CN202362653U - 智能光伏汇流箱监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能光伏汇流箱监控装置，该装置包括电源输入接口、处理模块、DI输入端、DO输出端、电压采集模块、电流采集模块、通信模块；所述电源输入接口用以接通电源；所述处理模块用以处理数字量信息；所述DI输入端与所述处理模块通信相连，用以输入数字量到处理模块；所述DO输出端与所述处理模块通信相连，用以输出控制外部断路器；所述电压采集模块与所述处理模块通信相连，用以采集电压数据给处理模块；所述电流采集模块与所述处理模块通信相连，用以采集电流数据给处理模块；所述通信模块与所述处理模块通信相连，用以处理模块与上位机进行数据交换处理。本实用新型可以实时监控每个电池板的运行状况，实现智能监控。

Description

智能光伏汇流箱监控装置

技术领域

本实用新型属于太阳能发电技术领域，涉及一种监控装置，具体涉及一种智能光伏汇流箱监控装置。

背景技术

随着社会生产的日益发展，对能源的需求量在不断增加，全球范围内的能源危机也日益突出。由于对传统能源，尤其是煤炭、石油、天然气的不合理使用，对全球的环境造成了严重影响，同时也使传统能源濒临枯竭。能源危机已近在眼前。随着化石能源的减少，其价格也不断上涨，这将严重制约生产力的发展和人民生活水平的提高。为了解决上述问题，自然能源发电技术受到越来越普遍的重视，清洁廉价的太阳能被人们作为可再生的替代能源。太阳能并网发电可以减轻能源危机的压力，解决电力紧缺地区的供电问题，缓解峰值时间的电力紧张，又有保护环境、便于安装、适应地域广、无能源消耗等诸多优点，所以，太阳能并网发电成为世界上多个国家政府支持的长期能源战略的重要内容，是今后新能源的发展趋势。

近些年来，光伏技术有了迅速的发展，首先是制造技术有了很大的改进，二是生产成本不断下降，三是产量不断增加，市场渗透初具规模。随着光伏产业的飞速发展，对其相关技术的提高以及安全的要求也越来越高。现有的太阳能发电系统包括至少两组太阳能阵列、至少一个汇流箱和太阳能并网逆变器组，汇流箱与太阳能阵列和太阳能并网逆变器组相连，用于采集太阳能阵列的发电电压和电流，并根据采集的发电电压和电流控制太阳能阵列之间的串并联方式，达到并网逆变器所需的工作电压和电流，根据太阳能方阵的输出功率，通过汇流箱自身的输出电压和电流，选择开启与关闭并网逆变器组中并网逆变器的数量，令每个并网逆变器以满功率下工作。所述汇流箱包括电流传感器、电压传感器、切换开关、稳压恒流装置、功率抑制装置和控制电路；其中电流传感器用于采集所述太阳能阵列的发电电流；电压传感器用于采集所述太阳能阵列的发电电压；切换开关用于更改所述太阳能阵列的串并联连接方式；稳压恒流装置用于在所述太阳能阵列的连接方式变换时，保证所述太阳能阵列输入到所述并网逆变器组的直流电压和电流平稳；功率抑制装置用于在所述太阳能的输出电压和电流发生突变时抑制功率，保证控制电路给切换开关的信号平稳；控制电路用于对电流传感器采集的电流信号、电压传感器采集的电压信号以及功率抑制装置的功率抑制信号进行数据处理，输出控制信号。

现有的太阳能系统中的汇流箱是单独作业，不利于统一控制和管理，不满足统一监控的需求。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种智能光伏汇流箱监控装置，该装置可以实时监控每个电池板的运行状况，实现智能监控。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种智能光伏汇流箱监控装置。

一种智能光伏汇流箱监控装置，包括电源输入接口、处理模块、DI输入端、DO输出端、电压采集模块、电流采集模块、通信模块；所述电源输入接口用以接通电源；所述处理模块用以处理数字量信息；所述DI输入端与所述处理模块通信相连，用以输入数字量到处理模块；所述DO输出端与所述处理模块通信相连，用以输出控制外部断路器；所述电压采集模块与所述处理模块通信相连，用以采集电压数据给处理模块；所述电流采集模块与所述处理模块通信相连，用以采集电流数据给处理模块；所述通信模块与所述处理模块通信相连，用以将处理模块的数据上传给上位机并可接受上位机的控制。

作为本实用新型的一种优选方案，所述智能光伏汇流箱监控装置还包括显示模块、温度采集模块、按键模块；所述显示模块与所述处理模块通信相连，用以显示监测内容；所述温度采集模块与所述处理模块通信相连，用以采集所述监控装置自身的温度；所述按键模块与所述处理模块通信相连，用以调节选择显示内容。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述按键模块包上、下、左、右四个按键。

作为本实用新型的再一种优选方案，所述通信模块为Modbus通信模块。

作为本实用新型的再一种优选方案，所述电流采集模块为8路、12路或16路电流采集模块。

作为本实用新型的再一种优选方案，所述电流采集模块采用霍尔传感器。

作为本实用新型的再一种优选方案，所述电压采集模块为隔离放大器。

作为本实用新型的再一种优选方案，所述处理模块为CPU。

作为本实用新型的再一种优选方案，所述智能光伏汇流箱监控装置设置在汇流箱内部。

作为本实用新型的再一种优选方案，所述DI输入端为3路或5路无源输入端；所述DO输出端为2路无源输出端。

如上所述，本实用新型所述的智能光伏汇流箱监控装置，具有以下有益效果：通过本实用新型所述的智能光伏汇流箱监控装置，不用到现场就可以监制整个太阳能发电厂中每个电池板的运行状况，实现智能控制的目的；而且，其可以对汇流箱进行全面的数据采集、计算分析、显示、数据传输以及远程控制。

附图说明

图1为本实用新型所述的智能光伏汇流箱监控装置的结构框图。

元件标号说明

1、处理模块；        2、DI输入端；

3、DO输出端；        4、电流采集模块；

5、电压采集模块；    6、通信模块；

7、温度采集模块；    8、显示模块；

9、按键模块。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例

本实施例提供一种智能光伏汇流箱监控装置，如图1所示，包括电源输入接口、处理模块1、DI输入端2、DO输出端3、电流采集模块4、电压采集模块5、通信模块6、温度采集模块7、显示模块8、按键模块9。

所述电源输入接口用以接通电源。本实用新型所述的智能光伏汇流箱监控装置可以实现多种供电选择，如AD/DC 110-380V输入、DC 660V-1000V输入。客户可以根据实际情况选择不同的电源供电。

所述处理模块用以处理数字量信息。所述处理模块可以采用CPU、ARM或其他类型的处理器。例如采用芯片STM32系列ARM，该类型的ARM自备温度测量功能，可以使装置更轻便实用。

所述DI输入端与所述处理模块通信相连，用以输入数字量到处理模块。所述DI输入端可以为3路或5路无源输入端，也可以根据需要设置其他路数的无源输入端。该输入端接收外部开关量输入，可以实现对避雷器、断路器的工作状态、汇流箱开门报警的监控。

所述DO输出端与所述处理模块通信相连，用以输出控制外部断路器。所述DO输出端为2路无源输出端。2路DO输出可以实现通过5V继电器进行无源开关量输出，如可控制外部断路器等。

所述电流采集模块与所述处理模块通信相连，用以采集电流数据给处理模块。所述电流采集模块可以为8路、12路或16路电流采集模块。电流采集采用高精度的霍尔传感器，安全可靠。

所述电压采集模块与所述处理模块通信相连，用以采集电压数据给处理模块。所述电压采集模块可以采用隔离放大器实现。若电压采集采用隔离放大器实现，可使设备运行更安全可靠。

所述通信模块与所述处理模块通信相连，用以使处理模块与上位机进行数据交换处理。

所述显示模块与所述处理模块通信相连，用以显示监测内容。所述显示模块除了能够提供常用的电流、电压、温度、功率的显示外，还能显示DI、DO的状态。所述显示模块可以为液晶显示器，使阅读更直观。

所述按键模块包上、下、左、右四个调节键，该四个调节按键可以调节显示不同的内容。

所述温度采集模块与所述处理模块通信相连，用以采集所述监控装置自身的温度；

所述按键模块与所述处理模块通信相连，用以调节选择显示内容。

所述通信模块可以为Modbus通信模块，也可以为其他协议的通信模块。Modbus通信模块采用Modbus通讯协议，可以实现远程监控，也达到2路通讯，可以实现与其他的装置的互联互通。

本实用新型所述的智能光伏汇流箱监控装置设置在汇流箱内部。

本实用新型是一款可对汇流箱进行全面的数据采集、计算分析、控制、显示以及数据传输、远程控制的智能化监控装置。该装置外形体积小，便于安装；外壳上面设有电源输入接口、输入输出接口、通信接口以及表面设有LED显示屏和操作按键等；此监控装置通过高精度霍尔电流传感器把各太阳能电池板采集到的电流数据以及汇流后电压数据进行采集、汇总，同时可以采集汇流箱内避雷器、脱扣器、汇流箱门控、内部温度等信息，然后进行分析处理，按照客户需求在液晶屏上显示需要的内容；也可以通过Modbus通讯进行数据传输和命令操作；遇到运行状态与客户要求不符的情况时，可以通过液晶显示报警、跳闸自动控制汇流箱的运行，也可以把数据传输到上位机，通过上位机的命令来进一步操作整个汇流箱内的运行。

通过本实用新型所述的智能光伏汇流箱监控装置，不用到现场就可以监制整个太阳能发电厂中每个电池板的运行状况，实现智能控制的目的。而且，其可以对汇流箱进行全面的数据采集、计算分析、显示、数据传输以及远程控制。

本实用新型所述的智能光伏汇流箱监控装置填补了现有技术空白，不但可以对每个电池组进行实时监控，还可以通过Modbus通讯协议进行远程数据传输和控制，使监控人员能够轻松的检测光伏发电的各个运行状态，不需要到现场操作，而且可以根据实际情况进行远程控制。本实用新型实现了对汇流箱的智能化监控，不但可以保护操作人员的人身安全，而且可以节约人员成本。这样的智能化控制将是未来发展的必然趋势。

所以，本实用新型所述的智能光伏汇流箱监控装置有效克服了现有技术中的种种缺点，具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于，所述智能光伏汇流箱监控装置包括：

电源输入接口，用以接通电源；

处理模块，用以处理数字量信息；

DI输入端，与所述处理模块通信相连，用以输入数字量到处理模块；

DO输出端，与所述处理模块通信相连，用以输出控制外部断路器；

电压采集模块，与所述处理模块通信相连，用以采集电压数据给处理模块；

电流采集模块，与所述处理模块通信相连，用以采集电流数据给处理模块；

通信模块，与所述处理模块通信相连，用以使处理模块与上位机进行数据交换处理。

2.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述智能光伏汇流箱监控装置还包括：

显示模块，与所述处理模块通信相连，用以显示监测内容；

温度采集模块，与所述处理模块通信相连，用以采集所述监控装置自身的温度；

按键模块，与所述处理模块通信相连，用以调节选择显示内容。

3.根据权利要求2所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述按键模块包上、下、左、右四个按键。

4.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述通信模块为Modbus通信模块。

5.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述电流采集模块为8路、12路或16路电流采集模块。

6.根据权利要求5所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述电流采集模块采用霍尔传感器。

7.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述电压采集模块为隔离放大器。

8.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述处理模块为CPU。

9.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述智能光伏汇流箱监控装置设置在汇流箱内部。

10.根据权利要求1所述的智能光伏汇流箱监控装置，其特征在于：所述DI输入端为3路或5路无源输入端；所述DO输出端为2路无源输出端。