CN202309098U

CN202309098U - 一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块

Info

Publication number: CN202309098U
Application number: CN2011202312480U
Authority: CN
Inventors: 楼华勋; 刘寅; 方淼; 马尚行; 戴永军
Original assignee: CETC 36 Research Institute
Current assignee: CETC 36 Research Institute
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-07-01

Abstract

本实用新型公开了一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块，可通过外部电路监控光伏发电并网逆变器系统。包括：电源调整模块，MCU模块，modbus收发模块，防逆流模块，LCD显示按键模块，声光报警模块，跳线模块。防逆流模块用于检测负载功率；modbus收发模块用于实现MCU模块与PC机，MCU模块与逆变器主控芯片，以及MCU模块与防逆流主控芯片的双向数据传输；LCD显示按键模块用于显示监控的详细信息，以及面板操作；声光报警模块用于蜂鸣器、指示灯以及记录报警；跳线模块用于选择不同的通讯方式。本实用新型的监控模块，功能丰富、实时、可靠，可应用于关键设备的监控。

Description

一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块

技术领域

本实用新型涉及一种通信监控模块，特别是涉及一种光伏发电并网逆变器系统的通信监控模块。

背景技术

新能源的需求导致光伏逆变器的快速发展，光伏发电系统的广泛使用，导致逆变器运行过程中的各种数据、各种状态需要一个显示完善、通讯良好、操作方便，功能齐全的监控方法。

当今的监控架构多数局限在逆变器的控制芯片和显示屏之间，或者逆变器的主控芯片与PC机之间。而且存在如下问题：

1、逆变器主控芯片的负担过重；

2、实时性不够、显示的内容不多；

3、不易于集成、不易于扩展、功能单一；

4、可选择的通信模式单一；

5、缺少对市电电网的保护；

6、可靠性和安全性不高等不足。

目前，少数逆变器加单片机加显示屏加PC机架构的系统，多数使用ARM作为单片机，它的优势是运算速度快。但是，作为32位机ARM芯片本身以及ARM配套的外设价格都较高，且PCB设计繁锁、加上缺少TWI/I2C、EEPROM、可变增益ADC等外设，不能很好地满足实际需要。如何解决上述问题，是本领域研究的重点之一。

发明内容

本实用新型的目的主要是要利用AVR的丰富外设，、PCB易设计、价格低的特点解决：1)分担逆变器主控芯片的负担；2)较高的实时性并以丰富的内容显示逆变器运行的状态；3)具有多种可选择的通信模式且易于扩展；4)与防逆流模块实时通讯，保证适当的发电功率，以确保防止发生逆流。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块，可通过外部电路监控逆变器主板工作，所述外部电路包括：电源调整模块，MCU模块，modbus收发模块，防逆流模块，LCD显示按键模块，声光报警模块，跳线模块。MCU模块和Modbus收发模块是主电路，防逆流模块用于检测负载功率；modbus收发模块用于实现MCU模块与PC机，MCU模块与逆变器主控芯片，以及MCU模块与防逆流主控芯片的双向数据传输；LCD显示按键模块用于显示监控的详细信息，以及面板操作；声光报警模块用于蜂鸣器、指示灯以及记录报警；跳线模块用于选择正常模式、内部监控、外部监控、PC232代替DSP收、PC232代替外部485收发、PC232代替MCU模块收发DSP等不同的通讯方式。

本实用新型的有益效果是：

1、监控信息丰富、实时，通讯多样，扩展性强：共显示32个现场实时参数值，记录29种不同的告警、故障等事件，以200条记录循环记录事件；MCU模块在200ms内完成与逆变器DSP，与防逆流模块PLC，与PC机的通讯；通过选通跳线搭配，在6种模式中可以根据实际需要选择一种方式通讯；与DSP通讯的电路可扩展到256个从机；

2、防逆流功能：防逆流模块的引入，可以根据负载的实时功率，调整逆变器发电功率，防止逆变器产生逆流，从而防止逆变器的电流对市电的影响。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路模块图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型，如图1所示，包括电源调整模块，MCU模块，modbus收发模块，防逆流模块，LCD显示按键模块，声光报警模块，跳线模块。MCU模块的串口1通过第一路RS485芯片与逆变器主控板DSP连接，MCU模块的串口1通过第一路RS485芯片同时与防逆流模块连接；MCU模块的串口2通过第二路RS485芯片或者RS232芯片与PC机连接，串口1与串口2实现参数与控制指令传输。电源调整模块用于提供5V工作电压，以及产生隔离电压。控制指令由MCU模块发出，传给DSP与防逆流模块；或者从PC机发出，经过MCU模块处理后传给DSP与防逆流模块。参数信号由MCU模块从逆变器主控板取得，以及从防逆流模块主控板取得；处理后，显示在LCD显示按键模块上，同时传给PC机显示存储，声光报警模块根据获取到的参数与状态进行指示灯、蜂鸣器、记录方式的报警。防逆流模块负则检测负载的电流、电压，计算出功率后传给MCU模块，MCU模块再做出判断后给逆变器DSP发控制指令，调整DSP的发电功率大小。跳线模块提供6种不同的通讯方式供开发人员与用户根据实际需要进行选择。

参照图1，所述的电路分以下部分：

1)电源调整模块：由EC3B(G1)，DCR010505(D11)及其外围电路组成，G1完成24V到5V直流电的转换，D11则完成隔离一个干净的5V电单独给ISO3082供电的功能。

2)MCU模块：由单片机Atmega128(D4)及其外围电路组成本实用新型主要部分，它负责对数据分析，存储。包括对接收到的PC机功能指令，逆变器DSP的参数，防逆流模块PLC的参数、状态，进行解析、计算，发送指令给逆变器主控芯片DSP、防逆流模块主控芯片PLC；按键信号的处理，以及通信接口的控制，时钟日历的控制；LCD显示的控制与数据的传输；蜂鸣器的控制。

3)Modbus收发模块：由RS485芯片MAX1483(D2)、ISO3082(D3)，RS232芯片MAX232(D1)及其外围电路组成。D2负责与防逆流模块主控芯片PLC，以及逆变器控制芯片DSP的通信，D3、D1以可选的方式完成与PC机通信。与PC通信时波特率为4800，数据位8位，CRC检验；与逆变器DSP以及与防逆流PLC通信时波特率为9600，数据位8位，CRC检验。

4)LCD显示按键模块：由HG240641(D6)、B3F(XS5)及其外围电路组成，完成按键操作的处理，以及数据信息的显示。

5)声光报警模块：由HPE2095(B11)、BC817、V10～V31及其外围电路组成。完成指示灯的显示，蜂鸣器蜂鸣报警的功能。

6)跳线模块：跳线可由XS21，XS22排线插座或继电器组成，引脚接MCU模块第一路串口1的RS485芯片D2，接MCU第二路串口2的RS485芯片D3、RS232芯片D1。

本实用新型监控信息丰富，通讯实时，扩展性强，控制全面可靠，适用于关键设备的监控。

Claims

1.一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块，其特征在于，包括：电源调整模块，MCU模块，modbus收发模块，防逆流模块，LCD显示按键模块，声光报警模块，跳线模块。防逆流模块用于检测负载功率；modbus收发模块用于实现MCU模块与PC机，MCU模块与逆变器主控芯片，以及MCU模块与防逆流主控芯片的双向数据传输；LCD显示按键模块用于显示监控的详细信息，以及面板操作；声光报警模块用于蜂鸣器，指示灯以及记录报警；跳线模块用于选择不同的通讯方式；

所述的modbus收发模块的第一路RS485线路一端与MCU模块第一路串口连接，另一端与逆变器主控板串口连接。

2.根据权利要求1所述的一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块，其特征在于，所述的防逆流模块一端于modbus收发模块的第一路RS485线路连接，另一端与负载连接。

3.根据权利要求1所述的一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块，其特征在于，所述的modbus收发模块的第二路RS485线路一端与MCU模块第二路串口连接，另一端与远端PC机串口连接。

4.根据权利要求1所述的一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块，其特征在于，所述的modbus收发模块的RS232线路一端与MCU模块第二路串口连接，另一端与近端PC机串口连接。

5.根据权利要求1所述的一种光伏发电并网逆变器系统的通讯监控模块，其特征在于，所述跳线模块的单数号引脚，分别与MCU模块的第一路、第二路串口连接；偶数号引脚，分别与收发模块的第一路、第二路RS485芯片以及RS232芯片连接。