根据通过每一第一检测单元获取的第一反馈信号的集合、通过每一第二检测单元获取的第二反馈信号的集合和支架扭转检测模块发送的扭转结果信号中的至少两个控制
各驱动模块的运行，以使支架的扭转角度小于设定角度；
22.其中，所述第一反馈信号的集合包括各所述第一检测单元输出的所述第一反馈信号，所述第二反馈信号的集合包括各所述第二检测单元输出的所述第二反馈信号，所述扭转结果信号包括支架正常信号和支架扭转信号，所述第一反馈信号和所述第二反馈信号均用于反馈对应的所述光伏组件的倾角。
23.本发明提供了一种光伏组件的控制系统及控制方法，光伏组件的控制系统包括至少两个驱动模块、与驱动模块电连接的控制模块，还包括支架扭转检测模块、第一检测模块和第二检测模块中的至少两个，其中第一检测模块包括与光伏组件一一对应的输出第一反馈信号的第一检测单元，第二检测模块包括与光伏组件一一对应的输出第二反馈信号的第二检测单元；其中，第一反馈信号和第二反馈信号均用于反馈对应的光伏组件的倾角；与驱动模块一一对应的光伏组件设置于支架的不同位置处，驱动模块与支架机械连接；第一检测模块与控制模块电连接，第二检测模块与控制模块电连接，支架扭转检测模块与控制模块电连接；控制模块用于根据第一反馈信号的集合、第二反馈信号的集合和支架扭转检测模块向控制模块发送的扭转结果信号中的至少两个控制各驱动模块的运行，以使支架的扭转角度小于设定角度。本发明实施例提供的光伏组件的控制系统包括支架扭转检测模块、第一检测模块和第二检测模块中的至少两个，使得控制模块可根据第一检测模块输出的多个第一反馈信号、第二检测模块输出的多个第二反馈信号以及支架扭转检测模块向控制模块发送的信号中的至少两个控制各驱动模块的运行，控制模块根据多个信号控制驱动模块运行，避免根据单一反馈信号控制驱动模块运行时，因单一反馈信号反馈的光伏组件的倾角不准确导致的光伏组件的倾角不同，进而造成支架断裂。控制模块根据至少两个信号控制驱动模块的运行，可以保证通过驱动模块驱动光伏组件转动时的准确性，保证支架的扭转角度小于设定角度，进而降低支架发生扭转的概率，降低支架损坏的风险。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的一种光伏组件的控制系统的结构示意图；
25.图2是本发明实施例提供的另一种光伏组件的控制系统的结构示意图；
26.图3是本发明实施例提供的另一种光伏组件的控制系统的结构示意图；
27.图4是本发明实施例提供的另一种光伏组件的控制系统的结构示意图；
28.图5是本发明实施例提供的一种光伏组件的控制方法的流程图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明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本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
30.图1为本发明实施例提供的一种光伏组件的控制系统的结构示意图，参考图1，光伏组件的控制系统包括至少两个驱动模块10、与驱动模块10电连接的控制模块11，还包括支架扭转检测模块12、第一检测模块和第二检测模块中的至少两个，其中第一检测模块包括与光伏组件13一一对应设置的输出第一反馈信号的第一检测单元141，第二检测模块包括与光伏组件13一一对应设置的输出第二反馈信号的第二检测单元；其中，第一反馈信号
和第二反馈信号均用于反馈对应的光伏组件13的倾角；
31.与驱动模块10一一对应的光伏组件13设置于支架15的不同位置处，驱动模块10与支架15机械连接；第一检测模块与控制模块11电连接，第二检测模块与控制模块11电连接，支架扭转检测模块12与控制模块11电连接；
32.控制模块11用于根据第一反馈信号的集合、第二反馈信号的集合和支架扭转检测模块12向控制模块11发送的扭转结果信号中的至少两个控制各驱动模块10的运行，以使支架15的扭转角度小于设定角度；
33.其中，第一反馈信号的集合包括各第一检测单元141输出的第一反馈信号，第二反馈信号的集合包括各第二检测单元输出的第二反馈信号，扭转结果信号包括支架正常信号和支架扭转信号。
34.光伏组件13设置于支架15上，每一光伏组件13的设置位置处可对应设置一驱动模块10，不同的光伏组件13设置于支架的同一表面的任意位置处，保证不同的光伏组件13的设置位置不同即可。驱动模块10包括电机，驱动模块10通过驱动自身设置位置处的支架15转动以带动光伏组件13的转动。第一检测模块包括的每一第一检测单元141均与控制模块11电连接，第二检测模块包括的每一第二检测单元也均与控制模块11电连接，示例性的，第二检测单元(图中未示出)可设置于驱动模块10中。支架扭转检测模块12用于检测支架15是否发生扭转，支架扭转检测模块12检测到支架15的扭转角度大于设定角度时，生成支架扭转信号，支架扭转检测模块12检测到支架15的扭转角度小于或等于设定角度时，生成支架正常信号。示例性的设定角度可以为0.5
°
，支架扭转检测模块12检测到支架15的扭转角度小于或等于0.5
°
时，确定支架15正常，未发生扭转，生成支架正常信号；支架扭转检测模块12检测到支架15的扭转角度大于0.5
°
时，确定支架15异常，发生扭转，生成支架扭转信号。光伏组件的控制系统包括支架扭转检测模块12时，控制模块11如果接收到支架扭转检测模块12上传的支架扭转信号，则控制各驱动模块10停止运行，避免加大支架15的扭转程度。
35.光伏组件13用于吸收光能，并将光能转变为电能，因此光伏组件13在不同时刻的倾角不同，以便可以最大限度的吸收光能。控制模块11需根据不同的时刻将所有光伏组件13旋转至当前时刻对应的目标倾角。如果光伏组件13之间的倾角不同，极易使得支架15发生扭转。控制模块11可根据第一反馈信号或第二反馈信号控制各驱动模块10的运行，以使光伏组件13转动至目标角度，而在同一时刻下，每一光伏组件13的目标角度为同一值，控制模块11控制各光伏组件13均转动至目标角度，使得支架15的扭转角度为0
°
，进而可使支架的扭转角度小于设定角度。
36.相较于现有技术中，控制模块11仅根据单一的反馈信号控制光伏组件13的转动，极易在采集的单一反馈信号对应的倾角信息不准确时，导致不同的光伏组件13的倾斜角度不同，造成支撑光伏组件的支架15发生扭转。而本实施例的光伏组件的控制系统包括支架扭转检测模块12、第一检测模块和第二检测模块中的至少两个，使得控制模块11可根据第一反馈信号、第二反馈信号以及支架扭转检测模块12向控制模块11发送的扭转结果信号中的至少两个控制各驱动模块10的运行，控制模块11根据至少两个信号控制驱动模块10的运行，可以保证通过驱动模块10驱动光伏组件13转动时的准确性，保证支架15的扭转角度小于设定角度，进而降低支架15发生扭转的概率，降低支架15损坏的风险。且本实施例中每一光伏组件13对应一驱动模块10，多个驱动模块10同时运行，为光伏组件的控制系统提供更
充足的动力。
37.可选的，第一检测模块为倾角检测模块，倾角检测模块设置于支架上，第二检测模块为霍尔检测模块，霍尔检测模块设置于驱动模块中。
38.倾角检测模块包括的第一检测单元用于获取对应的光伏组件设置位置处的支架的倾角，光伏组件的倾角与自身设置位置处支架的倾角相同，因此第一检测单元获取的支架的倾角即为对应的光伏组件的倾角，则第一反馈信号为倾角信号。霍尔检测模块包括的第二检测单元用于获取对应的驱动模块中电机的位置信息(角度信息)，进而通过电机的位置信息确定对应的光伏组件的倾角，即第二反馈信号可以反馈对应的光伏组件的倾角。
39.继续参考图1，可选的，相邻的两个光伏组件13以设定间隔设置于支架15上，相邻的两个驱动模块10以设定间隔设置于支架15上，用于驱动设置位置处的支架15转动以带动光伏组件13的转动。
40.光伏组件13均匀的设置于支架15上，以使驱动模块10均匀的设置于支架15上，驱动模块10的设置位置会影响到对应的驱动模块10的机械负载的大小，各个驱动模块10中相同部件的物理参数通常是一致的，应当使得各个驱动模块10所承担的机械负载尽量一致。本种实施例，将任意相邻的两个驱动模块10的间距设置为设定间隔，即设定间隔是固定的，有利于使得多个驱动模块10各自承担的机械负载尽量一致，从而有利于保障各个驱动模块10的使用寿命，也不容易损坏支架15。
41.图2为本发明实施例提供的另一种光伏组件的控制系统的结构示意图，参考图2，可选的，控制模块11包括与驱动模块10一一对应设置的控制器，其中任意一个控制器为主控制器111，其余控制器为从控制器112，主控制器111与每一从控制器112电连接，主控制器111用于通过从控制器111控制对应的驱动模块10运行或停止运行。
42.可选的，支架扭转检测模块12与主控制器111和任意一个从控制器112电连接。
43.从控制器112用于通过第一检测单元141或第二检测单元获取对应的光伏组件的第一反馈信号或第二反馈信号并传输至主控制器111。主控制111可通过对应的第一检测单元141和第二检测单元获取对应的光伏组件13的第一反馈信号和第二反馈信号。主控制器111根据第一反馈信号、第二反馈信号和支架扭转检测模块12发送的信号中的至少两个进行分析、计算等，生成对各个驱动模块10的控制指令，一方面直接控制主控制器111对应的驱动模块10运行或停止运行，另一方面主控制器111将控制指令发送至对应的从控制器112，通过从控制器112控制各驱动模块10运行或停止运行。本实施例中控制模块11包括多个控制器，主控制器111和每一从控制器112分别独立控制每一驱动模块10，减少对主控制器111的依赖。
44.图3为本发明实施例提供的另一种光伏组件的控制系统的结构示意图，参考图3，可选的，光伏组件的控制系统包括第一检测模块和第二检测模块；
45.主控制器111用于根据每一光伏组件13对应的第一检测单元141输出的第一反馈信号和目标角度信息计算第一运行角度、用于根据每一光伏组件13对应的第二检测单元输出的第二反馈信号和目标角度信息计算第二运行角度，以及还用于确定每一第一运行角度和对应的第二运行角度的差值小于或等于设定角度阈值时，根据每一从控制器对应的第一运行角度或第二运行角度向对应的从控制器112发送运行信号以控制对应的驱动模块的运行状态，以及用于根据自身对应的第一运行角度控制对应的驱动模块的运行状态，运行状
态包括继续运行和停止运行。
46.本实施例中，光伏组件的控制系统包括第一检测模块和第二检测模块，不包括支架扭转检测模块12。第一反馈信号为当前时刻下光伏组件13的实际倾角，目标角度信息为当前时刻下，光伏组件13的目标倾角，第一运行角度为光伏组件13从实际倾角转动至目标倾角时，对应驱动模块10中电机应转过的角度。第二反馈信号为当前时刻下光伏组件13的实际倾角，目标角度信息为当前时刻下，光伏组件13的目标倾角，第二运行角度为光伏组件13从实际倾角转动至目标倾角时，对应驱动模块10中电机应转过的角度。每一光伏组件13对应的第一运行角度和第二运行角度均为光伏组件13转动至目标倾角时，对应的驱动模块10中电机应转过的角度，如果第一检测模块和第二检测模块均正常工作，获取的第一反馈信号和第二反馈信号正确，则第一运行角度和第二运行角度在误差范围内应相等，即每一第一运行角度和对应的第二运行角度的差值小于或等于设定角度阈值时，表明获取的所有第一反馈信号和第二反馈信号均正常，可根据第一反馈信号计算出的第一运行角度或第二反馈信号计算出的第二运行角度控制驱动模块10的运行状态。
47.继续参考图3，可选的，主控制器111还用于确定至少一个第一运行角度和对应的第二运行角度的差值大于设定角度阈值时，向从控制器112发送告警信号，以控制驱动模块10停止运行以及还用于控制自身对应的驱动模块10停止运行。
48.至少一个第一运行角度和对应的第二运行角度的差值大于设定角度阈值时，表明至少一个第一检测单元或第二检测单元在获取第一反馈信号或第二反馈信号时出现错误，此时主控制器111直接控制自身对应的驱动模块10停止运行，并通过各从控制器112控制各驱动模块10停止运行，排查故障，避免以错误的信息控制驱动模块10运行，造成光伏组件13的倾角不一致，导致支架发生扭转。
49.本实施例的光伏组件控制系统包括第一检测模块和第二检测模块，主控制器111根据第一检测模块获取的第一反馈信号和第二检测模块获取的第二反馈信号一起控制驱动模块10运行，根据两个反馈信号计算出的运行角度之间的差值与设定角度阈值之间的大小关系，确定第一反馈信号或第二反馈信号的准确性，避免根据单一反馈信号控制驱动模块10运行时，因单一反馈信号反馈的光伏组件13的倾角不准确导致的光伏组件13的倾角不同，进而造成支架断裂。主控制器111根据第一反馈信号和第二反馈信号控制驱动模块10的运行，可以保证通过驱动模块10驱动光伏组件13转动时的准确性，保证支架15的扭转角度小于设定角度，进而降低支架15发生扭转的概率，降低支架15损坏的风险。
50.图4为本发明实施例提供的另一种光伏组件的控制系统的结构示意图，参考图4，可选的，支架扭转检测模块12包括激光发射器121和激光接收器122，激光发射器121和激光接收器122设置于支架15上，光伏组件13设置于激光发射器121和激光接收器122之间，激光发射器121与相邻的从控制器112电连接，激光接收器122与主控制器111电连接，从控制器112用于控制激光发射器121发送检测信号，激光接收器122用于在接收到检测信号时生成支架正常信号，还用于在未接收到检测信号时，生成支架扭转信号。
51.支架扭转检测模块12跟随支架15的转动而转动。支架15未发生扭转时，激光发射器121发射的检测信号可直线式入射至激光接收器122中。当支架15发生扭转时，激光发射器121发射的检测信号被扭转的支架阻挡，导致无法入射至激光接收器122中，则激光接收器122无法接收到检测信号。因此，通过激光接收器122是否接收到激光发射器121发射的检
测信号可确定支架15是否发生扭转。
52.继续参考图4，可选的，光伏组件的控制系统包括支架扭转检测模块12和第一检测模块；
53.主控制器111用于确定在第一设定时间内接收到支架扭转检测模块12上传的支架正常信号时，根据每一光伏组件13对应的第一检测单元141输出的第一反馈信号和目标角度信息计算第一运行角度，并用于根据每一从控制器112对应的第一运行角度向对应的从控制器112发送运行信号以控制对应的驱动模块10的运行状态以及用于根据自身对应的第一角度控制驱动模块10的运行状态，还用于确定在第一设定时间内接收到支架扭转检测模块12上传的支架扭转信号时，向每一从控制器112发送告警信号，以控制对应的驱动模块10停止运行及控制自身对应的驱动模块10停止运行。
54.目标角度信息为当前时刻下光伏组件13的目标倾角。主控制器111在第一设定时间内接收到支架扭转检测模块12上传的支架正常信号时，表明支架15未发生扭转，主控制器111可根据自身对应的光伏组件13的第一运行角度控制对应的驱动模块10的运行状态，主控制器111还根据每一从控制器112对应的光伏组件的第一运行角度控制对应的驱动模块10的运行状态。即支架未发生扭转时，主控制器111通过直接或间接的方式控制各驱动模块10的运行状态以使各驱动模块运行至目标倾角。同理，主控制器111在第一设定时间内接收到支架扭转检测模块12上传的支架扭转信号时，表明支架15发生扭转，主控制器111直接控制与自身连接的驱动模块10停止运行，以及通过各从控制器112控制各自对应的驱动模块10停止运行，避免支架的扭转角度增大，支架断裂。
55.本实施例提供的光伏组件的控制系统包括第一检测模块和支架扭转检测模块12，主控制器111根据支架扭转检测模块12上传的扭转结果信号和第一反馈信号的集合控制各驱动模块10的运行状态，可以在支架15发生扭转时，立即停止个驱动模块10的运行，防止驱动模块10继续运行导致光伏组件13之间的角度差异增大，支架15的扭转角度增大，导致支架断裂。
56.在其他实施例中光伏组件的控制系统还可包括第二检测模块和支架扭转检测模块或者同时包括第一检测模块、第二检测模块和支架扭转检测模块，本实施例在此不再赘述。
57.继续参考图4，可选的，主控制器111还用于在接收到从控制器112块发送的询问指令后，为从控制器112分配地址。
58.询问指令包括从控制器112的序列号(id号)，从控制器112上电后，主动向主控制器111发送询问指令，主控制器111记录下从控制器112的序列号并随机分配一个地址、发送地址给从控制器112，此时主控制器111与从控制器112的通信链路搭建完成。
59.采用各从控制器112地址自动分配，在从控制器112数量较多时，能够有效的减少人工单独给每个从控制器112分配地址的时间，极大的提升了整个系统的调试效率且节省劳动力。
60.继续参考图4，可选的，从控制器112用于确定在第二设定时间内未接收到运行信号时，控制连接的驱动模块10停止运行，或从控制器112用于在接收到主控制器111发出的告警信号时，控制连接的驱动模块10停止运行。
61.主控制111发生故障且与从控制器112之间无法正常通讯时，从控制器112无法接
收到主控制器111的运行信号，因此，从控制器112确定主控制器111出现故障，立即控制连接的驱动模块10停止运行，进行故障排查。或者，主控制器111发生故障，但与从控制器112之间的通讯正常时，主控制器111可生成告警信号并传输至从控制器112以使各驱动模块10停止运行。
62.本发明实施例还提供了一种光伏组件的控制方法，用于控制上述任一实施例中的光伏组件的控制系统。图5为本发明实施例提供的一种光伏组件的控制方法的流程图，参考图5，光伏组件的控制方法包括：
63.s10：根据通过每一第一检测单元获取的第一反馈信号的集合、通过每一第二检测单元获取的第二反馈信号的集合和支架扭转检测模块发送的扭转结果信号中的至少两个控制各驱动模块的运行，以使支架的扭转角度小于设定角度；
64.其中，第一反馈信号的集合包括各第一检测单元输出的第一反馈信号，第二反馈信号的集合包括各第二检测单元输出的第二反馈信号，扭转结果信号包括支架正常信号和支架扭转信号，第一反馈信号和第二反馈信号均用于反馈对应的光伏组件的倾角。
65.光伏组件的控制方法对应的有益效果与光伏组件的控制系统对应的有益效果相同，本实施例在此不再赘述。
66.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。