CN103278780A - 光伏组件方阵监视器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件方阵监视器，包括精密电阻采样单元、电流电压测量单元、光电隔离单元、单片机微处理器、RS485通信单元、实时显示单元、电源，光伏组件方阵的电流信号经精密电阻采样单元取样后，输入至电流电压测量单元，电流电压测量单元将此信号放大整形、去干扰后通过光电隔离通信端口输出至单片机微处理器，单片机微处理器一方面将这些信号做A/D转换并进行编码后输出至RS485通信单元，另一方面单片机微处理器将这些信号还原成模拟量信号输出至实时显示单元。本发明的光伏组件方阵监视器，测量精度高、稳定可靠、操作简单方便，并大大降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电系统中的光伏组件数据采集和测量装置。
背景技术
随着人类社会的不断发展，人民生活水平不断提高，人类可利用的化石能源日益枯竭，而发展核能又受到诸多因素的制约，因此大量利用风能、太阳能等清洁能源实为人类发展与科技进步的必然选择。为了充分有效的利用太阳能，使每个光伏组件的发电效率达到最佳状态，对光伏组件方阵的发电状态进行监控确实十分必要。目前的光伏发电系统的监视装置存在以下不足：大多采用霍尔电流传感器作为高电压大电流信号的采集单元，霍尔电流传感器因受供电电源、环境温度、制作工艺等因素的影响，其性能很不稳定，需要经常校准，且其制作成本相对较高，使得很多光伏发电系统放弃了对光伏组件方阵的监视，因而大大降低了整个光伏系统的发电效率和使用寿命。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种测量精度高、稳定可靠光伏组件方阵监视器，用以实时监视光伏组件方阵的发电情况。
本发明采用的技术方案如下：一种光伏组件方阵监视器，包括精密电阻采样单元、电流电压测量单元、光电隔离单元、单片机微处理器、RS485通信单元、实时显示单元、电源，光伏组件方阵的电流信号经精密电阻采样单元取样后，输入至电流电压测量单元，电流电压测量单元将此信号放大整形、去干扰后通过光电隔离通信端口输出至单片机微处理器，单片机微处理器一方面将这些信号做A/D转换并进行编码后输出至RS485通信单元，另一方面单片机微处理器将这些信号还原成模拟量信号输出至实时显示单元。
本发明的光伏组件方阵监视器还带有多路传感器模拟量接口和开关量接口，用以监视实时太阳辐照度、环境温度、风速、光伏组件方阵的电压等参数及断路器、防雷器的实际工作状态等。此外，为便于监视人员实地巡查，单片机微处理器输入输出部分还带有操作键盘及显示装置，可以就地查看或修改设备地址、查看实际数据等。
采用本发明的技术方案，光伏组件阵列的高电压大电流信号经高压熔断器保护后，通过阻值极小的精密电阻进行电流取样，此取样信号为一电位差较小的悬空电压信号，经线性光电隔离后输出至单片机数据处理控制系统中，实现了高压与控制系统的安全隔离，并因此克服了普通电子元器件不能承受高电压的问题，使信号取样变得十分简单。然后单片机数据处理控制系统将此取样信号通过A/D转换和D/A转换，将实际值在本地显示出来并通过标准通信接口，按照MODBUS RTU通信协议，将测量值传输给整个光伏发电系统的后台监控系统，实现所有采样数据的集中联网监控。
本发明的有益效果是：
（1）采用性价比极高的精密电阻作为高压大电流的直流信号采集器，用以测量光伏组件方阵的输出电流值，提高了测量精度和装置的稳定性、可靠性，并大大降低了成本；
（2）操作简单方便，可以在设备运行现场和运行过程中设置通信地址和校正误差，无需使用电脑或其它专用设备；
（3）可以同时测量多种信号，可有效减少光伏并网系统的监控设备种类和数量；
（4）带报警输出功能，对光伏组件方阵的监控更有效。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
具体实施方式
下面结合附图并举例对本发明进一步说明。
如图1所示，该监视器包括精密电阻采样单元、电流电压测量单元、光电隔离单元、单片机微处理器、RS485通信单元、实时显示单元、电源。光伏组件方阵的电流信号经精密电阻（阻值在毫欧级）取样后，输入至电流电压测量单元，电流电压测量单元将此信号放大整形、去干扰后通过光电隔离通信端口输出至单片机微处理器，单片机微处理器一方面将这些信号做A/D转换并进行编码后输出至RS485通信单元，另一方面单片机微处理器将这些信号还原成模拟量信号输出至数码管，供本地查询和显示。
此外光伏组件方阵监视器还带有多路传感器模拟量接口和开关量接口，用以监视实时太阳辐照度、环境温度、风速、光伏组件方阵的电压等参数及断路器、防雷器的实际工作状态等。模拟量输入端口及光伏电压输入端口将相关信号处理和隔离放大后输出至单片机微处理器，通过计算和分析组件方阵的电流信号、电压信号、模拟量及开关量输入信号等，及时通过RS485通信口和开关量输出口发出报警信号。
本机还设有5个按键直接与单片机微处理器相连，通过按键可就地设置或修改设备地址，并可调试、校正及查询各监视信号实际参数。
本发明的光伏组件方阵监视器用以实时监视光伏组件方阵的发电情况，并将有关数据通过通信接口传至光伏并网/离网系统的后台监控室，监控人员根据监视数据及时发现并迅速排除光伏组件方阵的各种故障，大大提高整个光伏发电系统的发电效率并大大延长光伏系统的工作寿命，真正实现节能又环保的目的。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同结构形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种光伏组件方阵监视器，其特征在于：包括精密电阻采样单元、电流电压测量单元、光电隔离单元、单片机微处理器、RS485通信单元、实时显示单元、电源，光伏组件方阵的电流信号经精密电阻采样单元取样后，输入至电流电压测量单元，电流电压测量单元将此信号放大整形、去干扰后通过光电隔离通信端口输出至单片机微处理器，单片机微处理器一方面将这些信号做A/D转换并进行编码后输出至RS485通信单元，另一方面单片机微处理器将这些信号还原成模拟量信号输出至实时显示单元。
2.如权利要求1所述的一种光伏组件方阵监视器，其特征在于：还带有多路传感器模拟量接口和开关量接口。
3.如权利要求1所述的一种光伏组件方阵监视器，其特征在于：单片机微处理器输入输出部分还带有操作键盘及显示装置。
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Publications (1)
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Country Status (1)
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