CN105807322B - 一种光伏离网系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏离网系统，包括至少一个光伏组件、控制器、蓄电池、逆变器和负载，所述控制器分别与光伏组件、蓄电池和逆变器连接，所述负载与所述逆变器或所述蓄电池连接；所述光伏组件包括光伏板和金属边框；所述控制器包括主控模块和监测模块；所述监测模块与所述金属边框通过导线连接，形成监测回路；所述监测回路，用于对光伏组件进行监测，并通过监测模块向所述主控模块发送监测信号；所述主控模块与所述监测回路中的监测模块连接，用于接收监测模块发出的监测信号，并根据所述监测信号判断所述监测回路的通断，以判断光伏组件是否移动。本发明能够监测光伏组件是否移动，防止光伏组件被盗。

Description

一种光伏离网系统

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏离网系统。

背景技术

太阳能光伏发电系统作为诸多利用太阳能资源中的一种已广泛应用于现在的人民生活中。光伏离网系统是一种利用太阳能发电的设备。如图1所示，现有的光伏离网系统一般由光伏组件11、与光伏组件11连接的控制器12、与控制器12连接的蓄电池组13、与控制器12连接的逆变器14以及负载15等构成，其中负载包括交流负载16和直流负载17。光伏组件在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过控制器12给蓄电池组13充电；在无光照时，通过逆变器14由蓄电池组13给交流负载16进行供电。

但是图1所示的离网系统的各个组件放置的位置较为分散，控制器12、逆变器14、蓄电池组13一般都放置于室内；由于光伏组件是将光能转化为电能，其工作时必须接受阳光照射，所以光伏组件部分必须放于室外或屋顶，甚至有些集中式的光伏离网系统会安装在偏远地区，无人看守，夜间组件处于停止工作状态，很容易被盗。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种光伏离网系统，能够监测光伏组件是否移动，防止光伏组件被盗。

本发明实施例提供了一种光伏离网系统，包括至少一个光伏组件、控制器、蓄电池、逆变器和负载；所述控制器分别与光伏组件、蓄电池和逆变器连接，所述负载与所述逆变器或所述蓄电池连接；

所述光伏组件包括光伏板和金属边框；所述控制器包括主控模块和监测模块；

所述监测模块与所述金属边框通过导线连接，形成监测回路；

所述监测回路，用于对光伏组件进行监测，并通过监测模块向所述主控模块发送监测信号；

所述主控模块与所述监测回路中的监测模块连接，用于接收监测模块发出的监测信号，并根据所述监测信号判断所述监测回路的通断，以判断光伏组件是否移动。

进一步的，所述金属边框上设有至少两个接地孔；所述接地孔，用于连接相邻的金属边框以及将所述金属边框与所述监测模块通过导线进行串联，以形成监测回路。

进一步的，所述接地孔设于所述金属边框的下端。

进一步的，所述系统还包括警报器，所述警报器与所述主控模块连接；

主控模块，还用于接收监测模块发送的监测信号，对监测信号进行处理，并向警报器发送警报信号；

所述警报器，用于接收所述主控模块发送的警报信号，并发出警报，以警示工作人员。

进一步的，所述警报器为蜂鸣器。

进一步的，所述系统还包括监控服务器；

所述主控模块，还用于接收监测模块发送的监测信号，对监测信号进行处理，并向监控服务器发送警报信号；

所述监控服务器与所述主控模块连接，用于接收主控模块发送的警报信号，对警报信号进行处理，并向监控人员的移动终端发送警报信息。

进一步的，所述监测模块包括逻辑电源模块、保险盒、第一电阻、第二电阻和光电耦合模块；

所述逻辑电源模块分别与所述光伏组件与所述蓄电池连接，且所述逻辑电源模块的输出端与所述金属边框连接，用于将光伏组件产生的电能或者蓄电池存储的电能输出给金属边框；

所述第一电阻的输入端通过导线与所述金属边框连接；所述第一电阻的输出端与所述保险盒的输入端连接；所述保险盒的输出端与所述逻辑电源模块的输入端连接；

所述光电耦合模块的第一输入端与所述第一电阻的输出端连接，所述光电耦合模块的第一输出端与所述逻辑电源模块的输入端连接；

所述第二电阻的输入端与所述逻辑电源模块的输出端连接；所述第二电阻的输出端与光电耦合模块的第二输入端连接；所述光电耦合模块的第二输入端还与主控模块的输出端连接；所述光电耦合模块的第二输出端接地，用于将光信号和电信号进行转换；

所述主控模块的输出端接地，还用于根据所述光电耦合模块输出的电位信号判断所述监测回路是否导通。

进一步的，所述光电耦合模块包括发光二极管和光电三极管，所述发光二极管的正极与所述第一电阻的输出端连接，发光二极管的负极与所述逻辑电源模块输入端连接；光电三极管的集电极与所述第二电阻的输出端连接，光电三极管的发射极接地，用于将发光二极管的光信号转换成电信号。

进一步的，所述监测模块还包括单向二极管，所述单向二极管负极与所述第一电阻的输出端连接，所述单向二极管的正极与所述逻辑电源模块的输入端连接，用于保护所述发光二极管。

本发明实施例提供的一种防盗的光伏离网系统，通过导线将光伏组件中的金属边框和控制器中的监测模块进行连接，以形成监测回路，能够监测光伏组件是否发生移动，防止光伏组件被盗。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术的光伏离网系统的结构框图；

图2是本发明实施例一提供的一种光伏离网系统的结构框图；

图3是本发明实施例二提供的一种光伏离网系统的结构框图；

图4是本发明实施例二提供的监测回路的结构图。

具体实施方式

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内容。

实施例一

图2是本发明实施例一提供一种光伏离网系统的结构图，如图2所示，所述的系统包括：至少一个光伏组件10、控制器20、蓄电池30、逆变器40和负载50，控制器20分别与光伏组件10、蓄电池30和逆变器40连接，负载50与逆变器40或蓄电池30连接，具体的，当负载50为直流负载时，则负载50与蓄电池30连接，当负载50为交流负载时，则负载50与逆变器40连接。

其中，光伏组件10包括光伏板101和金属边框102；控制器20包括主控模块201和监测模块202；监测模块202与金属边框102通过导线60连接，形成监测回路；监测回路，用于对光伏组件10进行监测，并通过监测模块202向主控模块201发送监测信号；主控模块201与监测回路中的监测模块202连接，用于接收监测模块202发出的监测信号，并根据监测信号判断监测回路的通断，以判断光伏组件10是否移动。

在本实施例中，金属边框102优选为铝边框。金属边框102上设有至少两个接地孔1021；接地孔1021，用于连接相邻的金属边框102以及将金属边框102与监测模块202通过导线60进行串联，以形成监测回路。具体的，接地孔1021设于金属边框102的下端。当光伏组件10的数量为1个时，将导线60穿过接地孔1021，并将导线60与金属边框102连接。当光伏组件10的数量至少为两个时，使用导线60通过接地孔1021将光伏组件10中的金属边框102进行串联，然后将第一个光伏组件和最后一个光伏组件的金属边框102通过导线60分别与监测模块202连接，以形成监测回路。

在本实施例中，当监测回路处于导通状态时，监测模块202会将表征导通状态的监控信号发送给主控模块201，当监测回路处于断开的状态时，监测模块202会将表征断开状态的监控信号发送给主控模块201。监测模块202对监测回路进行监测时，如果监测回路导通，输入到监测模块202中的开关量对应的值为“1”，如果监测回路断开，输入到监测模块202中的开关量对应的值为“0”。其中0和1分别为开关量断开和接通所对应的值。

如果光伏组件10出现被盗的情形，光伏组件10已经移动，监测回路处于断开的状态，如果监测回路处于断开的状态，监测回路中的监测模块202向主控模块201发送表征断开状态的监测信号，主控模块201接收到监测信号后，经过对监测信号的处理，判断出监测回路已经断开，进而可以判断光伏组件10已经移动。

在上述实施例的基础上，还可以将导线60焊接于金属边框102上，实现导线60与金属边框102的连接。

本实施例提供了一种光伏离网系统，通过导线将光伏组件中的金属边框和控制器中的监测模块进行连接，以形成监测回路，能够监测光伏组件是否发生移动，防止光伏组件被盗。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种离网光伏系统的结构图，在上述实施例的基础上对控制器以及监测模块进行了优化，并增加了一些部件，如图3所示，所述系统包括：至少一个光伏组件10、控制器20、蓄电池30、逆变器40和负载50；其中，光伏组件10包括光伏板101和金属边框102；控制器包括主控模块201和监测模块202；监测模块202与金属边框102通过导线60连接，形成监测回路。

在上述实施例的基础上，所述系统还包括警报器70，警报器70与主控模块201连接；主控模块201，还用于接收监测模块202发送的监测信号，对监测信号进行处理，并向警报器70发送警报信号；警报器70，用于接收主控模块201发送的警报信号，并发出警报，以警示工作人员。其中，警报器70为蜂鸣器。

在上述实施例的基础上，所述系统还包括监控服务器80；主控模块201，还用于接收监测模块202发送的监测信号，对监测信号进行处理，并向监控服务器80发送警报信号；监控服务器80与主控模块201连接，用于接收主控模块201发送的警报信号，对警报信号进行处理，并向监控人员的移动终端90发送警报信息。

当光伏组件出现被盗的情形时，光伏组件发生移动，使监测回路处理断开的状态，监测模块202将表征断开的监测信号发送给主控模块201，主控模块201对监控信号进行处理，并向警报器70发送警报信号，提示工作人员，并将警报信号发送给监控服务器80，监控服务器80接收到警报信号后，通过短信的形式将警报信号发送给监控人员，这样使监控人员对光伏组件能够进行远程监控。

在本实施例中，如图4所示，监测模块包括逻辑电源模块2021、保险盒2022、第一电阻2023、第二电阻2024和光电耦合模块2025；逻辑电源模块2021分别与光伏组件与蓄电池连接(图中未示出)，且逻辑电源模块2021的输出端与金属边框102连接，用于将光伏组件产生的电能或者蓄电池存储的电能输出给金属边框102；第一电阻2023的输入端通过导线与金属边框102连接；第一电阻2023的输出端与保险盒2022的输入端连接；保险盒2022的输出端与逻辑电源模块2021的输入端连接；光电耦合模块2025的第一输入端与第一电阻2023的输出端连接，光电耦合模块2025的第一输出端与逻辑电源模块2021的输入端连接；第二电阻2024的输入端与逻辑电源模块2021的输出端连接；第二电阻2024的输出端与光电耦合模块2025的第二输入端连接；光电耦合模块2025的第二输入端还与主控模块201的输出端连接；光电耦合模块2025的第二输出端接地，用于将光信号和电信号进行转换；主控模块201的输出端接地，还用于根据所述光电耦合模块2025输出的电位信号判断所述监测回路是否导通。具体的，当监测回路导通时，光电耦合模块2025输出电位信号为0，当监测回路不导通时，光电耦合模块输出的电位信号不为0。

在本实施例中，如图4所示，光电耦合模块2025包括发光二极管20251和光电20252，所述发光二极管20251的正极与所述第一电阻2023的输出端连接，发光二极管20251的负极与所述逻辑电源模块2021输入端连接；光电三极管20252的集电极与所述第二电阻2024的输出端连接，光电三极管20252的发射极接地，用于将发光二极管20251的光信号转换成电信号。

在本实施例中，监测模块202还包括单向二极管2026，单向二极管2026负极与第一电阻2023的输出端连接，单向二极管2026的正极与逻辑电源模块2021的输入端连接，用于保护的发光二极管。

当监测回路导通时，如图4所示，发光二极管20251通过电流而发光，光电三极管20252受到光照后产生电流，光电三极管20252的集电极和发射极导通，因为发射极接地，所以光电耦合模块2025中光电三极管20252的电位为0，当监测回路断开时，发光二极管20251不发光，光电三极管20252截止，光电三极管20252的集电极和发射极不导通，所以光电耦合模块2025中光电三极管的电位为高电位(光电三极管的集电极上为高电位)。具体的，主控模块201对光电耦合模块2025进行扫描，如果监测回路导通，光电三极管20252的集电极上的电位为0，光电耦合模块2025将电位信号0发送给主控模块201；如果监测回路断开，光电三极管20252的集电极上的电位为高电位(不为0)，光电耦合模块2025将高电位信号发送给主控模块201，主控模块201根据接收到的电位信号判断监测回路的通断。

本发明实施例二提供的一种光伏离网系统，在上述实施例一的基础上，对控制器以及监测模块进行了优化，并增加了一些部件，能够监测光伏组件是否发生移动，当光伏组件发生移动导致监测回路断开时，能够进行报警，以警示工作人员，防止光伏组件被盗。

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。

Claims (8)

1.一种光伏离网系统，包括至少一个光伏组件、控制器、蓄电池、逆变器和负载，所述控制器分别与光伏组件、蓄电池和逆变器连接，所述负载与所述逆变器或所述蓄电池连接，其特征在于，

所述光伏组件包括光伏板和金属边框；所述控制器包括主控模块和监测模块；

所述监测模块与所述金属边框通过导线连接，形成监测回路；

所述监测回路，用于对光伏组件进行监测，并通过监测模块向所述主控模块发送监测信号；

所述主控模块与所述监测回路中的监测模块连接，用于接收监测模块发出的监测信号，并根据所述监测信号判断所述监测回路的通断，以判断光伏组件是否移动；

其中，所述监测模块包括逻辑电源模块、保险盒、第一电阻、第二电阻和光电耦合模块；

所述逻辑电源模块分别与所述光伏组件与所述蓄电池连接，且所述逻辑电源模块的输出端与所述金属边框连接，用于将光伏组件产生的电能或者蓄电池存储的电能输出给金属边框；

所述第一电阻的输入端通过导线与所述金属边框连接；所述第一电阻的输出端与所述保险盒的输入端连接；所述保险盒的输出端与逻辑电源模块的输入端连接；

所述光电耦合模块的第一输入端与所述第一电阻的输出端连接，所述光电耦合模块的第一输出端与所述逻辑电源模块的输入端连接；

所述第二电阻的输入端与所述逻辑电源模块的输出端连接；所述第二电阻的输出端与光电耦合模块的第二输入端连接；所述光电耦合模块的第二输入端还与主控模块的输出端连接；所述光电耦合模块的第二输出端接地，用于将光信号和电信号进行转换；

所述主控模块的输出端接地，还用于根据所述光电耦合模块输出的电位信号判断所述监测回路是否导通。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属边框上设有至少两个接地孔；

所述接地孔，用于连接相邻的金属边框以及将所述金属边框与所述监测模块通过导线进行串联，以形成监测回路。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接地孔设于所述金属边框的下端。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括警报器，所述警报器与所述主控模块连接；

主控模块，还用于接收监测模块发送的监测信号，对监测信号进行处理，并向警报器发送警报信号；

所述警报器，用于接收所述主控模块发送的警报信号，并发出警报，以警示工作人员。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述警报器为蜂鸣器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括监控服务器；

所述主控模块，还用于接收监测模块发送的监测信号，对监测信号进行处理，并向监控服务器发送警报信号；

所述监控服务器与所述主控模块连接，用于接收主控模块发送的警报信号，对警报信号进行处理，并向监控人员的移动终端发送警报信息。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光电耦合模块包括发光二极管和光电三极管，所述发光二极管的正极与所述第一电阻的输出端连接，发光二极管的负极与所述逻辑电源模块输入端连接；光电三极管的集电极与所述第二电阻的输出端连接，光电三极管的发射极接地，用于将发光二极管的光信号转换成电信号。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述监测模块还包括单向二极管，所述单向二极管负极与所述第一电阻的输出端连接，所述单向二极管的正极与所述逻辑电源模块的输入端连接，用于保护所述发光二极管。