CN206640553U - 一种基于光伏板的电压和电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光伏板的电压和电流检测装置，包含信息采集模块、通讯模块、数据处理模块，其中：信息采集模块，包括多个用于检测光伏板电压电流参数的信息采集单元，各个信息采集单元分别与待检测光伏板一一对应连接，并通过通讯模块将检测到的光伏板电压电流参数发送至数据处理模块；所述数据处理模块，用于根据光伏板电压、电流信息，进行光伏板的故障识别。本实用新型能够回避传统光伏板检测装置信息传递速率低，流程繁琐、实用性不强的问题，采用极其简便的光伏板故障判断方案，充分利用极其有限的电压电流信息和天气信息，迅速判断光伏电板的工作状况。

Description

一种基于光伏板的电压和电流检测装置

技术领域

本实用新型属于光伏发电技术领域，特别是涉及一种基于光伏板的电压和电流检测装置。

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10%到以上；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，实践经验也表明，在所有光伏组件的参数之中，光伏组件的输出电压、电流最能体现光伏组件的当前状况。可以根据输出端电压、电流判断光伏组件的发电情况，当前电压、电流是否超出允许的极限，还可以判断光伏组件的均一性好坏等。传统光伏板检测装置信息传递速率低，流程繁琐、实用性不强，因此，采用更加简便的光伏板故障判断方案，对光伏组件的输出端电压、电流进行测量十分重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有光伏板检测中存在的不足，提供了一种基于光伏板的电压和电流检测装置，充分利用极其有限的电压电流信息和天气信息，迅速判断光伏电板的工作状况。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于光伏板的电压和电流检测装置，包含信息采集模块、通讯模块、数据处理模块，其中：

信息采集模块，包括多个用于检测光伏板电压电流参数的信息采集单元，各个信息采集单元分别与待检测光伏板一一对应连接，并通过通讯模块将检测到的光伏板电压电流参数发送至数据处理模块；

所述数据处理模块，用于根据光伏板电压、电流信息，进行光伏板的故障识别。

作为本实用新型的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，所述信息采集单元包含电压采集单元、电流采集单元、信号放大单元、数模转换器，所述电压采集单元和电流采集单元分别通过信号放大单元连接数模转换器。

作为本实用新型的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，每个信息采集单元均包含一个用于供电的电源模块，电源模块采用太阳能电池板作为主电源，采用可充电电池作为备用电源。

作为本实用新型的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，所述通讯模块包含短距无线通信模块和GPRS无线通讯模块，其中：

所述短距无线通信模块，用于接收各信息采集单元采集的数据，并和数据处理模块进行数据通信；

所述GPRS无线通讯模块，用于将数据处理模块的故障识别结果发送至外部WEB服务器。

作为本实用新型的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，所述数据处理模块包含数据处理单元以及分别与其连接的数据存储单元和故障判断单元，其中：

所述数据存储单元，用于存储所述光伏板的电压电流历史数据；

数据处理单元，用于将实时接收的光伏板电压电流参数进行处理；

所述故障判断单元，用于将处理后的光伏板电压电流参数与数据存储单元中的历史数据进行比对，根据比对结果识别光伏板的故障情况。

作为本实用新型的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，所述短距无线通信模块是频率为470MHZ的zigbee无线通信模块。

作为本实用新型的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，所述故障判断单元通过GPRS无线通讯模块接收天气信息，用于根据天气信息判断是否出现误判。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型能够回避传统光伏板检测装置信息传递速率低，流程繁琐、实用性不强的问题，采用极其简便的光伏板故障判断方案，充分利用极其有限的电压电流信息和天气信息，迅速判断光伏电板的工作状况。

2、本实用新型采用高精度传感器进行电压和电流的信息采集，并通过470MHz的短距无线通信进行实时传输，满足信息采集的精确性和实时性要求。

3、本实用新型进行光伏电板故障判断时，结合了实时天气情况，防止由于天气原因导致检测装置出现误判，增加了故障判断的准确性。

4、本实用新型的检测装置具有记忆存储功能，通过对比一段时间内的电压、电流信息进行故障判断，能够简单迅速的识别光伏板的故障情况。

附图说明

图1是本实用新型屋顶光伏板的电压和电流检测装置的构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本实用新型提出一种基于光伏板的电压和电流检测装置，包含信息采集模块、通讯模块、数据处理模块，其中信息采集模块包含多个用于检测光伏板电压电流参数的信息采集单元；所述信息采集单元和待检测的光伏板数量相等且一一对应连接；所述数据处理模块通过通讯模块分别与多个信息采集单元连接。每个信息采集单元包含电压采集单元、电流采集单元、信号放大单元、数模转换器，其中，电压采集单元和电流采集单元分别通过信号放大单元连接数模转换器。

本实用新型中还包括一个用于提供电源的电源模块，分别与通讯模块、数据处理模块连接，又同时和多个信息采集单元连接。其中：电源模块为整个检测装置提供工作电源，一方面为信息采集单元提供工作电源；另一方面为整个检测装置提供工作电源；所述信息采集单元安装在每个光伏板上，采集光伏板的电压和电流值，所述信息采集单元的输入端接至光伏板的输出端，信息采集单元的输出端连接至通讯单元，信息采集单元采集光伏板的电压值和电流值，并将其转换为电压信号和电流信号发送至所述通讯模块；所述通讯模块为所述检测装置各模块之间的通讯以及检测装置与WEB服务器之间的通讯提供必要的通讯手段。

所述通讯模块一方面负责将接收到的电压电流信号传输至数据处理模块，一方面负责数据处理模块与WEB服务器之间信息的交互。所述数据处理模块为所述检测装置的核心模块，包括数据存储单元（SQL数据库）、数据处理单元和故障判断单元，所述数据处理单元将实时接收到的光伏板电压、电流信号进行处理，处理后发送至数据储存单元进行储存，同时发送至故障判断单元进行故障判断；数据存储单元（SQL数据库）用于存储接收到的每块光伏板的电压、电流信号，最终用于故障判断单元的数据对比；所述故障判断单元对处理后的数据和数据库中数据进行对比判断，如数据出现异常则判断出现故障，并将判断结果上传至WEB服务器。

电源模块采用太阳能电池板作为主电源，采用免维护可充电电池作为备用电源；太阳能电池板在光照环境能使太阳能电池板输出1%功率，就能保证所述检测装置的正常工作；电源模块设计了智能电源管理模块，避免了电池过充放电。

信息采集单元包括电压采集单元和电流采集单元，分别连接至所述光伏板的输出端，采集电压电流值。信息采集单元还包括信号放大单元和模/数转换器，所述信号放大单元连接至所述电压采集单元和电流采集单元，将接收到的电压值和电流值进行差分放大后发送至所述模/数转换器；所述模/数转换器连接至所述信号放大单元，对从所述信号放大单元接收的经差分放大后的电压值和电流值进行模数转换得到电压信号和电流信号。

通讯模块包括短距无线通信和GPRS无线通信，所述短距无线通信用于所述检测装置各模块之间的信号的传输；所述GPRS无线通信用于检测装置与外部的通讯，负责接收天气情况和传输光伏板判断结果。短距无线通讯的频率为470MHz，满足电压、电流信号的实时性传输要求。

数据处理模块中的SQL数据库能够存储24h的所述光伏板的电压、电流数据。数据处理模块中的故障判断单元比对SQL数据库中数据，如果一段时间内一直出现数据异常，就默认该光伏电板有故障。同时，结合天气信息，当因天气原因造成光伏板的电压、电流数据出现异常时，则消除故障信息，避免误判。

本实用新型工作原理：

信息采集单元实时在线检测光伏组件的运行情况，将光伏板工作的电压和电流通过通讯模块上传给数据处理模块，数据处理模块通过对比一段时间内的光伏板电压电流信息和天气状况信息能够及时发现光伏板出现的问题，上传至WEB服务器提示运行维护人员及时处理，防止在光伏组件运行过程中不能及时发现问题组件，严重影响整组组件的发电效率甚至引发火灾事故的发生。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于光伏板的电压和电流检测装置，其特征在于，包含信息采集模块、通讯模块、数据处理模块，其中：

信息采集模块，包括多个用于检测光伏板电压电流参数的信息采集单元，各个信息采集单元分别与待检测光伏板一一对应连接，并通过通讯模块将检测到的光伏板电压电流参数发送至数据处理模块；

所述数据处理模块，用于根据光伏板电压、电流信息，进行光伏板的故障识别。

2.根据权利要求1所述的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，其特征在于，所述信息采集单元包含电压采集单元、电流采集单元、信号放大单元、数模转换器，所述电压采集单元和电流采集单元分别通过信号放大单元连接数模转换器。

3.根据权利要求1所述的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，其特征在于，每个信息采集单元均包含一个用于供电的电源模块，电源模块采用太阳能电池板作为主电源，采用可充电电池作为备用电源。

4.根据权利要求1所述的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，其特征在于，所述通讯模块包含短距无线通信模块和GPRS无线通讯模块，其中：

所述短距无线通信模块，用于接收各信息采集单元采集的数据，并和数据处理模块进行数据通信；

所述GPRS无线通讯模块，用于将数据处理模块的故障识别结果发送至外部WEB服务器。

5.根据权利要求1所述的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，其特征在于，所述数据处理模块包含数据处理单元以及分别与其连接的数据存储单元和故障判断单元，其中：

所述数据存储单元，用于存储所述光伏板的电压电流历史数据；

数据处理单元，用于将实时接收的光伏板电压电流参数进行处理；

所述故障判断单元，用于将处理后的光伏板电压电流参数与数据存储单元中的历史数据进行比对，根据比对结果识别光伏板的故障情况。

6.根据权利要求4所述的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，其特征在于，所述短距无线通信模块是频率为470MHZ的zigbee无线通信模块。

7.根据权利要求4所述的一种基于光伏板的电压和电流检测装置，其特征在于，所述故障判断单元通过GPRS无线通讯模块接收天气信息，用于根据天气信息判断是否出现误判。