CN204575780U

CN204575780U - 一种光伏发电电参数采集分析装置

Info

Publication number: CN204575780U
Application number: CN201520313768.4U
Authority: CN
Inventors: 洪炜; 陈宇晨; 张莉萍
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2025-05-15

Abstract

本实用新型涉及光伏发电技术领域，提供了一种光伏发电电参数采集分析装置，包括：采样调理电路、采样芯片、主控芯片、显示单元、存储模块和通讯模块；采样芯片，包括电流互感器或/和电压互感器，都与采样调理电路相连接；主控芯片，分别与采样芯片、显示单元、存储模块、通讯模块相连接；通讯模块，包括GPS模块或/和GPRS通信模块，都与主控芯片相连接。本实用新型采集更加快捷、方便，实现了光伏发电电参数的实时采集、监控和实时播放，便于查看，提高采集的准确度、连续性，采集工作更加高效。

Description

一种光伏发电电参数采集分析装置

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏发电电参数采集分析装置。

背景技术

由于传统能源的日益枯竭和当今社会对电能质量的提高，可再生资源的开发和利用得到了越来越多的重视。太阳能资源有着无污染、储量大的特点，多种形式的太阳能开发己得到了利用，其中光伏发电成为了解决社会能源和环境危机的重要突破方向，代表了未来能源利用的发展趋势。由于与传统能源发电不同，光伏发电采用最大功率点跟踪策略进行控制，其输出功率与太阳辐照度和环境温度直接相关，而太阳辐照度随着时间、气象等诸多因素的变化，不是一个稳定值，因此，光伏发电的输出功率在全天中也具有较大的波动性。较大的波动性将导致光伏系统并网测电压波动、电压闪变、频率波动等一系列电能质量的问题。

从光伏发电原理上看，光伏发电系统是通过光伏组件将太阳能转变为直流电能，再通过逆变器将直流电转变为交流电并入电网，在此过程中会产生较多谐波和直流分量等，影响用户电能质量，损害用户设备，造成经济损失。从地域上看，并且太阳能光伏电站主要应用于远离公共电网的无电、少电地区和一些特殊场所，属于无人看守的偏远地区。

为了解决以上问题，光伏发电技术领域急需一种采样方便、并能远距离实时监测光伏发电系统中电参数，便于查看、更加可靠的光伏发电电参数采集分析装置。

发明内容

本实用新型提供了一种光伏发电电参数采集分析装置，技术方案如下：

一种光伏发电电参数采集分析装置，包括：采样调理电路、采样芯片、主控芯片、显示单元、存储模块和通讯模块；

采样芯片，包括电流互感器或/和电压互感器，都与采样调理电路相连接；

主控芯片，分别与采样芯片、显示单元、存储模块、通讯模块相连接；

通讯模块，包括GPS模块或/和GPRS通信模块，都与主控芯片相连接。

优选的，在上述一种光伏发电电参数采集分析装置中，通讯模块还包括：RS-485总线，与主控芯片相连接。

优选的，在上述一种光伏发电电参数采集分析装置中，还包括：输入模块，与主控芯片相连接，为键盘、触摸屏、无线接收器中的一种或多种。

优选的，在上述一种光伏发电电参数采集分析装置中，采样芯片的型号为ATT7022B，还包括：数字信号处理器，与主控芯片、电流互感器或/和电压互感器相连接。

优选的，在上述一种光伏发电电参数采集分析装置中，主控芯片的型号为STM32F103。

优选的，在上述一种光伏发电电参数采集分析装置中，存储模块为存储芯片或寄存器。

优选的，在上述一种光伏发电电参数采集分析装置中，显示模块为液晶显示屏。

优选的，在上述一种光伏发电电参数采集分析装置中，还包括：报警装置，与主控芯片相连接，为蜂鸣器、报警灯中的一种或多种。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型与现有技术相比，提供的光伏发电电参数采集分析装置是利用微机接口技术、嵌入式技术、GPRS通信技术、数字信号处理技术等，实现了对光伏发电系统中电参数实时采集；并且结合其他扩展功能液晶显示屏用于显示、存储芯片用于存储、声光报警等执行机构，保证了整个光伏发电系统的正常运行。

2、本实用新型采用GPRS模块进行信号传输，使得光伏发电电参数的采集反馈将不再受地形、距离、天气的限制；具有显著的实用价值。

3、本实用新型的采样芯片采用计量专用芯片ATT7022B，大大简化了测量电路的复杂性，采集更加快捷、方便。

4、本实用新型将采样ATT7022B与GPRS远程通信、GPS全球定位、液晶显示技术结合使用，实现了光伏发电电参数的实时采集、监控和实时播放，便于查看。

5、本实用新型接有报警装置，当设备损坏无法正常采集数据时，进行报警，保证采集工作能够连续的工作，提高采集的准确度、连续性，采集工作更加高效。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1是本实用新型一种光伏发电电参数采集分析装置实施例1的结构框图。

图2是本实用新型一种光伏发电电参数采集分析装置实施例2的结构框图。

图3是本实用新型一种光伏发电电参数采集分析装置实施例3的结构框图。

图4是本实用新型中分别与电流互感器和电压互感器相连接的采样调理电路的电路图。

图5是本实用新型中采样芯片的电路图。

图6是本实用新型中主控芯片的电路图。

图7是本实用新型中显示模块的电路图。

图8是本实用新型中存储模块的电路图。

图9是本实用新型中通讯模块的GPS模块、GPS通信模块、RS-485总线的电路图。

图10是本实用新型中输入模块的电路图。

图11是本实用新型中报警装置的电路图。

其中，图1-11中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

采样调理电路1，采样芯片2，电流互感器21，电压互感器22，数字信号处理器23，主控芯片3，显示单元4，存储模块5，通讯模块6，GPS模块61，GPRS通信模块62，RS-485总线63，输入模块7，报警装置8。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种光伏发电电参数采集分析装置，解决了光伏发电电参数采样极其不方便，不能实时监测、查看光伏发电系统中的电参数的问题。

为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例1：

如图1所示，本实用新型提供了一种光伏发电电参数采集分析装置，包括：采样调理电路1、采样芯片2、主控芯片3、显示单元4、存储模块5和通讯模块6；采样芯片2，包括电流互感器21，与采样调理电路1相连接；主控芯片3，分别与采样芯片2、显示单元4、存储模块5、通讯模块6相连接；通讯模块6，包括GPS模块61，与主控芯片3相连接。

实施例2：

如图2所示，本实用新型提供了一种光伏发电电参数采集分析装置，包括：采样调理电路1、采样芯片2、主控芯片3、显示单元4、存储模块5和通讯模块6；采样芯片2，包括电压互感器22，与采样调理电路1相连接；主控芯片3，分别与采样芯片2、显示单元4、存储模块5、通讯模块6相连接；通讯模块6，包括GPRS通信模块62，与主控芯片3相连接。

实施例3：

图3是本实用新型一种光伏发电电参数采集分析装置实施例3的结构框图，图4是本实用新型中分别与电流互感器和电压互感器相连接的采样调理电路的电路图，图5是本实用新型中采样芯片的电路图，图6是本实用新型中主控芯片的电路图，图7是本实用新型中显示模块的电路图，图8是本实用新型中存储模块的电路图，图9是本实用新型中通讯模块的GPS模块、GPS通信模块、RS-485总线的电路图，图10是本实用新型中输入模块的电路图，图11是本实用新型中报警装置的电路图。

如图3-11所示，本实用新型提供了一种光伏发电电参数采集分析装置，包括：采样调理电路1、采样芯片2、主控芯片3、显示单元4、存储模块5和通讯模块6；采样芯片2，包括电流互感器21和电压互感器22，都与采样调理电路1相连接；主控芯片3，分别与采样芯片2、显示单元4、存储模块5、通讯模块6相连接；通讯模块6，包括GPS模块61和GPRS通信模块62，都与主控芯片3相连接。

本实施例中，通讯模块6还包括：RS-485总线63，与主控芯片3相连接。

本实施例中，还包括：输入模块7，与主控芯片3相连接，为键盘、触摸屏、无线接收器中的一种或多种。

本实施例中，采样芯片2的型号为ATT7022B，还包括：数字信号处理器23，与主控芯片3、电流互感器21或/和电压互感器22相连接。

本实施例中，主控芯片3的型号为STM32F103。

本实施例中，存储模块5为存储芯片或寄存器。

本实施例中，还包括：报警装置8，与主控芯片3相连接，为蜂鸣器、报警灯中的一种或多种。

本实用新型工作时，首先按照上述连接关系，依次组装好；然后，采样调理电路1测量光伏发电并网的电压和电流，采样芯片2中的电流互感器21或/和电压互感器22对测量的电流、电压进行感应调理，调理后的电流、电压输入到数字信号处理器23中进行计算，计算后的电压、电流、频率的参数直接被主控芯片3读取，读取的参数分别传递给显示单元4、存储模块5和通讯模块6，通过显示单元4实时显示读取的数据参数值，通过存储模块5进行存储，通过通讯模块6中的GPRS通信模块62，实现无线通信功能，进一步地通过GPS模块61将定位信息上传到监控中心，通过RS-485总线63将读取的数据参数、定位信息传送到外接的上位机内，在上位机后台的GPS定位管理系统上能够标识出光伏发电具体的地理位置，实现了光伏发电所有电参数的实时读取。

本实用新型与现有技术相比，提供的光伏发电电参数采集分析装置是利用微机接口技术、嵌入式技术、GPRS通信技术、数字信号处理技术等，实现了对光伏发电系统中电参数实时采集；并且结合其他扩展功能液晶显示屏用于显示、存储芯片用于存储、声光报警等执行机构，保证了整个光伏发电系统的正常运行。

本实用新型采用GPRS模块进行信号传输，使得光伏发电电参数的采集反馈将不再受地形、距离、天气的限制；具有显著的实用价值。

本实用新型的采样芯片采用计量专用芯片ATT7022B，大大简化了测量电路的复杂性，采集更加快捷、方便。

本实用新型将采样ATT7022B与GPRS远程通信与GPS全球定位技术结合使用，实现了光伏发电电参数的实时采集、监控。

本实用新型将采样ATT7022B与GPRS远程通信、GPS全球定位、液晶显示技术结合使用，实现了光伏发电电参数的实时采集、监控和实时播放，便于查看。

本实用新型接有报警装置，当设备损坏无法正常采集数据时，进行报警，保证采集工作能够连续的工作，提高采集的准确度、连续性，采集工作更加高效。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种光伏发电电参数采集分析装置，其特征在于，包括：采样调理电路、采样芯片、主控芯片、显示单元、存储模块和通讯模块；

所述采样芯片，包括电流互感器或/和电压互感器，都与所述采样调理电路相连接；

所述主控芯片，分别与所述采样芯片、显示单元、存储模块、通讯模块相连接；

所述通讯模块，包括GPS模块或/和GPRS通信模块，都与所述主控芯片相连接。

2.根据权利要求1所述的一种光伏发电电参数采集分析装置，其特征在于，所述通讯模块还包括：RS-485总线，与所述主控芯片相连接。

3.根据权利要求1所述的一种光伏发电电参数采集分析装置，其特征在于，还包括：输入模块，与所述主控芯片相连接，为键盘、触摸屏、无线接收器中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种光伏发电电参数采集分析装置，其特征在于，所述采样芯片的型号为ATT7022B，还包括：数字信号处理器，与所述主控芯片、电流互感器或/和电压互感器相连接。

5.根据权利要求1所述的一种光伏发电电参数采集分析装置，其特征在于，所述主控芯片的型号为STM32F103。

6.根据权利要求1所述的一种光伏发电电参数采集分析装置，其特征在于，所述存储模块为存储芯片或寄存器。

7.根据权利要求1所述的一种光伏发电电参数采集分析装置，其特征在于，所述显示模块为液晶显示屏。

8.根据权利要求1所述的一种光伏发电电参数采集分析装置，其特征在于，还包括：报警装置，与所述主控芯片相连接，为蜂鸣器、报警灯中的一种或多种。