CN215419563U - 一种光伏支路发电数据采集盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种光伏支路发电数据采集盒，包括：机箱，U/I采集模块，所述U/I采集模块设置在机箱上；数据记录模块，所述数据记录模块设置在机箱内部，数据记录模块与U/I采集模块连接；数据传输模块，所述数据传输模块设置在机箱内部，数据传输模块与数据记录模块连接；供电模块，所述供电模块设置在机箱内部，用于提供电能；接头模块，所述接头模块设置在机箱上，其一端用于和光伏支路连接，另一端用于和U/I采集模块连接。该数据采集盒结构简单，可以直接设置在光伏支路上对发电数据采集，解决现有技术采集装置结构复杂安装不便的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电、光伏设备测试技术领域，特别涉及一种光伏支路发电数据采集盒。
背景技术
随着化石能源对环境污染的日益加剧，太阳能、风能等可再生的清洁能源备受瞩目。光伏是太阳能有效利用的一个重要领域，全球光伏使用量增长迅猛。目前太阳能光伏电站关键设备在线运行检测、测量所需的仪器、方法、精度等与国际先进水平差距较大，对于己建成的大型并网光伏发电系统的实际运行性能评估方法、测量设备精度、设备布置方案等均不成熟，无法对己建成光伏电站光伏发电支路发电数据进行快速便捷的采集。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提出了一种光伏支路发电数据采集盒，通过该采集盒可方便的对已建成光伏电站进行数据采集，用于对比分析、性能评估。
为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案。
一种光伏支路发电数据采集盒，包括：
机箱，
U/I采集模块，所述U/I采集模块设置在机箱上；
数据记录模块，所述数据记录模块设置在机箱内部，数据记录模块与U/I采集模块连接；
数据传输模块，所述数据传输模块设置在机箱内部，数据传输模块与数据记录模块连接；
供电模块，所述供电模块设置在机箱内部，用于提供电能；
接头模块，所述接头模块设置在机箱上，其一端用于和光伏支路连接，另一端用于和U/I采集模块连接。
可选的，所述U/I采集模块包括电流测量单元、电压测量单元和信号转换及传输单元；
电流测量单元输入端连接一路电流测量端口，电压测量单元输入端连接多路电压采集端口；电流测量单元与电压测量单元均与信号转换及传输单元连接。
可选的，所述U/I采集模块还包括电控切断单元，信号转换及传输单元与电控切断单元。
可选的，所述电控切断单元为断路器。
可选的，所述数据传输模块具有无线模块，用于连接至Modbus主站。
可选的，所述供电模块包括锂电池组；
所述供电模块外接AC 220V供电电源、DC宽电压供电电源、供电光伏小组件或连接待测光伏组串。
可选的，所述接头模块采用PG接口固定线缆。
可选的，所述机箱连接处具有密封结构，密封结构满足IP68防水等级。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型光伏支路发电数据采集盒集成电压采集、电流采集、存储、传输等模块，实现对光伏支路发电数据的快速采集与传输，便于后续系统对已建成光伏电站进行数据采集，用于对比分析、性能评估。并且该数据采集盒结构简单，可以直接设置在光伏支路上对发电数据采集，解决现有技术采集装置结构复杂安装不便的问题。
进一步，本实用新型具有电控切断单元，可以对故障电路进行快速响应，做出切断动作，实现电路保护。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实
图1是光伏支路发电数据采集盒整体图。
图2是光伏支路发电数据采集盒内部图。
图3是光伏支路发电数据采集盒底部示意图。
图4是U/I采集模块原理图。
图5是光伏支路发电数据采集盒应用示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图3所示，实用新型第一个目的是提供一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，包括：
机箱01，
U/I采集模块02，所述U/I采集模块02设置在机箱01上；
数据记录模块03，所述数据记录模块03设置在机箱01内部，数据记录模块03与U/I采集模块02连接；
数据传输模块04，所述数据传输模块04设置在机箱01内部，数据传输模块04与数据记录模块03连接；
供电模块05，所述供电模块05设置在机箱01内部，用于提供电能；
接头模块07，所述接头模块07设置在机箱01上，其一端用于和光伏支路连接，另一端用于和U/I采集模块02连接。
本实用新型光伏支路发电数据采集盒集成电压采集、电流采集、存储、传输等模块，实现对光伏支路发电数据的快速采集与传输，便于后续系统对已建成光伏电站进行数据采集，用于对比分析、性能评估。
如图2至图4所示，所述U/I采集模块02包括电流测量单元021、电压测量单元022和信号转换及传输单元024；
电流测量单元021输入端连接一路电流测量端口，电压测量单元022输入端连接多路电压采集端口；电流测量单元021与电压测量单元022均与信号转换及传输单元024连接。电流测量单元021实际硬件为电流采集模块。电压测量单元022实际硬件为电压采集模块。
所述U/I采集模块02还包括电控切断单元023，信号转换及传输单元024与电控切断单元023。电控切断单元023优选为断路器。
具体各部分说明如下：
所述机箱01连接处具有密封结构，密封结构满足IP68防水等级。机箱01采用加厚密封设计，满足户外使用条件，具备IP68防水等级。
U/I采集模块02内部包括电流测量单元021、电压测量单元022、电控切断单元023、信号转换及传输单元024。
U/I采集模块02外部输入1路电流测量端口，通过电流测量单元021进行电流测量；外部输入的多路电压采集端口，每相邻2路之间配备1个电压测量单元022，进行电压测量；电流测量单元021与电压测量单元022所测的数据，通过信号转换及传输单元024进行模拟信号至数字信号的转换，然后对外进行传输。同时，经过数据分析判断组串出现短路、漏电等情况，信号转换及传输单元024会收到组串切断指令，并给出相应信号至电控切断单元023，电控切断单元023做出切断动作，将该组串断开以保证设备及人员安全。
U/I采集模块02可电流电压同时测量，可进行直流功率及电量计量；
U/I采集模块02可测量组串电流、组串电压，并且通过接入多个电压采集节点可以测量每1个光伏组件的电压；
U/I采集模块02具备通讯功能，标准modbus协议，上报参数；
U/I采集模块02内置断电保护功能，当检测到组串故障，例如对地导通情况，可进行自动切断。
U/I采集模块02上报数据至数据记录模块03，数据记录模块03进行记录汇总；
数据记录模块03通过数据传输模块04将数据传输至计算机，进行处理及分析，
所述数据传输模块04具有无线模块，用于连接至Modbus主站。数据传输模块04基于Lora无线技术进行通讯，最大空空通信距离可达15千米；通讯数据符合标准modbus协议，每1个光伏支路发电数据采集盒为1个Modbus从站，连接至Modbus主站，1个主站可与若干个从站进行通讯。
供电模块05具备整体管理控制设备供电的功能，其具有电池组充放电管理、电池组保护、兼容多种电源等功能。所述供电模块05包括锂电池组06，所述供电模块外接AC220V供电电源、DC宽电压供电电源、供电光伏小组件或连接待测光伏组串。
包括但不限于以下电源供应方式：AC 220V供电、DC宽电压供电、单独外接供电光伏小组件或利用采集组串自身电能快速补电。
需要特殊说明的是，当测试现场既不能提供AC220V电源，又无法安装DC电源或单独的供电光伏小组件，供电模块05可以直接从待测光伏组串取电，并快速存储至电池组内部，确保设备电能供应，保持在线。同时，通过测量时暂停取电、数据自动补偿等方式，保证从被测光伏组串取电并不影响其发电数据测量的准确性。
接头模块07采用PG接口固定线缆，满足设备整体的防水要求，其功能主要包括光伏支路的测量输入输出、有线通讯及设备供电电缆输入输出。测量输入接口采用光伏系统专用MC4接头，具备较高兼容性以及安全防护性能。
下面以1MW的光伏发电阵列为例，来说明本实用新型的应用方法。
如图5所示，1MWp的光伏发电阵列由2500块400Wp光伏组件组成，每25个光伏组件组成1个光伏组串，每20个光伏组串接入1台200KWp组串式逆变器，5台200KWp组串式逆变器组成1个1MWp光伏发电阵列200。
应用于1MWp的光伏发电阵列的光伏发电性能评估系统配置如下：
每25个光伏组件构成的光伏组串200配置1个光伏支路发电数据采集盒100，实时监测组串电流、组串电压、每个组件电压等发电数据，每个200KWp光伏逆变器下的20路组串，共装有20个U/I采集模块02，20个光伏支路发电数据采集盒100接入1个数据记录模块03，将测量到的发电数据实时传输至数据记录模块03，数据记录模块03内置了闪存器，数据首先进行本地存储并且通过局域网传输至本地计算机进行数据分析处理，同时数据记录模块03的数据通过数据传输模块04上传至云端服务器，并且在云端服务器进行数据分析处理。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。
Claims (8)
1.一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，包括：
机箱，
U/I采集模块，所述U/I采集模块设置在机箱上；
数据记录模块，所述数据记录模块设置在机箱内部，数据记录模块与U/I采集模块连接；
数据传输模块，所述数据传输模块设置在机箱内部，数据传输模块与数据记录模块连接；
供电模块，所述供电模块设置在机箱内部，用于提供电能；
接头模块，所述接头模块设置在机箱上，其一端用于和光伏支路连接，另一端用于和U/I采集模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，
所述U/I采集模块包括电流测量单元、电压测量单元和信号转换及传输单元；
电流测量单元输入端连接一路电流测量端口，电压测量单元输入端连接多路电压采集端口；电流测量单元与电压测量单元均与信号转换及传输单元连接。
3.根据权利要求2所述的一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，
所述U/I采集模块还包括电控切断单元，信号转换及传输单元与电控切断单元。
4.根据权利要求3所述的一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，
所述电控切断单元为断路器。
5.根据权利要求1所述的一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，
所述数据传输模块具有无线模块，用于连接至Modbus主站。
6.根据权利要求1所述的一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，
所述供电模块包括锂电池组；
所述供电模块外接AC 220V供电电源、DC宽电压供电电源、供电光伏小组件或连接待测光伏组串。
7.根据权利要求1所述的一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，
所述接头模块采用PG接口固定线缆。
8.根据权利要求1所述的一种光伏支路发电数据采集盒，其特征在于，
所述机箱连接处具有密封结构，密封结构满足IP68防水等级。
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