CN207926521U - 光伏阵列故障诊断装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光伏阵列故障诊断装置及系统，涉及光伏发电技术领域，本诊断装置中，数据采集装置与待检测光伏阵列对应的逆变器直流侧输入端连接；数据采集装置采集待检测光伏阵列各支路的运行数据；微处理器比对各支路的运行数据与预先计算得到的运行数据理论值，当运行数据和运行数据理论值的偏差值超过预设偏差阈值时，通过通信装置向移动终端或者光伏电站数据中心发送故障信息。本实用新型能够对光伏阵列进行实时监测，具备和逆变器通信能力以获取阵列运行数据，对光伏阵列故障进行在线判断和预警，为管理人员巡检和运维提供技术支撑，保障光伏电站的安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其是涉及一种光伏阵列故障诊断装置及系统。
背景技术
光伏电站是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电。
随着光伏发电技术的进步，光伏发电规模日益扩大，光伏电站的故障主要集中于光伏电站直流侧，因此，光伏阵列的故障诊断对于光伏电站的高效运行具有重要意义。
现有光伏发电系统中，光伏阵列支路直接连接逆变器输入端，目前逆变器存在无法监测光伏阵列支路异常和故障的能力，常常由于光伏阵列故障，给光伏电站安全运行带来不好的后果，严重影响光伏电站的运行效率。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光伏阵列故障诊断装置及系统，能够对光伏阵列进行实时监测，具备和逆变器通信能力以获取阵列运行数据，对光伏阵列故障进行在线判断和预警，为管理人员巡检和运维提供技术支撑，保障光伏电站的安全运行。
第一方面，本实用新型实施例提供一种光伏阵列故障诊断装置，包括：数据采集装置、微处理器和通信装置；
数据采集装置与待检测光伏阵列对应的逆变器直流侧输入端连接；
数据采集装置采集待检测光伏阵列各支路的运行数据；运行数据包括：电压数据和电流数据中至少一项；
微处理器比对各支路的运行数据与预先计算得到的运行数据理论值，当运行数据和运行数据理论值的偏差值超过预设偏差阈值时，通过通信装置向移动终端或者光伏电站数据中心发送故障信息。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：存储装置；
存储装置与微处理器连接；
存储装置对微处理器所发送的运行数据、运行数据理论值及故障信息进行存储。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，数据采集装置包括：检测线、电压传感器、电流传感器；
电压传感器、电流传感器分别通过检测线，连接逆变器直流侧输入端的待检测光伏阵列各支路的正负极；
电压传感器、电流传感器分别采集待检测光伏阵列各支路的运行数据。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，微处理器包括：STM32F429芯片。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，通信装置包括：无线通信模块和/或通信接口；
微处理器通过无线通信模块将故障信息向移动终端发送；
微处理器通过无线通信模块或者通信接口将故障信息向光伏电站数据中心发送。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，无线通信模块包括：以太网RJ45模块、GPRS模块、WIFI模块、蓝牙模块、NB-IOT模块、3G/4G模块中至少一种。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，通信接口包括：RS485接口或者RS232接口。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括：报警装置；
报警装置与微处理器连接；
微处理器在判断运行数据和运行数据理论值的偏差值超过预设偏差阈值时，控制报警装置进行报警。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，报警装置包括：声音报警器、灯光报警器和语音播报器中至少一种。
第二方面，本实用新型实施例还提供一种光伏阵列故障诊断系统，包括：移动终端、光伏电站数据中心及如第一方面所述的光伏阵列故障诊断装置；
移动终端、光伏电站数据中心分别与光伏阵列故障诊断装置通信连接。
本实用新型实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：
本实用新型实施例所提供光伏阵列故障诊断装置中包括：数据采集装置、微处理器和通信装置；数据采集装置与待检测光伏阵列对应的逆变器直流侧输入端连接；数据采集装置采集待检测光伏阵列各支路的运行数据；运行数据包括：电压数据和电流数据中至少一项；微处理器根据各支路的运行数据及预先计算得到的运行数据理论值进行比对，判断运行数据和运行数据理论值的偏差值超过预设偏差阈值时，生成待检测光伏阵列相应支路的故障信息，并通过通信装置向移动终端或者光伏电站数据中心发送故障信息。本实用新型实施例所提供的光伏阵列故障诊断装置，能够对光伏阵列进行实时监测，具备和逆变器通信能力以获取阵列运行数据，对光伏阵列故障进行在线判断和预警，为管理人员巡检和运维提供技术支撑，保障光伏电站的安全运行。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的一种光伏阵列故障诊断装置的示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的另一种光伏阵列故障诊断装置的示意图；
图3为本实用新型实施例一提供的另一种光伏阵列故障诊断装置的示意图；
图4为本实用新型实施例二提供的一种光伏阵列故障诊断系统的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
现有的光伏发电系统中，与光伏阵列支路直接连接的逆变器存在无法监测光伏阵列支路异常和故障的能力，常常由于光伏阵列故障，给光伏电站安全运行带来不好的后果，严重影响光伏电站的运行效率。
基于此，本实用新型实施例提供了一种光伏阵列故障诊断装置及系统，能够对光伏阵列进行实时监测，具备和逆变器通信能力以获取阵列运行数据，对光伏阵列故障进行在线判断和预警，为管理人员巡检和运维提供技术支撑，保障光伏电站的安全运行。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种光伏阵列故障诊断装置进行详细介绍。
实施例一：
本实用新型实施例提供一种光伏阵列故障诊断装置，参见图1所示，该装置包括：数据采集装置11、微处理器12和通信装置13。
其中，数据采集装置11与待检测光伏阵列对应的逆变器直流侧输入端连接；数据采集装置11采集待检测光伏阵列各支路的运行数据；运行数据包括：电压数据和电流数据中至少一项；微处理器12比对各支路的运行数据及预先计算得到的运行数据理论值，当运行数据和运行数据理论值的偏差值超过预设偏差阈值时，通过通信装置13向移动终端或者光伏电站数据中心发送故障信息。
具体实现的时候，微处理器12通过STM32F429芯片来实现，数据采集装置11实时采集待检测光伏阵列各支路的运行数据，包括电压或者电流数据，并将该运行数据发送给微处理器12，微处理器12进一步对上述运行数据和预先计算得到的理论值进行比对，并计算运行数据和理论值之间的偏差值，当该偏差值超过预设的偏差阈值时，判断该运行数据所对应的光伏阵列支路发生故障，进一步根据该偏差值生成该支路的故障信息，通过通信装置13发送给管理人员的手持终端或者光伏电站数据中心，以使管理人员进行及时处理。
本实用新型实施例所提供的光伏阵列故障诊断装置，能够对光伏阵列进行实时监测，具备和逆变器通信能力以获取阵列运行数据，对光伏阵列故障进行在线判断和预警，为管理人员巡检和运维提供技术支撑，保障光伏电站的安全运行。
参见图2所示，在另一种实施方式中，上述数据采集装置11具体包括：检测线111、电压传感器113、电流传感器112。电压传感器113、电流传感器112分别通过检测线111，连接逆变器直流侧输入端的待检测光伏阵列各支路的正负极；电压传感器113、电流传感器112分别采集待检测光伏阵列各支路的运行数据。
具体的，检测线111连接逆变器直流侧输入端各光伏阵列支路的正负极，所述检测线111还连接电压传感器113和电流传感器112，通过电压传感器113和电流传感器112可以分别监测各支路的电压信号和电流信号，即采集到待检测光伏阵列各支路的运行数据。
此外，上述数据采集装置11还包括数据采集线114，所述数据采集线114为485接口，采用MODBUS RTU或MODBUS TCP/IP通讯规约以连接逆变器的数据采集模块，可以直接采集逆变器直流侧各支路运行电流数据和电压数据。数据采集装置11通过检测线111和数据采集线114均可以获取逆变器直流侧光伏阵列各支路的运行数据。
进一步，上述光伏阵列故障诊断装置还包括：存储装置14。存储装置14与微处理器12连接；存储装置14对微处理器12所发送的运行数据、运行数据理论值及故障信息进行存储。
微处理器12中还设置有无效数据清理模块，微处理器12通过该无效数据清理模块，对数据采集装置11所采集到的运行数据进行无效数据清理，并将清理后的数据存入存储装置14中。
具体的，当数据采集装置11获取到光伏阵列各支路的电流数据和电压数据后，将其传输至微处理器12，微处理将运行数据存入存储装置14中。微处理器12通过计算光伏阵列各支路理论电流值和电压值，进一步计算各支路理论电流值、电压值与各支路实际电流值、电压值的偏差，进行各支路的故障判断。如果某支路上的上述偏差值超过预设偏差阈值时，判断该支路发生故障，生成故障信息发送给移动终端或者光伏电站数据中心，同时，将故障信息，即故障诊断结果存入存储装置14。
本实施例中，通信装置13包括：无线通信模块和/或通信接口。微处理器12通过无线通信模块将故障信息向移动终端发送；微处理器12通过无线通信模块或者通信接口将故障信息向光伏电站数据中心发送。
其中，无线通信模块包括：以太网RJ45模块、WIFI模块、GPRS模块、蓝牙模块、NB-IOT模块、3G/4G模块中至少一种。通信接口包括：RS485接口或者RS232接口。
优选的，通信装置13通过485接口，采用MODBUS RTU或MODBUS TCP/IP通讯规约将诊断结果，即故障信息传送至光伏电站数据中心，或者通信装置13通过GPRS/3G无线通讯模块将故障信息发送至光伏电站数据中心或运维人员的移动终端。
作为一种优选实施方式，上述光伏阵列故障诊断装置还包括：报警装置15。参见图3所示，报警装置15与微处理器12连接；微处理器12在判断运行数据和运行数据理论值的偏差值超过预设偏差阈值时，控制报警装置15进行报警。
其中，报警装置15包括：声音报警器、灯光报警器和语音播报器中至少一种。对于报警装置15的设置，可以根据偏差值超过预设偏差阈值的程度，进行不同的设定，比如，当偏差值超过预设偏差阈值的部分落入第一数据范围内时，微处理器12控制声音报警器进行报警；当偏差值超过预设偏差阈值的部分落入第二数据范围内时，微处理器12控制声音报警器和灯光报警器进行同时报警；当偏差值超过预设偏差阈值的部分落入第三数据范围内时，微处理器12控制声音报警器、灯光报警器和语音播报器进行同时报警。
其中，第三数据范围、第二数据范围、第一数据范围依次递减。通过上述报警装置15的提示，可以使管理人员及时发现问题并进行处理，提高故障处理效率。
本实用新型实施例所提供的光伏阵列故障诊断装置，能够对光伏阵列进行实时监测，具备和逆变器通信能力以获取阵列运行数据，对光伏阵列故障进行在线判断和预警，为管理人员巡检和运维提供技术支撑，保障光伏电站的安全运行。
实施例二：
本实用新型实施例还提供一种光伏阵列故障诊断系统，参见图4所示，该系统包括：移动终端21、光伏电站数据中心23及如实施例一所述的光伏阵列故障诊断装置22，其中，移动终端21、光伏电站数据中心23分别与光伏阵列故障诊断装置22通信连接。
上述移动终端21可以为智能手机，也可以是iPad等手持设备。
本实用新型实施例提供的光伏阵列故障诊断系统，与上述实施例所提供的光伏阵列故障诊断装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。该系统的具体工作过程参见上述装置实施例，在此不再赘述。
在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置及电子设备的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种光伏阵列故障诊断装置，其特征在于，包括：数据采集装置、微处理器和通信装置；
所述数据采集装置与待检测光伏阵列对应的逆变器直流侧输入端连接；
所述数据采集装置采集所述待检测光伏阵列各支路的运行数据；所述运行数据包括：电压数据和电流数据中至少一项；
所述微处理器比对所述各支路的运行数据与预先计算得到的运行数据理论值，当运行数据和运行数据理论值的偏差值超过预设偏差阈值时，通过所述通信装置向移动终端或者光伏电站数据中心发送故障信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：存储装置；
所述存储装置与所述微处理器连接；
所述存储装置对所述微处理器所发送的所述运行数据、所述运行数据理论值及所述故障信息进行存储。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集装置包括：检测线、电压传感器、电流传感器；
所述电压传感器、所述电流传感器分别通过所述检测线，连接所述逆变器直流侧输入端的待检测光伏阵列各支路的正负极；
所述电压传感器、所述电流传感器分别采集所述待检测光伏阵列各支路的运行数据。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述微处理器包括：STM32F429芯片。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信装置包括：无线通信模块和/或通信接口；
所述微处理器通过所述无线通信模块将所述故障信息向移动终端发送；
所述微处理器通过所述无线通信模块或者所述通信接口将所述故障信息向光伏电站数据中心发送。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述无线通信模块包括：以太网RJ45模块、GPRS模块、WIFI模块、蓝牙模块、NB-IOT模块、3G/4G模块中至少一种。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述通信接口包括：RS485接口或者RS232接口。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：报警装置；
所述报警装置与所述微处理器连接；
所述微处理器在判断运行数据和运行数据理论值的偏差值超过预设偏差阈值时，控制所述报警装置进行报警。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述报警装置包括：声音报警器、灯光报警器和语音播报器中至少一种。
10.一种光伏阵列故障诊断系统，其特征在于，包括：移动终端、光伏电站数据中心及如权利要求1-9任一项所述的光伏阵列故障诊断装置；
所述移动终端、所述光伏电站数据中心分别与所述光伏阵列故障诊断装置通信连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |