CN204304919U - 单组件分散式光伏发电监测采集器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单组件分散式光伏发电监测采集器，包括单组件的光伏板接线盒，所述光伏板接线盒内设有电源，电源连接有单片机核心控制器和信息采集装置，信息采集装置依次串联有信号放大器和模数转换器，模数转换器与单片机核心控制器相连接，并且单片机核心控制器分别连接有通讯机构和显示装置，信息采集装置和通讯机构均安装于光伏板接线盒处。本实用新型的有益效果为：本装置可实时在线监测光伏组件的运行情况，将光伏板实时工作信息上传给监控系统，监控系统通过对比各组件的工作参数，能够及时发现光伏板出现的问题，有效防止了在光伏组件运行过程中，不能及时发现问题组件的现象，提高了系统运行的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于光伏发电系统智能监测技术，具体来说，涉及一种单组件分散式光伏发电监测采集器。
背景技术
据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
光伏组件的核心组成部分是太阳电池，一般说来，每个组件所用太阳电池的电特性要基本一致，否则将在电性能不好或被遮挡的电池（问题电池）上产生所谓热斑效应；若电池串与串之间电流不一致，可以在接了旁路二极管的组件特性曲线上看到所谓台阶曲线或异常曲线。如果组件内太阳电池性能本来就不一致，必然导致组件发生热斑现象；我们可以通过组件的输出特性曲线和红外成像看到组件热斑现象的存在。若是由于组件内太阳电池光衰减后效率下降，引起的组件内太阳电池性能不一致，我们可以通过测试组件衰减前和衰减后的输出特性曲线以及红外成像看到组件在光照前后发生的变化。
光伏组件生产过程中由于硅材料自身的缺陷以及电池制造的原因（如：去边不彻底、边缘短路、去边过头，P型层向N型层的中心延伸，边缘栅线引起局部短路、烧结不良，正电极或背电极与硅片接触不良，串联电阻增大、烧结过度，即将使PN结烧透，短路）造成特性存在偏差，在光伏组件运行过程中，如果不能及时发现问题组件，将严重影响整组组件的发电效率甚至引发火灾，因此监测光伏组件的运行情况及时发现问题组件对于光伏发电系统非常重要。
目前光伏发电监测系统主要是基于汇流箱和逆变系统的监测，如：安科瑞公司推出的“Acrel-2000 V8.0光伏电站电力监控系统”、南京南瑞继保工程技术有限公司推出的“分布式光伏发电的实时监控与信息采集系统”。以上系统只能监测成串组件的工作状态，无法发现单个组件前期出现的问题，存在监测的死区，使得整个系统检测的精确度不高。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种单组件分散式光伏发电监测采集器，以克服目前现有技术存在的上述不足。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：
一种单组件分散式光伏发电监测采集器，包括单组件的光伏板接线盒，所述光伏板接线盒内设有电源，所述电源连接有单片机核心控制器和信息采集装置，所述信息采集装置串联有信号放大器，所述信号放大器串联有模数转换器，所述模数转换器与所述单片机核心控制器相连接，并且所述单片机核心控制器分别连接有通讯机构和显示装置，其中，所述电源、信息采集装置和通讯机构均安装于光伏板接线盒处。
进一步的，所述信息采集装置包括电流采集装置、电压采集器和温度采集器，所述电流采集装置、电压采集器和温度采集器并联连接有信号放大器。
进一步的，所述通讯机构包括控制芯片，所述控制芯片连接有相匹配的晶振电路一和晶振电路二，并且所述控制芯片连接有信息输入电路。
进一步的，所述晶振电路一的晶振频率为32kHz。
优选的，所述控制芯片为CC2530控制芯片。
本实用新型的有益效果为：本装置结构简单，容易实现，可实时在线监测光伏组件的运行情况，将光伏板实时工作的电压、电流和稳定等信息上传给监控系统，监控系统通过对比各组件的工作参数能够及时发现光伏板出现的问题，提示运行维护人员及时处理，有效防止了在光伏组件运行过程中，不能及时发现问题组件，而严重影响整组组件的发电效率，甚至引发火灾事故的发生，有效的提高了监测的精确度，保证了系统运行的稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1是根据本实用新型实施例所述的一种单组件分散式光伏发电监测采集器的结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例所述的一种单组件分散式光伏发电监测采集器的电源的原理图；
图3是根据本实用新型实施例所述的一种单组件分散式光伏发电监测采集器的电流采集装置和电压采集器的原理图；
图4是根据本实用新型实施例所述的一种单组件分散式光伏发电监测采集器的通讯机构的原理图。
图中：
1、电源；2、信息采集装置；3、电流采集装置；4、温度采集器；5、电压采集器；6、单片机核心控制器；7、信号放大器；8、模数转换器；9、通讯机构；10、显示装置；11、控制芯片；12、晶振电路一；13、晶振电路二；14、信息输入电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-4所示，根据本实用新型实施例的一种单组件分散式光伏发电监测采集器，包括单组件的光伏板接线盒，所述光伏板接线盒内设有电源1，所述电源1连接有单片机核心控制器6和信息采集装置2，所述信息采集装置2串联有信号放大器7，所述信号放大器7串联有模数转换器8，所述模数转换器8与所述单片机核心控制器6相连接，并且所述单片机核心控制器6分别连接有通讯机构9和显示装置10，其中，所述电源1、信息采集装置2和通讯机构9均安装于光伏板接线盒处。
所述信息采集装置2包括电流采集装置3、电压采集器5和温度采集器4，所述电流采集装置3、电压采集器5和温度采集器4并联连接有信号放大器7。
所述通讯机构9包括控制芯片11，所述控制芯片11连接有相匹配的晶振电路一12和晶振电路二13，并且所述控制芯片11连接有信息输入电路14；所述晶振电路一12的晶振频率为32kHz；所述控制芯片11为CC2530控制芯片。
具体应用时，所述电源1直接利用光伏板的输出作为输入，因此其输入采用宽范围输入，在输入9V~50V范围内均可正常工作；所述电源1采用反激电路，将输入电压转换且稳定为5V，为信息采集装置2和通讯机构5提供工作电源。
所述信息采集装置2具有温度、电压和电流采集功能，电流采集装置3采用康铜丝将电流转换为电压信号，然后通过信号放大器7进行放大和变换后，送入系统的AD采集回路，然后通过模数转换器8和信号处理程序计算出电流的大小。所述电压采集器5采用分压方式采集，所述温度采集器4使用铂电阻采集，其中所述电压信息的转换和温度信息的转换原理同电流的转换原理相同。
所述信息采集装置2除了采集和变换回路外，还具有信号处理功能，信号处理功能采用PIC单片，将温度、电压、电流进行数字化并通过通讯方式上传给监控系统。
所述通讯机构9采用物联网技术，并采用CC2530控制芯片11，具有功耗小传输距离远的特点，其主要技术参数：发射功率10mW-1W；载频频率433MHz，470MHz，也可提供86至915MHz载频，ISM频段，无需申请频点；基于GFSK的调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力，在信道误码率为10-4时，可得到实际误码率10-7~10-8；在视距情况下，天线高度>2米，可靠传输距离可达800-5000m(BER=1200bps)；提供透明的数据接口，能适应任何标准或非标准的用户协议；标准配置提供8个信道，如果用户需要，可扩展到116信道；供2个串口3种接口方式，COM1为TTL电平UART接口；接口波特率为1200/2400/4800/9600/19200/38400bps，格式为8N1/8E1用户自定义，可传输无限长的数据帧，用户编程更灵活；当在+5V的供电情况下，接收电流<30mA，发射电流<40mA，休眠电流<5uA，当在+2.7V的供电情况下，接收电流<22mA，发射电流<33mA，休眠电流<5uA；进而实现了多种天线的配置方案，满足用户不同的应用需要。
本装置结构简单，容易实现，可实时在线监测光伏组件的运行情况，将光伏板实时工作的电压、电流和稳定等信息上传给监控系统，监控系统通过对比各组件的工作参数能够及时发现光伏板出现的问题，提示运行维护人员及时处理，有效防止了在光伏组件运行过程中，不能及时发现问题组件，而严重影响整组组件的发电效率，甚至引发火灾事故的发生，有效的提高了监测的精确度，保证了系统运行的稳定性和可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种单组件分散式光伏发电监测采集器，包括单组件的光伏板接线盒，所述光伏板接线盒内设有电源（1），其特征在于，所述电源（1）连接有单片机核心控制器（6）和信息采集装置（2），所述信息采集装置（2）串联有信号放大器（7），所述信号放大器（7）串联有模数转换器（8），所述模数转换器（8）与所述单片机核心控制器（6）相连接，并且所述单片机核心控制器（6）分别连接有通讯机构（9）和显示装置（10），其中，所述信息采集装置（2）和通讯机构（9）均安装于光伏板接线盒处。
2.根据权利要求1所述的单组件分散式光伏发电监测采集器，其特征在于，所述信息采集装置（2）包括电流采集装置（3）、电压采集器（5）和温度采集器（4），所述电流采集装置（3）、电压采集器（5）和温度采集器（4）并联连接有信号放大器（7）。
3.根据权利要求1所述的单组件分散式光伏发电监测采集器，其特征在于，所述通讯机构（9）包括控制芯片（11），所述控制芯片（11）连接有相匹配的晶振电路一（12）和晶振电路二（13），并且所述控制芯片（11）连接有信息输入电路（14）。
4.根据权利要求3所述的单组件分散式光伏发电监测采集器，其特征在于，所述晶振电路一（12）的晶振频率为32kHz。
5.根据权利要求3或4所述的单组件分散式光伏发电监测采集器，其特征在于，所述控制芯片（11）为CC2530控制芯片。
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| CN201420720478.7U CN204304919U (zh) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | 单组件分散式光伏发电监测采集器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201420720478.7U CN204304919U (zh) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | 单组件分散式光伏发电监测采集器 |
Publications (1)
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| CN204304919U true CN204304919U (zh) | 2015-04-29 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105549476A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-05-04 | 乐富盈(厦门)新能源有限公司 | 一种智能光伏板的中央控制系统群组 |
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2014
- 2014-11-25 CN CN201420720478.7U patent/CN204304919U/zh active Active
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