CN206331580U - 基于微型逆变器的wifi/plc复合通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于微型逆变器的WiFi/PLC复合通信系统，其特征包括：n个微型逆变器单元、监控模块和集中器；n个微型逆变器单元通过WIFI的无线传输和电力线分别与集中器相连；集中器通过串口和无线的方式，与监控模块通信；任意一个微型逆变器单元包括：微型逆变器模块和WiFi/PLC模块；微型逆变器模块包括：DC‑DC模块，DC‑AC模块，DSP控制模块、太阳能电池板、第一检测调理电路、第二检测调理电路、第一驱动电路和第二驱动电路；WiFi/PLC模块包括WiFi串口模块和PLC模块。本实用新型能实时监测监控区域内逆变器的工作状态并进行管理，从而提高逆变器的工作效率。

Description

基于微型逆变器的WIFI/PLC复合通信系统

技术领域

本实用新型涉及一种微型逆变器的WIFI/PLC复合通信技术，具体的说一种基于无线传输和外部独立的电力载波传输的微型逆变器的通信系统。

背景技术

近些年来，随着光伏逆变器技术的发展，人们对能源的效率性和安全性越来越重视，人们对于实时监控逆变器的要求越来越高，例如逆变器当前工作状态、太阳能电池板的最大功率点追踪情况，当前输出功率/电压/电流等数据都需要被监控，以便更高效安全的使用。WiFi无线通信技术和PLC电力载波通信技术的的快速发展，为逆变器的数据传输提供了新的便捷方法。使用无线通信和载波通信，可以使工作者更加方便的逆变器的状态的掌握，进而提高了工作效率。

从目前来看，最常见的通信方法就是通过无线(RF)、电力载波(PLC)或者RS485技术。首先无线通信技术受到传输的距离限制且可靠性不高；电力载波通信PLC技术信号质量差，单宽窄，线路停运时检修时(有地线时)就不能传送数据。RS485通信技术需要铺设专门的线路，这样会增加组网的成本。

发明内容

本实用新型为了克服上述现有技术的不足之处，提供一种基于微型逆变器的WiFi/PLC复合通信系统，以期能实时监测监控区域内逆变器的工作状态，从而提高逆变器的工作效率。

本实用新型为达到上述发明目的，采用如下的技术方案是：

本实用新型一种基于微型逆变器的WiFi/PLC复合通信系统的特点包括：n个微型逆变器单元、监控模块和集中器模块；所述n个微型逆变器单元通过电力线分别与所述集中器模块相连；所述集中器模块通过串口和无线与所述监控模块通信；

任意一个微型逆变器单元包括：微型逆变器模块和WiFi/PLC模块；所述微型逆变器模块和WiFi/PLC模块之间通过SPI同步串口进行通信；

所述微型逆变器模块包括：DC-DC模块，DC-AC模块，DSP控制模块、太阳能电池板、第一检测调理电路、第二检测调理电路、第一驱动电路和第二驱动电路；

所述DSP控制模块通过ADCINB0引脚、ADCINB1引脚与所述第二检测调理电路相连，用于检测所述电力线上的电流和电压，并通过ECAP1引脚来捕捉所述电力线上的频率，从而获得所述DC-AC模块所需的占空比；

所述DSP控制模块通过自身EPWM2A\EPWM2B引脚和EPWM3A\EPWM3B引脚与所述第二驱动电路相连，用于发送SPWM信号并放大处理后提供给所述DC-AC模块，使得所述DC-AC模块处于逆变状态；

所述DSP控制模块通过所述第二检测调理电路检测负载的电流电压的频率，并与所述电力线的电压频率和相位相匹配，从而实现并网控制；

所述太阳能电池板为所述DC-DC模块进行供电；

所述DSP控制模块通过ADCINA0引脚和ADCINA1引脚与所述第一检测调理电路相连，用于检测所述太阳能电池板的电流和电压，从而获得所述太阳能电池板的最大输出功率；

所述DSP控制模块根据所述最大输出功率得到所述PWM信号的占空比，并通过自身EPWM1A\EPWM1B引脚与所述第一驱动电路相连，用于发送所述PWM信号并进行放大处理后提供给所述DC-DC模块，使得所述DC-DC模块处于升压状态，从而形成闭环控制；

所述DC-DC模块通过导线与所述DC-AC模块相连，为所述DC-AC模块提供工作电压；

所述WiFi/PLC模块通过所述DSP控制模块获得所述微型逆变器模块的输出功率和并网状态，并传输至所述集中器模块；

所述集中器模块分别获得n个微型逆变器模块的输出功率和并网状态，并提供给所述监控模块用于进行实时监控。

本实用新型所述的基于微型逆变器的WiFi\PLC通信系统的特点也在于：

所述WiFi\PLC模块是由DSP芯片、WiFi串口模块、PLC模块组成；

所述DSP芯片通过自身UART串口将所获得数据发送给所述PLC模块的D/A转换引脚和所述WiFi串口模块的RX引脚，由所述PLC模块进行模数转换后通过自身TX引脚发送至电力线上；由所述WiFi串口模块将接收的数据发送给所述集中器，所述PLC模块的RX引脚将接收到的电力线数据发送给所述DSP芯片的UART串口。

所述监控模块由CH340转换器和上位机组成，所述CH340转换器通过电平转换将接收到的数据实时传送至所述上位机，所述上位机通过自身WiFi串口模块接收所述集中器发送的数据。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型是通过WiFi/PLC模块来实现一个区域内逆变器的状态数据通信，并将信息发送到上位机，从而达到对所有逆变器的实时监控。通过WiFi/PLC复合的方法，使对区域内的逆变器监控能够更有效、更安全、更稳定的工作。

2、本实用新型的微型逆变器模块使用TMS320F28335芯片控制DC-DC和DC-AC的工作，可以逆变器快速，稳定的工作。

3、本实用新型外部独立的PLC模块，具有系统拓扑模块化较好，灵活度高的优点。利用现有的电力传输数据，可以在节省成本的情况下能够实现有效的实时通信。

4、本实用新型使用WiFi串口模块为系统通信方式之一，可以更好的弥补PLC通信的不足之处，使整个通信系统更稳定。

附图说明

图1为本实用新型微型逆变器WiFi/PLC复合通信系统结构图；

图2为本实用新型微型逆变器模块与WiFi/PLC模块单元结构图；

图3为本实用新型WiFi/PLC模块结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

参见图1，基于微型逆变器的WiFi/PLC通信系统，包括：n个微型逆变器单元、监控模块和集中器；n个微型逆变器单元通过无线发送和电力线分别与集中器模块相连；集中器模块通过无线和串口与监控模块通信；具体实施中，监控模块由CH340转换器和上位机组成，CH340转换器通过电平转换将接收到的数据实时传送至上位机。

参见图1，任意一个微型逆变器单元包括：微型逆变器模块和WiFi/PLC模块；微型逆变器模块和WiFi/PLC模块之间通过信号线相连，两者之间通过SPI同步串口进行SPI通信；

微型逆变器单元可通过两种方式将数据发送至上位机。第一种，将数据信息耦合，发送至电力线上，集中器的PLC模块再从电力线上接送，调制信息并发送至监控模块；第二种，将数据通过WiFi串口模块，用无线发送到集中器的WiFi模块，再通过无线转发至上位。通过这两种方法实施监控。

参见图2，微型逆变器模块包括：DC-DC模块，DC-AC模块，DSP控制模块、太阳能电池板、第一检测调理电路、第二检测调理电路、第一驱动电路和第二驱动电路；

DSP控制模块的控制芯片为TMS320F28335芯片，控制芯片、检测调理电路、DC-DC模块、DC-AC模块之间通过信号线连接，从而控制DC-DC模块、DC-AC模块工作。

DC-DC模块通过导线与DC-AC模块相连，为DC-AC模块提供逆变电压，将提供的直流400V电压逆变成200V交流电；

DSP控制模块使用ADCINB0和ADCINB1引脚，通过第二检测调理电路检测电力线上的电流和电压；用CAP1引脚捕捉频率来计算DC-AC模块所需的占空比。DSP控制模块通过自身EPWM2A\EPWM2B引脚和EPWM3A\EPWM3B引脚发送SPWM信号给第二驱动电路；由第二驱动电路将SPWM信号进行放大处理后提供给DC-AC模块，使得DC-AC模块处于逆变状态，并根据相应的检测结果控制DC-AC模块的频率和相位与电力线上的电压匹配，从而实现并网控制；

太阳能电池板为DC-DC模块进行供电，DC-DC模块将太阳能电池板输出的电压升到400V；

DSP控制模块使用ADCINA0和ADCINA1引脚，通过第一检测调理电路检测太阳能电池板的电流和电压，用于获得太阳能电池板的最大输出功率，从而提高逆变器的工作效率；

DSP控制模块根据最大输出功率计算得到PWM信号的占空比，并通过TMS320F28335芯片的EPWM1A\EPWM1B引脚发送PWM信号给第一驱动电路，由第一驱动电路将PWM信号进行放大处理后提供给DC-DC模块，使得DC-DC模块处于升压状态，从而形成闭环控制；

WiFi/PLC模块通过DSP控制模块获得微型逆变器模块的输出功率和并网状态，并发送至集中器模块；

集中器模块通过电力线分别获得n个微型逆变器模块的输出功率和并网状态，并提供给监控模块用于进行实时监控。

参见图3，WiFi/PLC模块是由DSP芯片TMS320F28335、WiFi/PLC模块组成；DSP芯片通过自身UART串口将所获得数据发送给PLC模块的D/A转换引脚和WiFi串口模块的RX引脚，由PLC模块进行模数转换后通过自身TX引脚发送至电力线上，PLC模块通过RX引脚接收到电力线上的数据，从而传输到控制器DSP芯片上；再者当PLC通信无法进行时，可以通过WiFi通信来进行，DSP芯片通过自身UART串口将所获得数据发送给WiFi串口模块的RX引脚，在接收到数据后，再通过无线发送至集中器模块的WiFi串口模块。

Claims (3)

1.一种基于微型逆变器的WiFi/PLC复合通信系统，其特征包括：n个微型逆变器单元、监控模块和集中器模块；所述n个微型逆变器单元通过电力线分别与所述集中器模块相连；所述集中器模块通过串口和无线与所述监控模块通信；

任意一个微型逆变器单元包括：微型逆变器模块和WiFi/PLC模块；所述微型逆变器模块和WiFi/PLC模块之间通过SPI同步串口进行通信；

所述微型逆变器模块包括：DC-DC模块，DC-AC模块，DSP控制模块、太阳能电池板、第一检测调理电路、第二检测调理电路、第一驱动电路和第二驱动电路；

所述DSP控制模块通过ADCINB0引脚、ADCINB1引脚与所述第二检测调理电路相连，用于检测所述电力线上的电流和电压，并通过ECAP1引脚来捕捉所述电力线上的频率，从而获得所述DC-AC模块所需的占空比；

所述DSP控制模块通过自身EPWM2A\EPWM2B引脚和EPWM3A\EPWM3B引脚与所述第二驱动电路相连，用于发送SPWM信号并放大处理后提供给所述DC-AC模块，使得所述DC-AC模块处于逆变状态；

所述DSP控制模块通过所述第二检测调理电路检测负载的电流电压的频率，并与所述电力线的电压频率和相位相匹配，从而实现并网控制；

所述太阳能电池板为所述DC-DC模块进行供电；

所述DSP控制模块通过ADCINA0引脚和ADCINA1引脚与所述第一检测调理电路相连，用于检测所述太阳能电池板的电流和电压，从而获得所述太阳能电池板的最大输出功率；

所述DSP控制模块根据所述最大输出功率得到所述PWM信号的占空比，并通过自身EPWM1A\EPWM1B引脚与所述第一驱动电路相连，用于发送所述PWM信号并进行放大处理后提供给所述DC-DC模块，使得所述DC-DC模块处于升压状态，从而形成闭环控制；

所述DC-DC模块通过导线与所述DC-AC模块相连，为所述DC-AC模块提供工作电压；

所述WiFi/PLC模块通过所述DSP控制模块获得所述微型逆变器模块的输出功率和并网状态，并传输至所述集中器模块；

所述集中器模块分别获得n个微型逆变器模块的输出功率和并网状态，并提供给所述监控模块用于进行实时监控。

2.根据权利要求1所述的基于微型逆变器的WiFi/PLC复合通信系统，其特征是：

所述WiFi\PLC模块是由DSP芯片、WiFi串口模块、PLC模块组成；

所述DSP芯片通过自身UART串口将所获得数据发送给所述PLC模块的D/A转换引脚和所述WiFi串口模块的RX引脚，由所述PLC模块进行模数转换后通过自身TX引脚发送至电力线上；由所述WiFi串口模块将接收的数据发送给所述集中器，所述PLC模块的RX引脚将接收到的电力线数据发送给所述DSP芯片的UART串口。

3.根据权利要求1所述的基于微型逆变器的WiFi/PLC复合通信系统，其特征是，所述监控模块由CH340转换器和上位机组成，所述CH340转换器通过电平转换将接收到的数据实时传送至所述上位机，所述上位机通过自身WiFi串口模块接收所述集中器发送的数据。