CN205015410U - 一种光伏智能汇流箱监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏智能汇流箱监测仪，包括控制器、电流检测模块、汇流电压检测模块、断路监测模块、防雷监测模块、拨码开关电路、指示灯模块、显示模块、太阳能组件温度检测模块、上电延时模块和上位机通讯模块，控制器采集光伏串电流值、汇流电压值、太阳能组件温度，并通过显示模块进行显示；控制器实时监测断路器开关状态、防雷器工作状态，并且具有汇流支路断路报警功能；控制器还能将监测到各个数据通过上位机通讯模块上传至上位机以供监控中心查看。本实用新型安装在汇流箱内检测太阳能组件支路发电运行状态，能够实时监测光伏串列故障并显示故障原因，降低了维护成本。

Description

一种光伏智能汇流箱监测仪

技术领域

本实用新型涉及光伏汇流箱领域，具体涉及一种光伏智能汇流箱监测仪。

背景技术

目前，能源问题日益严重。太阳能作为未来的主要能源，太阳能发电已经开始应用，各种大型光伏电站应运而生。在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线，可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入光伏汇流箱，在与光伏汇流箱汇流后，与光伏逆变器配套使用从而构成完整的光伏发电系统，实现与市电并网。

而通常光伏发电系统每隔一段时间进行一次检修，在这期间，当光伏汇流箱其中一个或多个光伏串列发生故障时，用户并不能及时发现光伏串列的故障，从而会造成大量电力流失，且检修工作复杂。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种能够实时监测光伏串列故障并显示故障原因的光伏智能汇流箱监测仪。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种光伏智能汇流箱监测仪，包括控制器、电流检测模块、汇流电压检测模块、断路监测模块、防雷监测模块、拨码开关电路、指示灯模块、显示模块和上位机通讯模块，电流检测模块、汇流电压检测模块、断路监测模块、防雷监测模块、拨码开关电路、指示灯模块、显示模块、上位机通讯模块分别与控制器电连接，控制器通过上位机通讯模块与上位机进行通讯，还包括太阳能组件温度检测模块和上电延时模块，所述太阳能组件温度检测模块和上电延时模块分别与控制器电连接。

进一步地，所述显示模块包括3位参数显示LED数码管和3位数值显示LED数码管，对每一路光伏串的电流、汇流电压及当前温度进行顺序显示，并以此为一个显示循环，实时、顺序、循环监测汇流箱内各路电流、汇流电压以及各路温度。

进一步地，所述指示灯模块包括5个指示灯，用于显示监测仪的运行状态，包括与电流检测模块通讯接收指示灯、与电流检测模块通讯发送指示灯、与上位机通讯接收指示灯、与上位机通讯发送指示灯和程序循环指示灯。

进一步地，所述与电流检测模块通讯接收指示灯的工作原理为：当控制器接收到电流检测模块发来的数据后，该指示灯点亮，点亮时间大约1s左右后熄灭。如果灯不亮，则表示没接收到数据；如果灯点亮，但很暗且时间很短，则说明收到数据，但数据不正确，表示受到干扰；和/或所述与电流检测模块通讯发送指示灯的工作原理为：当控制器需要电流检测模块的测量数据，则发出指令，此时该指示灯点亮，点亮时间大约1s左右后熄灭。如果本灯未亮起，则说明出现异常；和/或所述程序循环指示灯的工作原理为：程序运行一周，则点亮该灯一次。

进一步地，上位机通讯模块为选自下列一种或几种：RS485通讯模块、电力线载波通讯模块、GPRS通讯模块、ZigBee通讯模块、Wifi通讯模块。

进一步地，所述上位机通讯接收指示灯为RS485接收指示灯，所述与上位机通讯发送指示灯为RS485发送指示灯。

进一步地，所述RS485接收指示灯的工作原理为：当控制器从RS485总线上接收到数据后，该灯会亮起，如果亮起时间在1s左右，且指示灯亮度明显，则表明接收到与本机相关的正确的指令，如果接收亮起时间很短且亮度不明显，则表示接收到与本机无关的正确数据，或通讯受到干扰；和/或所述RS485发送指示灯的工作原理为：当接收到上位机要求发送监测数据的命令后，则点亮该灯，并发送相关数据，发送完毕，则熄灭该灯。

进一步地，所述监测仪具有汇流支路断路报警功能。

进一步地，所述电流检测模块为穿孔式霍尔电流传感器，并通过软件修正参数，提高测量精度。

进一步地，所述电流检测模块作为单独外设，所述监测仪的其他部分整合至一个通讯接线盒内，在该通讯接线盒的外部留出接线端子。

本实用新型安装在汇流箱内检测太阳能组件支路发电运行状态，能够实时监测各路电流大小、汇流后电压大小、太阳能组件温度、断路器开关状态以及防雷器工作状态，并能够通过标准MODBUS协议进行RS485通讯，将检测数据发送至监控中心以供观察。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细阐述：

图1为本实用新型光伏智能汇流箱监测仪的一种实施方式的电路结构框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，本实用新型光伏智能汇流箱监测仪，包括控制器、电流检测模块、汇流电压检测模块、断路监测模块、防雷监测模块、拨码开关电路、指示灯模块、显示模块和上位机通讯模块，电流检测模块、汇流电压检测模块、断路监测模块、防雷监测模块、拨码开关电路、指示灯模块、显示模块、上位机通讯模块分别与控制器电连接，控制器通过上位机通讯模块与上位机进行通讯，还包括太阳能组件温度检测模块和上电延时模块，所述太阳能组件温度检测模块和上电延时模块分别与控制器电连接。

在光伏发电现场的早晨、傍晚发电功率弱小时，存在电压波动特别频繁的现象，该现象导致光伏监测设备被动频繁重启，导致出现电源容易损坏和降低寿命，而本监测仪设置了上电延时模块，具有延时上电功能，可以极大降低电源重启的次数，降低光伏现场电压剧烈波动时系统上电工作与断电重启的频率，保护设备安全。

控制器一方面用于采集电流检测模块检测到的光伏串电流值、采集汇流电压检测模块检测到的汇流电压值、采集太阳能组件温度检测模块检测到的太阳能组件温度，并通过显示模块进行显示。

所述电流检测模块为穿孔式霍尔电流传感器，对支路电流进行隔离测量，能够有效降低由于太阳能电池发电不稳定而导致的设备故障。同时通过软件修正参数，提高测量精度。根据检测需要，电流检测模块可选择检测0-32路支路电流。

所述显示模块包括3位参数显示LED数码管和3位数值显示LED数码管，对每一路光伏串的电流、电压及当前温度进行顺序显示，并以此为一个程序循环，实时、顺序、循环监测汇流箱内各路电流大小、汇流后电压大小以及各路温度。例如，上电之后从第一路开始检测，顺序显示“I12.3”、“U549”、“t23”，代表第一路电流值为2.3A，电压测量值为549V，当前温度为23℃。以此为一个显示循环，接着测量第二路各参数值，继续下一个显示循环，以此类推。

控制器还能实时监测断路器开关状态、防雷器工作状态，并且具有汇流支路断路报警功能。

控制器还能将监测到的各路电流大小、汇流后电压大小、各路温度、断路器开关状态、防雷器工作状态通过上位机通讯模块上传至上位机，由监控中心观察、监控。上传方式为例如RS485、电力线载波等有线通讯方式，或者例如GPRS、ZigBee、Wifi等无线通讯方式，本实施方式对此不作限制。

所述指示灯模块包括5个指示灯，用于显示监测仪的运行状态，包括与电流检测模块通讯接收指示灯、与电流检测模块通讯发送指示灯、与上位机通讯接收指示灯、与上位机通讯发送指示灯和程序循环指示灯；当控制器与上位机通过RS485进行通讯时，所述上位机通讯接收指示灯为RS485接收指示灯，所述与上位机通讯发送指示灯为RS485发送指示灯。

各个指示灯的工作原理如下：

（1）与电流检测模块通讯接收指示灯：

当控制器接收到电流检测模块发来的数据后，该指示灯点亮，点亮时间大约1s左右后熄灭。如果灯不亮，则表示没接收到数据；如果灯点亮，但很暗且时间很短，则说明收到数据，但数据不正确，表示受到干扰。

（2）与电流检测模块通讯发送指示灯：

当控制器需要电流检测模块的测量数据，则发出指令，此时该指示灯点亮，点亮时间大约1s左右后熄灭。如果本灯未亮起，则说明出现异常。

（3）RS485接收指示灯：

当控制器从RS485总线上接收到数据后，该灯会亮起，如果亮起时间在1s左右，且指示灯亮度明显，则表明接收到与本机相关的正确的指令，如果接收亮起时间很短且亮度不明显，则表示接收到与本机无关的正确数据，或通讯受到干扰。

（4）RS485发送指示灯：

当接收到上位机要求发送监测数据的命令后，则点亮该灯，并发

送相关数据，发送完毕，则熄灭该灯。

（5）程序循环指示灯：

程序运行一周，则点亮该灯一次。

所述拨码开关电路包括6位拨码开关，可用于设置通讯地址和波特率。

在实际应用时，可将本监测仪制成两部分，电流检测模块作为单独外设，其他部分整合至一个通讯接线盒内，在该通讯接线盒的外部留出接线端子。采用这种方式能够灵活安装在汇流箱内，可采用导轨安装或者螺丝固定安装，能有效利用汇流箱空间，方便整体布局。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光伏智能汇流箱监测仪，包括控制器、电流检测模块、汇流电压检测模块、断路监测模块、防雷监测模块、拨码开关电路、指示灯模块、显示模块和上位机通讯模块，电流检测模块、汇流电压检测模块、断路监测模块、防雷监测模块、拨码开关电路、指示灯模块、显示模块、上位机通讯模块分别与控制器电连接，控制器通过上位机通讯模块与上位机进行通讯，其特征在于：还包括太阳能组件温度检测模块和上电延时模块，所述太阳能组件温度检测模块和上电延时模块分别与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的光伏智能汇流箱监测仪，其特征在于：所述显示模块包括3位参数显示LED数码管和3位数值显示LED数码管，对每一路光伏串的电流、汇流电压及当前温度进行顺序显示，并以此为一个显示循环，实时、顺序、循环监测汇流箱内各路电流、汇流电压以及各路温度。

3.根据权利要求1或2所述的光伏智能汇流箱监测仪，其特征在于：所述指示灯模块包括5个指示灯，用于显示监测仪的运行状态，包括与电流检测模块通讯接收指示灯、与电流检测模块通讯发送指示灯、与上位机通讯接收指示灯、与上位机通讯发送指示灯和程序循环指示灯。

4.根据权利要求3所述的光伏智能汇流箱监测仪，其特征在于：上位机通讯模块为选自下列一种或几种：RS485通讯模块、电力线载波通讯模块、GPRS通讯模块、ZigBee通讯模块、Wifi通讯模块。

5.根据权利要求4所述的光伏智能汇流箱监测仪，其特征在于：所述与上位机通讯接收指示灯为RS485接收指示灯，所述与上位机通讯发送指示灯为RS485发送指示灯。

6.根据权利要求1、2、4、5任一项所述的光伏智能汇流箱监测仪，其特征在于：所述监测仪具有汇流支路断路报警功能。

7.根据权利要求1、2、4、5任一项所述的光伏智能汇流箱监测仪，其特征在于：所述电流检测模块为穿孔式霍尔电流传感器，并通过软件修正参数，提高测量精度。

8.根据权利要求1、2、4、5任一项所述的光伏智能汇流箱监测仪，其特征在于：所述电流检测模块作为单独外设，所述监测仪的其他部分整合至一个通讯接线盒内，在该通讯接线盒的外部留出接线端子。