CN111457834A - 一种光伏支架形变检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏支架形变检测装置，包括：检测电桥，其的一个桥臂串接有检测应变片，检测应变片粘贴在光伏支架上；用于为检测电桥提供电压的直流电压基准源；用于转换检测电桥的输出电压的模数转换模块；用于读取模数转换模块的转换数据的电压数据读取模块；用于发送数据的通信模块；用于接收通信模块发送的数据的上位机。当光伏支架发生变形时，检测应变片也产生变形，检测应变片的电阻值相应地发生变化，检测电桥的输出电压也相应地发生变化，根据电压变化与应变片形变的关系可得出光伏支架的形变量，在上位机上可显示光伏支架的形变量，使运维人员能了解光伏支架的实际变形状况，为电站运维人员提前维护提供参考。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站维护技术领域，特别涉及一种光伏支架形变检测装置。
背景技术
随着我国光伏发电的不断发展，我国新增和累计光伏电站装机容量为全球领先，但同时，光伏电站出现不少质量问题，光伏电站质量参差不齐，光伏电站如何科学运维的问题也成为行业焦点；目前光伏行业内投入大量资金和精力努力提高前产业链的效率，但对于产业链后端电站建成以后的运营维护工作的重视程度不够高，导致光伏行业效率的提升并没有最大发挥。
光伏支架作为光伏电站重要的组成部分，它承载着光伏电站的发电主体，光伏支架直接影响着光伏组件的运行安全、破损率及建设投资。目前在光伏行业当中针对光伏支架的应变检测都只是在电站设计阶段通过软件建模进行分析，分析过程只要光伏支架的应变量符合国家标准或者行业标准便为合格。但在实际使用中，由于有风力、沉降和地震等因素对光伏支架产生可变载荷，或者安装时的不规范导致永久负载作用点偏移，无法保证安装光伏电站后光伏支架不会因过度变形而出现损坏甚至倒塌的情况。目前缺乏对光伏支架的形变进行远程检测，运维人员不清楚光伏支架的实际变形状况，不能对光伏支架提前进行维护。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光伏支架形变检测装置。
根据本发明的实施例的光伏支架形变检测装置，包括：检测电桥，其的一个桥臂串接有检测应变片，所述检测应变片粘贴在光伏支架上；用于为所述检测电桥提供电压的直流电压基准源，与所述检测电桥的电压输入端电性连接；用于转换所述检测电桥的输出电压的模数转换模块，所述模数转换模块的电压输入端与所述检测电桥的电压输出端电性连接；用于读取所述模数转换模块的转换数据的电压数据读取模块，与所述模数转换模块的电压数据输出端电性连接；用于发送数据的通信模块，所述通信模块与所述电压数据读取模块电性连接；用于接收所述通信模块发送的数据的上位机，所述上位机与所述通信模块通信连接。
根据本发明实施例的光伏支架形变检测装置，至少具有如下有益效果：检测电桥中的检测应变片粘贴于需要检测的光伏支架的表面，直流电压基准源为检测电桥提供电压；当光伏支架发生变形时，检测应变片也产生变形，检测应变片的电阻值相应地发生变化，检测电桥的输出电压也相应地发生变化；用模数转换模块把检测电桥的输出电压转换成电压数据，用电压数据读取模块读取电压数据，根据电压变化与应变片形变的关系可得出光伏支架的形变量；再通过通信模块把测得的数据发送到位于远端的上位机，在上位机上可显示光伏支架的形变量，使运维人员能了解光伏支架的实际变形状况，为电站运维人员提前维护提供参考。
根据本发明的一些实施例，本发明还包括校准应变片，所述校准应变片串接到所述检测电桥的另一个桥臂中使得检测电桥形成半桥电路结构，所述光伏支架的旁侧设有校准支架，所述校准应变片粘贴于所述校准支架上。
根据本发明的一些实施例，所述检测应变片和所述校准应变片的外侧覆盖有保护胶。
根据本发明的一些实施例，所述检测应变片的连接线和所述校准应变片的连接线均为双芯屏蔽线。
根据本发明的一些实施例，所述通信模块为数传电台。
根据本发明的一些实施例，本发明还包括铝合金外壳，所述直流电压基准源、所述模数转换模块、所述电压数据读取模块和所述通信模块均设于所述铝合金外壳的内部。
本发明用于光伏支架形变检测。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1为本发明实施例的立体结构示意图；
图2为本发明实施例的检测电路原理图。
附图中：101-光伏支架、102-校准支架、103-铝合金外壳、201-检测电桥、202-检测应变片、203-校准应变片、301-直流电压基准源、302-模数转换模块、303-电压数据读取模块、304-通信模块、305-上位机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设有、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的光伏支架101形变检测装置。
光伏支架101形变检测装置包括：检测电桥201，其的一个桥臂串接有检测应变片202，检测应变片202粘贴在光伏支架101上；用于为检测电桥201提供电压的直流电压基准源301，与检测电桥201的电压输入端电性连接；用于转换检测电桥201的输出电压的模数转换模块302，模数转换模块302的电压输入端与检测电桥201的电压输出端电性连接；用于读取模数转换模块302的转换数据的电压数据读取模块303，与模数转换模块302的电压数据输出端电性连接；用于发送数据的通信模块304，通信模块304与电压数据读取模块303电性连接；用于接收通信模块304发送的数据的上位机305，上位机305与通信模块304通信连接。
检测电桥201为惠斯通电桥，四个电阻连接组成检测电桥201的电桥电路，检测应变片202为四个电阻中的其中一个，检测应变片202粘贴于需要检测的光伏支架101的表面。直流电压基准源301为检测电桥201提供稳定的电压，同时为模数转换模块302提供电压基准点，直流电压基准源301可采用AD584芯片；当光伏支架101发生变形时，检测应变片202也产生变形，检测应变片202的电阻值相应地发生变化，检测电桥201的输出电压也相应地发生变化。模数转换模块302把模拟信号转换为数字信号，用模数转换模块302把检测电桥201的输出电压转换成电压数据，用电压数据读取模块303读取电压数据，根据电压变化与应变片形变的关系可得出光伏支架101的形变量；模数转换模块302可采用ADS1256芯片，电压数据读取模块303可采用STM32F103C8T6，两者用SPI通讯。再通过通信模块304把测得的数据发送到位于远端的上位机305，上位机305可采用常规的工控机，测得的数据经过上位机305的进一步处理，在上位机305上可显示光伏支架101的形变量，使运维人员通过上位机305能了解光伏支架101的实际变形状况，也不需要运维人员到达现场采集或者拷贝数据，为电站运维人员提前维护提供参考，起到预警效果，
一个上位机305可以接收一个检测点的检测数据，也可以同时对应多个检测点，多个检测点放置于光伏支架101上多个不同的位置，可检测不同位置的变形。检测点的选择可通过SAP2000软件建立光伏支架101的模型，在软件上模拟光伏支架101受载荷的变形情况，选取形变严重的位置作为检测点。
在本发明的一些具体实施例中，本发明还包括校准应变片203，校准应变片203串接到检测电桥201的另一个桥臂中使得检测电桥201形成半桥电路结构，光伏支架101的旁侧设有校准支架102，校准应变片203粘贴于校准支架102上。
校准支架102的材质与光伏支架101的材质相同，校准支架102应自然地放在光伏支架101的旁侧，例如可放在地面上，使校准支架102不受外力作用，同时光伏支架101和校准支架102放置在基本相同的环境温度中；设置校准应变片203在检测电桥201中，可利用电桥本身特性减少检测应变片202随环境温度变化带来的数据误差，检测出光伏支架101受到外力而产生的形变，提高检测精度。
在本发明的一些具体实施例中，检测应变片202和校准应变片203的外侧覆盖有保护胶。当检测应变片202和校准应变片203分别粘贴在光伏支架101和校准支架102后，用保护胶覆盖在检测应变片202和校准应变片203的外侧，对于长期处于户外环境有延长使用寿命的作用。保护胶可选用704硅橡胶，具有优良的密封性能和耐老化性能，适合长期在户外使用。
在本发明的一些具体实施例中，检测应变片202的连接线和校准应变片203的连接线均为双芯屏蔽线。检测应变片202和校准应变片203的连线可能较长，连接线用双芯屏蔽线可避免环境噪声干扰。
在本发明的一些具体实施例中，通信模块304为数传电台，数传电台具有高速、可靠的数据传输特点。
在本发明的一些具体实施例中，本发明还包括铝合金外壳103，直流电压基准源301、模数转换模块302、电压数据读取模块303和通信模块304均设于铝合金外壳103的内部。铝合金外壳103为直流电压基准源301、模数转换模块302、电压数据读取模块303和通信模块304，以及检测电桥201的另外两个电阻起防水防尘的保护作用。铝合金外壳103具有良好的屏蔽信号的作用，可有效减少外部信号干扰到铝合金外壳103的内部的各个模块。铝合金外壳103上设置信号孔，通信模块304的天线穿过信号孔，不影响通信模块304和上位机305的通信。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种光伏支架形变检测装置，其特征在于，包括：
检测电桥，其的一个桥臂串接有检测应变片，所述检测应变片粘贴在光伏支架上；
用于为所述检测电桥提供电压的直流电压基准源，与所述检测电桥的电压输入端电性连接；
用于转换所述检测电桥的输出电压的模数转换模块，所述模数转换模块的电压输入端与所述检测电桥的电压输出端电性连接；
用于读取所述模数转换模块的转换数据的电压数据读取模块，与所述模数转换模块的电压数据输出端电性连接；
用于发送数据的通信模块，所述通信模块与所述电压数据读取模块电性连接；
用于接收所述通信模块发送的数据的上位机，所述上位机与所述通信模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的光伏支架形变检测装置，其特征在于，还包括校准应变片，所述校准应变片串接到所述检测电桥的另一个桥臂中使得检测电桥形成半桥电路结构，所述光伏支架的旁侧设有校准支架，所述校准应变片粘贴于所述校准支架上。
3.根据权利要求2所述的光伏支架形变检测装置，其特征在于，所述检测应变片和所述校准应变片的外侧覆盖有保护胶。
4.根据权利要求2所述的光伏支架形变检测装置，其特征在于，所述检测应变片的连接线和所述校准应变片的连接线均为双芯屏蔽线。
5.根据权利要求1所述的光伏支架形变检测装置，其特征在于，所述通信模块为数传电台。
6.根据权利要求1所述的光伏支架形变检测装置，其特征在于，还包括铝合金外壳，所述直流电压基准源、所述模数转换模块、所述电压数据读取模块和所述通信模块均设于所述铝合金外壳的内部。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112197688A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-08 | 广东电网有限责任公司 | 一种输配电塔架形变量预警方法及预警装置 |
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2020
- 2020-04-16 CN CN202010301230.7A patent/CN111457834A/zh active Pending
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| CN112197688A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-08 | 广东电网有限责任公司 | 一种输配电塔架形变量预警方法及预警装置 |
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