CN205232153U - 一种光伏组件故障鉴别电路 - Google Patents

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荣飞
贺锐智
黄守道
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Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件故障鉴别电路，包括两个接线端口，一个限流电阻，一个5V的稳压二极管D和一个发光二极管LED；两个接线端口分别是第一端口和第二端口，限流电阻的一端接第一端口，另一端接稳压二极管D的负极，稳压二极管D的正极接第二端口；发光二极管LED的正极接稳压二极管D的负极，发光二极管LED的负极接稳压二极管D的正极；需要进行故障鉴别的光伏组件的正极接第一端口，需要进行故障鉴别的光伏组件的负极接第二端口。本实用新型电路结构简单，成本低廉，能快速准确鉴别出大型光伏电场中的故障组件，利于光伏电场的维护。

Description

一种光伏组件故障鉴别电路
技术领域
本实用新型属于故障鉴别领域，特别涉及大型光伏电场中的光伏组件鉴别领域，具体涉及一种光伏组件故障鉴别电路。
背景技术
随着全球能源问题的日益突出，人们逐渐将目光转向再生能源，太阳能就是其中之一。在过去的几年里，因为光伏材料的价格下降以及各国政府的支持，光伏材料得到了快速的发展，目前光伏组件的寿命在二十年到三十年之间，这就要求光伏电场在这二三十年内可以实现高效、稳定、持续发电。但是光伏电场一般安装在比较恶劣的环境之中，容易引发故障。因此，光伏电场的维护和光伏组件的故障鉴别就变得非常重要。
通常的光伏组件的故障鉴别方法有以下几种：
第一种是基于电路结构的故障鉴别方法，其本质是通过改变电路结构来减少传感器数量。缺点是系统安装过程太复杂，并且对于大型的光伏电场而言，所需要的传感器数量巨大，系统成本会增加，因此基于电路结构的故障鉴别方法只适用于小规模的光伏电场或特殊场合。
第二种是基于数学模型法，其本质是对光伏系统进行数学建模，将系统正常工作状态下的运行结果与实际运行的结果进行比较，通过观测两者之间的差异大小判定是否有光伏组件发生故障。这种方法的缺陷是由于光伏系统非常依赖坏境因素，模型的建立困难，而且这种方法只能鉴别是否有光伏组件故障，但无法快速准确的鉴别故障组件
第三种是基于电气测量法，基于电气测量法中又包括基于I-V曲线的方法、基于测量接地电容的方法、基于测量反馈信号的方法。这三种方法的鉴别思路相同，都是用实际测量值与预估值相比较，虽然和第一种方法相比可以减少光伏组件故障鉴别的成本，但这三种方法都不能快速准确的鉴别出大型光伏电场中的故障组件。
第四种是基于红外图像的分析方法，与前面三种方法相比，这种方法不需要测量光伏组件的参数，而是利用红外摄像机将光伏组件拍摄下来，然后利用计算机进行红外图像分析来鉴别故障组件，所依据的原理是故障组件处的温度与非故障组件处的温度存在差异并体现在红外图像上。其不足是必须配备高分辨率的红外摄像头，增加了系统成本，而且图像容易受外界环境干扰，导致故障组件的鉴别出现误差。
因此，本实用新型提出一种新的光伏组件故障鉴别方法，具有电路结构简单，成本低廉，能快速准确鉴别出大型光伏电场中的故障组件等优点，利于光伏电场的维护。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种光伏组件故障鉴别电路，能快速准确鉴别出大型光伏电场中的故障组件。
为了实现上述目的，本实用新型采用的优化方案是：
一种光伏组件故障鉴别电路，其特征在于，包括两个接线端口，一个限流电阻，一个5V的稳压二极管D和一个发光二极管LED；
两个接线端口分别是第一端口和第二端口，限流电阻的一端接第一端口，另一端接稳压二极管D的负极，稳压二极管D的正极接第二端口；发光二极管LED的正极接稳压二极管D的负极，发光二极管LED的负极接稳压二极管D的正极；
需要进行故障鉴别的光伏组件的正极接第一端口，需要进行故障鉴别的光伏组件的负极接第二端口；
所述限流电阻的阻值R取值为需要进行故障鉴别的光伏组件(即故障鉴别电路所并联的光伏组件)的开路电压值Voc的100倍，即R＝100*Voc，其中阻值R的单位为Ω，开路电压值Voc的单位为V。
所述稳压二极管D的型号为1N750。
所述发光二极管LED的型号为BT101。
本实用新型的光伏组件故障鉴别电路，故障鉴别原理为：
将需要进行故障鉴别的光伏组件的正极接在第一端口，需要进行故障鉴别的光伏组件的负极接在第二端口；当发光二极管LED点亮时，判定该光伏组件为非故障组件，当发光二极管LED熄灭时，判定该光伏组件为故障组件。
有益效果：
本实用新型电路结构简单，成本低廉，能快速准确鉴别出大型光伏电场中的故障组件，利于光伏电场的维护。
本实用新型的优点是：1)采用发光二极管LED指示故障组件，能快速准确的鉴别出大型光伏电场中的故障组件，很好的解决了故障定位的问题。2)不需要建立复杂的数学模型，也不需要繁琐的理论分析。3)使用的功率器件少，电路结构简单，成本低廉，具有非常好的经济性能。
附图说明
图1光伏组件故障鉴别电路图。
图2光伏组件故障鉴别接线图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是光伏组件故障鉴别电路图。故障鉴别部分由两个接线端口(分别是第一端口和第二端口)、一个限流电阻、一个5V的稳压二极管D和一个发光二极管LED组成。限流电阻的一端接在第一端口，另一端接在稳压二极管D的负极，稳压二极管D的正极接在第二端口，发光二极管LED的正极接在稳压二极管D的负极，发光二极管LED的负极接在稳压二极管D的正极。所述限流电阻的阻值R取值为需要进行故障鉴别的光伏组件(即故障鉴别电路所并联的光伏组件)的开路电压值Voc的100倍，即R＝100*Voc，其中阻值R的单位为Ω，开路电压值Voc的单位为V。
图2是光伏组件故障鉴别接线图，光伏组件故障鉴别电路的第一端口接在光伏组件的正极，光伏组件故障鉴别电路的第二端口接在光伏组件的负极。
限流电阻R既能为稳压二极管D和发光二极管LED提供工作电流，又能保护稳压二极管D和发光二极管LED不受过流损坏。光伏组件正常工作时的端口电压Vm远大于5V，因此，当光伏组件运行正常时，稳压二极管D被反向击穿，其端口电压被钳位在5V。由于发光二极管LED与稳压二极管并联，因此发光二极管LED的端口电压也为5V，发光二极管点亮；当光伏组件出现故障时，其输出电压降到0，稳压二极管D两端的电压为0V，发光二极管LED会熄灭。
因此，观察发光二极管LED的状态，当发光二极管点亮时，判定与之相连的光伏组件正常；当发光二极管熄灭时，判定与之相连的光伏组件故障。

Claims (3)

1.一种光伏组件故障鉴别电路，其特征在于，包括两个接线端口，一个限流电阻，一个5V的稳压二极管D和一个发光二极管LED；
两个接线端口分别是第一端口和第二端口，限流电阻的一端接第一端口，另一端接稳压二极管D的负极，稳压二极管D的正极接第二端口；发光二极管LED的正极接稳压二极管D的负极，发光二极管LED的负极接稳压二极管D的正极；
需要进行故障鉴别的光伏组件的正极接第一端口，需要进行故障鉴别的光伏组件的负极接第二端口；
所述限流电阻的阻值R取值为需要进行故障鉴别的光伏组件的开路电压值Voc的100倍，即R＝100*Voc，其中阻值R的单位为Ω，开路电压值Voc的单位为V。
2.根据权利要求1所述的光伏组件故障鉴别电路，其特征在于，所述稳压二极管D的型号为1N750。
3.根据权利要求1所述的光伏组件故障鉴别电路，其特征在于，所述发光二极管LED的型号为BT101。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108233864A (zh) * 2018-03-21 2018-06-29 广西大学 一种光伏板故障检测及故障自屏蔽保护电路及检测方法

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