[0001] 本发明涉及光伏发电以及测温技术领域，尤其涉及一种基于光伏逆变器的调控方法、系统和可读存储介质。

[0002] 光伏发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、光伏逆变器和蓄电池共同组成；光伏逆变器又称电源调整器、功率调节器，是光伏发电系统必不可少的一部分。光伏逆变器最主要的功能是把太阳能电池板所发的直流电转化成家电使用的交流电，太阳能电池板所发的电全部都要通过逆变器的处理才能对外输出。光伏逆变器的核心是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。电力电子开关器件的通断，需要一定的驱动脉冲，这些脉冲可能通过改变一个电压信号来调节。产生和调节脉冲的电路通常称为控制电路或控制回路。光伏逆变器的基本结构，除上述的逆变电路和控制电路外，还有保护电路、输出电路、输入电路、输出电路等。

[0003] 在一定的条件下，光伏组件中缺陷区域（被遮挡、裂纹、气泡、脱层、脏污、内部连接失效等）被当做负载消耗其它区域所产生的能量，导致局部过热，这种现象称为光伏组件的“热斑效应”。热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、封装材料老化等永久性损坏，是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，甚至可能导致安全隐患。因此，如何准确且有效的识别热斑效应，并在出现热斑效应时及时通过光伏逆变器进行中断控制，避免对电网造成影响，是当前亟待解决的问题。

[0004] 同时，光伏发电系统正在大比例并入电网，还出现一个常见问题急需解决：光伏逆变器上行至电网的通信协议一般遵循Modbus协议，不同厂家的光伏逆变器甚至同一厂家的不同型号的光伏逆变器同时也会有自己的协议扩展项，由此带来通信协议的差异化比较明显，且电网公司无权限约束光伏逆变器厂家采用统一的通信协议及数据格式，导致电网调控设备在和光伏逆变器通信获取光伏逆变器数据或者下发调控指令给光伏逆变器的时候，双方无法进行有效的通信，甚至导致通信失败。

[0019] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0020] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

[0021] 图1示出了本发明一种基于光伏逆变器的调控方法的流程图。

[0022] 如图1所示，本发明第一方面提出一种基于光伏逆变器的调控方法，所述方法包括：S102，预设光伏逆变器对应多个光伏组件，在每个光伏组件上安装有温度传感器，并通过温度传感器实时感测对应光伏组件的温度数据；
S104，由光伏逆变器收集每个温度传感器针对光伏组件采集的温度数据，并上报至电网调控设备；
S106，将每个光伏组件的温度数据分别逐一与其他光伏组件的温度数据进行差异计算，得到二者的差异度；
S108，判断差异度是否大于第一预设阈值，如果是，则对前者光伏组件标记为异常光伏组件；
S110，待光伏逆变器对应的多个光伏组件均完成两两比对后，则统计每个光伏组件标记为异常光伏组件的总次数；
S112，判断每个光伏组件标记为异常光伏组件的总次数是否大于第二预设阈值，如果是，则将对应的光伏组件判定为风险光伏组件；
S114，判断风险光伏组件的温度数据是否超过第三预设阈值，如果是，则向所述光伏逆变器发出中断并网指令，并切断与所述光伏逆变器的电网连接。

[0023] 可以理解，在光伏电站在运营中，由于存在异物遮拦、鸟粪、阳光阻挡等因素形成热斑效应，引起个别光伏组件输出功率严重下降，并导致光伏组件温度升高。光伏组件热斑效应是指在一定条件下，处于发电状态的光伏组件串联支路中被遮挡或有缺陷的区域被当做负载，消耗其他区域所产生的能量，导致局部过热，这种现象称为光伏组件的“热斑效应”。在目前光伏发电系统中，由干光伏板电池并联成方阵，所以个别光伏组件的输出功率下降会被放大，造成整个方阵的发电量下降，甚至下降到标称功率一半以下，并成了负载消耗发电能量，同时也导致光伏组件背板温度升高造成重大安全隐患。本发明的电网调控设备通过实施获取各个光伏组件温度，以对异常的光伏组件进行排查，并在发现风险光伏组件后及时切断与光伏逆变器的电网连接，从而有效避免因光伏组件出现热斑效应而造成安全隐患，进一步避免对整体电网系统造成影响。

[0024] 可以理解，只有局部的光伏组件温度过高才是光伏组件热斑效应形成的原因，如果全部光伏组件的温度高，可能由于整体天气的温度造成的，此时可以排除光伏组件热斑效应。

[0025] 可以理解，第三预设阈值可以为热斑效应对应的高温阈值。

[0026] 根据本发明的实施例，如图2所示，在由光伏逆变器收集每个温度传感器针对光伏组件采集的温度数据，并上报至电网调控设备之前，所述方法还包括：S202，基于标准Modbus协议建立多元化数据扩展库，并预存于电网调控设备的本地数据库，其中，多元化数据扩展库包括基于标准Modbus协议的多种扩展通信协议；
S204，向光伏逆变器下发基于标准Modbus协议的第一发文信息；
S206，接收光伏逆变器返回的第一回文信息，并从中识别出所述光伏逆变器的设备标识信息，以及在标准Modbus协议上扩展的数据项；
S208，基于多元化数据扩展库，并通过预设的解析匹配算法确定出所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议；
S210，将所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议与设备标识信息进行关联存储在多元化数据扩展库；
S212，基于所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议生成包括调控指令的第二发文信息，并下发所述光伏逆变器。

[0027] 可以理解，设备标识信息至少包括设备ID、型号及品牌，但不限于此。

[0028] 可以理解，本发明的基于光伏逆变器的调控方法是由电网公司的调控设备基于标准Modbus协议，自己建立多元化数据扩展库存储于电网调控设备。当和光伏逆变器进行通信时，基于光伏逆变器回复的数据类型及格式，经一次或者多次建立通信，能自动识别光伏逆变器在标准Modbus协议上扩展的数据项，结合电网调控设备下发的调控指令和光伏逆变器返回的调控结果，电网调控设备能自动组合生成该光伏逆变器适配的通信协议及其扩展项，同时记录光伏逆变器的设备ID，型号及品牌。本发明能够自动适应不同光伏逆变器的通信协议进行有效通信，解决了因协议不通而导致通信失败的问题。

[0029] 根据本发明的实施例，基于多元化数据扩展库，并通过预设的解析匹配算法确定出所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议，具体包括：构建模拟网络对话模型；
通过样本数据对模拟网络对话模型进行训练优化，得到优化后的模拟网络对话模型；
将第一发文信息输入模拟网络对话模型预测得到第一回文预测信息；
根据所述光伏逆变器的设备标识信息，从多元化数据扩展库找出是否存在与之关联的扩展通信协议；
如否，则将多元化数据扩展库的每个扩展通信协议对第一回文信息进行对应的协议解析，得到对应的第一回文解析信息；
将每个扩展通信协议对应的第一回文解析信息与第一回文预测信息进行差异度计算，得到第一差异度；
判断第一差异度是否小于第四预设阈值，如果是，则将对应的扩展通信协议加入预选协议库；
生成第一验证信息，并分别采用预选协议库的每个扩展通信协议对第一验证信息进行协议封装，得到第一验证发文信息；
将第一验证发文信息发送至光伏逆变器；
接收光伏逆变器返回的第二验证回文信息，并采用预选协议库中对应的扩展通信协议进行协议解析，得到第二验证信息；
判断第二验证信息与第一验证信息是否匹配，如果匹配，则判定对应的扩展通信协议为所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议。

[0030] 在具体实施例中，例如一次对话中，第一发文信息可以为：“请回复你的设备名称和识别号码？”，则通过模拟网络对话模型可以对第一发文信息进行模拟预测得到第一回文预测信息为：“我的设备名称是XX，识别号码是IDXXXX”。如果基于多元化数据扩展库的某个扩展通信协议对第一回文信息进行协议解析后的第一回文解析信息为“我的输出电压是XXX，输出电流是XXX”，则说明该扩展通信协议对应的第一回文解析信息与第一回文预测信息之间的差异较大。通过差异度比对，可以从多元化数据扩展库中剔除多数不相关的扩展通信协议。

[0031] 在具体实施例中，例如第一验证信息是：“请填充字符串2_45_7中缺失的字符”，如果第二验证信息是：“3和6”，则说明验证通过，则判定对应对应的扩展通信协议为所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议。

[0032] 根据本发明的实施例，在基于所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议生成包括调控指令的第二发文信息，并下发所述光伏逆变器之后，所述方法还包括：由所述光伏逆变器基于在标准Modbus协议上的扩展通信协议对第二发文信息进行解析，以获取调控指令；
由所述光伏逆变器按照解析得到的调控指令进行执行；
待执行完成后，由所述光伏逆变器基于在标准Modbus协议上的扩展通信协议生成包括调控结果的第二回文信息，并上报至电网调控设备；
由电网调控设备接收第二回文信息，并获取关于第二回文信息的设备标识信息；
由电网调控设备根据第二回文信息的设备标识信息从多元化数据扩展库找出与之关联的扩展通信协议；
由电网调控设备基于扩展通信协议对第二回文信息进行解析，获取调控结果。

[0033] 根据本发明的实施例，在基于多元化数据扩展库，并通过预设的解析匹配算法确定出所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议之后，所述方法还包括：基于扩展通信协议从光伏逆变器处获取当前时刻对应光伏组件的属性信息以及当前时刻的光伏环境数据，所述属性信息至少包括光伏组件的数量、以及每个光伏组件的光伏板面积和光伏吸收能效，所述光伏环境数据包括时空数据和天气数据，所述时空数据至少包括地理数据、时间数据，所述天气数据至少包括气温值、光照强度；
构建光伏发电量预测模型，并通过光伏发电量样本数据进行训练优化；
基于多个光伏组件的属性信息、以及当前时刻的光伏环境数据，并通过光伏发电量预测模型预测当前时刻下一时刻的光伏预测发电量；
获取电网用户信息以及当前时刻的负载环境数据，所述电网用户信息至少包括电网用户数量以及每个电网用户的用电类型，所述负载环境数据至少包括时间数据、电网用户运行状态；
构建电网负载预测模型，并通过电网负载样本数据进行训练优化；
基于电网用户信息，以及当前时刻的负载环境数据，并通过电网负载预测模型预测当前时刻下一时刻的电网预测负载值；
判断当前时刻下一时刻的光伏预测发电量与当前时刻下一时刻的电网预测负载值之间的差量关系；
根据差量关系制定光伏发电量与光伏蓄电池的联合并网送电调控指令，并基于扩展通信协议下发至光伏逆变器进行执行。

[0034] 可以理解，用电类型可以为工业用电、居民用电等。但不限于此。

[0035] 可以理解，如果当前时刻下一时刻的光伏预测发电量大于当前时刻下一时刻的电网预测负载，则光伏发电量的一部分并入电网，另一部分则向光伏蓄电池充电。如果当前时刻下一时刻的光伏预测发电量小于当前时刻下一时刻的电网预测负载，则光伏发电量全部并入电网，剩余欠电量则由光伏蓄电池补偿。如果当前时刻下一时刻的光伏预测发电量等于当前时刻下一时刻的电网预测负载，则光伏发电量全部并入电网，且无需光伏蓄电池进行补偿。

[0036] 根据本发明的实施例，在基于多个光伏组件的属性信息、以及当前时刻的光伏环境数据，并通过光伏发电量预测模型预测当前时刻下一时刻的光伏预测发电量之后，所述方法还包括：获取多个历史光伏发电数据，每个历史光伏发电数据至少包括历史时刻对应光伏组件的属性信息、历史时刻的光伏环境数据，以及历史时刻下一时刻的光伏实际发电量，其中历史时刻的光伏环境数据包括历史时刻的时空数据和历史时刻的天气数据，且时空数据至少包括地理数据、时间数据，天气数据至少包括气温值、光照强度；
针对每个历史光伏发电数据中的历史时刻的光伏环境数据进行特征计算，得到历史时刻对应光伏组件的光伏环境特征值；
针对当前时刻的光伏环境数据进行特征计算，得到当前时刻对应光伏组件的光伏环境特征值；
基于每个历史光伏发电数据，将历史时刻对应光伏组件的光伏环境特征值与当前时刻对应光伏组件的光伏环境特征值进行相似度计算；
判断计算得出的相似度是否大于第五预设阈值，如果是，则将对应的历史光伏发电数据录入相似特征数据库；
基于相似特征数据库中的每个历史光伏发电数据，将历史时刻对应光伏组件的属性信息、历史时刻的光伏环境数据，通过光伏发电量预测模型进行预测，得到历史时刻下一时刻的光伏预测发电量；
基于相似特征数据库中的每个历史光伏发电数据，将历史时刻下一时刻的光伏实际发电量减去历史时刻下一时刻的光伏预测发电量，得到发电量矢量差；
将基于相似特征数据库中的每个历史光伏发电数据计算得到的发电量矢量差进行相加，得到发电量矢量差之和，并将发电量矢量差之和除以相似特征数据库中的历史光伏发电数据量，得到发电量矢量差的平均值；
将下一时刻的光伏预测发电量与发电量矢量差的平均值进行矢量和运算，得到修正后的当前时刻下一时刻的光伏预测发电量。

[0037] 可以理解，本发明根据对多个历史光伏发电数据进行分析计算处理，得到预测模型的修正值，并通过修正值对当前时刻下一时刻的光伏预测发电量进行修正，从而预测得到更加准确的光伏发电量，进一步便于对光伏逆变器进行精准调控。

[0038] 根据本发明的具体实施例，针对每个历史光伏发电数据中的历史时刻的光伏环境数据进行特征计算，得到历史时刻对应光伏组件的光伏环境特征值；针对当前时刻的光伏环境数据进行特征计算，得到当前时刻对应光伏组件的光伏环境特征值；基于每个历史光伏发电数据，将历史时刻对应光伏组件的光伏环境特征值与当前时刻对应光伏组件的光伏环境特征值进行相似度计算，具体包括：从每个历史光伏发电数据中的历史时刻的光伏环境数据中提取出历史时刻的时空数据，基于历史时刻的时空数据中的地理数据、时间数据，并根据地球公转和自转的定律计算出历史时刻对应光伏组件的地理位置与太阳之间的位置关系，以作为历史时刻对应光伏组件的时空特征值；
从每个历史光伏发电数据中的历史时刻的光伏环境数据中提取出历史时刻的天气数据，将历史时刻的天气数据中的气温值与光照强度相乘，得到历史时刻对应光伏组件的天气特征值；
从当前时刻的光伏环境数据提取出当前时刻的时空数据，基于当前时刻的时空数据中的地理数据、时间数据，并根据地球公转和自转的定律计算出当前时刻对应光伏组件的地理位置与太阳之间的位置关系，以作为当前时刻对应光伏组件的时空特征值；
从当前时刻的光伏环境数据中提取出当前时刻的天气数据，将当前时刻的天气数据中的气温值与光照强度相乘，得到当前时刻对应光伏组件的天气特征值；
基于每个历史光伏发电数据，将每个历史时刻对应光伏组件的时空特征值与当前时刻对应光伏组件的时空特征值进行相似度运算，得到基于每个历史光伏发电数据的时空特征相似度；
基于每个历史光伏发电数据，将每个历史时刻对应光伏组件的天气特征值与当前时刻对应光伏组件的天气特征值进行相似度运算，得到基于每个历史光伏发电数据的天气特征相似度；
预设时空和天气对判别历史时刻对应光伏组件的光伏环境与当前时刻对应光伏组件的光伏环境是否相似具有不同的影响权重；
基于每个历史光伏发电数据，将对应的时空特征相似度乘以时空的影响权重，得到时空特征权重相似度，并将对应的天气特征相似度乘以天气的影响权重，得到天气特征权重相似度；
基于每个历史光伏发电数据，将对应的时空特征权重相似度和对应的天气特征权重相似度相加，得到第一中间值；
将时空的影响权重与天气的影响权重相加，得到第二中间值；
基于每个历史光伏发电数据，将第一中间值除以第二中间值，得到历史时刻对应光伏组件的光伏环境特征值与当前时刻对应光伏组件的光伏环境特征值之间的相似度。

[0039] 图3示出了本发明一种基于光伏逆变器的调控系统的框图。

[0040] 如图3所示，本发明还提出一种基于光伏逆变器的调控系统3，包括存储器31和处理器32，所述存储器中包括一种基于光伏逆变器的调控方法程序，所述基于光伏逆变器的调控方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：预设光伏逆变器对应多个光伏组件，在每个光伏组件上安装有温度传感器，并通过温度传感器实时感测对应光伏组件的温度数据；
由光伏逆变器收集每个温度传感器针对光伏组件采集的温度数据，并上报至电网调控设备；
将每个光伏组件的温度数据分别逐一与其他光伏组件的温度数据进行差异计算，得到二者的差异度；
判断差异度是否大于第一预设阈值，如果是，则对前者光伏组件标记为异常光伏组件；
待光伏逆变器对应的多个光伏组件均完成两两比对后，则统计每个光伏组件标记为异常光伏组件的总次数；
判断每个光伏组件标记为异常光伏组件的总次数是否大于第二预设阈值，如果是，则将对应的光伏组件判定为风险光伏组件；
判断风险光伏组件的温度数据是否超过第三预设阈值，如果是，则向所述光伏逆变器发出中断并网指令，并切断与所述光伏逆变器的电网连接。

[0041] 根据本发明的实施例，在由光伏逆变器收集每个温度传感器针对光伏组件采集的温度数据，并上报至电网调控设备之前，所述基于光伏逆变器的调控方法程序被所述处理器执行时还实现如下步骤：基于标准Modbus协议建立多元化数据扩展库，并预存于电网调控设备的本地数据库，其中，多元化数据扩展库包括基于标准Modbus协议的多种扩展通信协议；
向光伏逆变器下发基于标准Modbus协议的第一发文信息；
接收光伏逆变器返回的第一回文信息，并从中识别出所述光伏逆变器的设备标识信息，以及在标准Modbus协议上扩展的数据项；
基于多元化数据扩展库，并通过预设的解析匹配算法确定出所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议；
将所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议与设备标识信息进行关联存储在多元化数据扩展库；
基于所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议生成包括调控指令的第二发文信息，并下发所述光伏逆变器。

[0042] 根据本发明的实施例，基于多元化数据扩展库，并通过预设的解析匹配算法确定出所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议，具体包括：构建模拟网络对话模型；
通过样本数据对模拟网络对话模型进行训练优化，得到优化后的模拟网络对话模型；
将第一发文信息输入模拟网络对话模型预测得到第一回文预测信息；
根据所述光伏逆变器的设备标识信息，从多元化数据扩展库找出是否存在与之关联的扩展通信协议；
如否，则将多元化数据扩展库的每个扩展通信协议对第一回文信息进行对应的协议解析，得到对应的第一回文解析信息；
将每个扩展通信协议对应的第一回文解析信息与第一回文预测信息进行差异度计算，得到第一差异度；
判断第一差异度是否小于第四预设阈值，如果是，则将对应的扩展通信协议加入预选协议库；
生成第一验证信息，并分别采用预选协议库的每个扩展通信协议对第一验证信息进行协议封装，得到第一验证发文信息；
将第一验证发文信息发送至光伏逆变器；
接收光伏逆变器返回的第二验证回文信息，并采用预选协议库中对应的扩展通信协议进行协议解析，得到第二验证信息；
判断第二验证信息与第一验证信息是否匹配，如果匹配，则判定对应的扩展通信协议为所述光伏逆变器在标准Modbus协议上的扩展通信协议。

[0043] 本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括一种基于光伏逆变器的调控方法程序，所述基于光伏逆变器的调控方法程序被处理器执行时，实现如上述的一种基于光伏逆变器的调控方法的步骤。

[0044] 本发明提出的基于光伏逆变器的调控方法、系统和可读存储介质，能够准确且有效的识别热斑效应，并在出现热斑效应时及时通过光伏逆变器进行中断控制，避免对电网造成影响。同时，能够自动适应不同光伏逆变器的通信协议进行有效通信，解决了因协议不通而导致通信失败的问题。

[0045] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

[0046] 上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0047] 另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

[0048] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read‑Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0049] 或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0050] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。