一種光伏電站運(yùn)行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏電站運(yùn)行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)，屬于光伏組件監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的光伏組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏組件的工作狀態(tài)和老化程度影響到整個(gè)光伏發(fā)電裝置的運(yùn)行狀況和發(fā)電效率，對(duì)光伏組件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控顯得尤為重要。
[0003]現(xiàn)有的應(yīng)用中，大多只能監(jiān)控到整個(gè)組串，無法獲得單個(gè)組件的參數(shù)；監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要使用數(shù)據(jù)采集單元、DC-DC變換器、2G或3G通訊模塊、PLC通訊模塊等，導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)成本增高，使用壽命降低，進(jìn)一步提高了整個(gè)光伏電站的建設(shè)和運(yùn)維成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種光伏電站運(yùn)行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種光伏電站運(yùn)行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個(gè)光伏組串、匯流母線，還包括信號(hào)發(fā)生裝置、信號(hào)處理裝置，所述光伏組串由多個(gè)組件串聯(lián)組成；信號(hào)處理裝置包括多對(duì)端口，每對(duì)端口包括S+、S-，每個(gè)光伏組串連接在S+、S-之間，多個(gè)光伏組串分別并聯(lián)在多對(duì)端口上，每個(gè)光伏組串經(jīng)過信號(hào)處理裝置后與匯流母流相連接；所述信號(hào)發(fā)生裝置并聯(lián)在組件上；所述信號(hào)發(fā)生裝置用于采集組件電壓、組件電容、組件溫度通過擾動(dòng)電流發(fā)送給信號(hào)處理裝置；所述信號(hào)處理裝置用于通過解碼光伏組串電流，匯總組件電流、組件電壓、組件電容、組件溫度發(fā)送給上位機(jī)。
[0006]所述信號(hào)發(fā)生裝置包括信號(hào)檢測(cè)模塊、信號(hào)發(fā)生模塊、電壓采集模塊、電容采集模塊、溫度采集模塊、單片機(jī)，所述信號(hào)檢測(cè)模塊包括隔直電容、帶通濾波模塊、電壓比較模塊、信號(hào)對(duì)比模塊，所述信號(hào)發(fā)生模塊包括直流恒流源、開關(guān)管、基頻生成模塊、占空比控制模塊；所述隔直電容、帶通濾波模塊、電壓比較模塊、信號(hào)對(duì)比模塊依次相連接，所述單片機(jī)與信號(hào)對(duì)比模塊相連接，單片機(jī)用于接收、發(fā)送光伏組串中擾動(dòng)電流存在情況；所述直流恒流源、開關(guān)管、占空比控制模塊、基頻生成模塊相連接，所述占空比控制模塊與開關(guān)管相連接，所述開關(guān)管用于控制信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生擾動(dòng)電流，所述占空比控制模塊與單片機(jī)、基頻生成模塊相連接，用于根據(jù)采集信號(hào)改變基頻載波占空比實(shí)現(xiàn)編碼；所述電壓采集模塊、電容采集模塊、溫度采集模塊均與單片機(jī)相連接，所述單片機(jī)將電壓、電容、溫度信號(hào)進(jìn)行編碼。
[0007]所述信號(hào)處理裝置包括多組電流采集模塊、多組信號(hào)解碼模塊、多組帶阻濾波模塊、單片機(jī)、485總線，所述每組光伏組串均與電流采集模塊、信號(hào)解碼模塊、帶阻濾波模塊相串聯(lián)后接入?yún)R流母線，所述每組電流采集模塊、信號(hào)解碼模塊均與單片機(jī)相連接，所述單片機(jī)用于匯總每組光伏組串電流及組件的電壓、電容、溫度信號(hào)；所述單片機(jī)還與485總線相連接。
[0008]有益效果:本發(fā)明提供的一種光伏電站運(yùn)行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)，通過信號(hào)發(fā)生裝置、信號(hào)處理裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)所有組件電壓、電流、溫度、電容參數(shù)的監(jiān)控，達(dá)到組件級(jí)監(jiān)控和老化狀態(tài)評(píng)估的目的。采用簡(jiǎn)單的方波載波和方波占空比調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)基于光伏組串電纜的信號(hào)通信功能，施加的電流擾動(dòng)在光伏組串電纜的通信介質(zhì)中傳輸，有效利用光伏電站現(xiàn)場(chǎng)資源，達(dá)到電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，無須使用大量通信芯片的目的。抗干擾能力強(qiáng)，采集到的組件參數(shù)進(jìn)行數(shù)字編碼傳輸，且傳輸過程局限在單個(gè)光伏組串之內(nèi)，減少了受外界干擾的可能。電站發(fā)電效率損失小，方案不使用無線通信方式，大幅減少通信過程中的能耗，不直接測(cè)量單個(gè)組件的電流參數(shù)，減少因測(cè)量電流引入的功率損失。本設(shè)計(jì)成本低，壽命長(zhǎng)，無須改變光伏電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為信號(hào)檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為信號(hào)發(fā)生模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0011]如圖1所示，一種光伏電站運(yùn)行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個(gè)光伏組串1、匯流母線2，還包括信號(hào)發(fā)生裝置3、信號(hào)處理裝置4，所述光伏組串I由多個(gè)組件11串聯(lián)組成；信號(hào)處理裝置3包括多對(duì)端口，每對(duì)端口包括S+、S-，每個(gè)光伏組串I連接在S+、S-之間，多個(gè)光伏組串I分別并聯(lián)在多對(duì)端口上，每個(gè)光伏組串I經(jīng)過信號(hào)處理裝置3后與匯流母流2相連接；所述信號(hào)發(fā)生裝置4并聯(lián)在組件11上；所述信號(hào)發(fā)生裝置3用于采集組件電壓、組件電容、組件溫度通過擾動(dòng)電流發(fā)送給信號(hào)處理裝置；所述信號(hào)處理裝置4用于通過解碼光伏組串電流，匯總組件電流、組件電壓、組件電容、組件溫度發(fā)送給上位機(jī)。
[0012]如圖2所示，所述信號(hào)發(fā)生裝置3包括信號(hào)檢測(cè)模塊31、信號(hào)發(fā)生模塊32、電壓采集模塊33、電容采集模塊34、溫度采集模塊35、單片機(jī)36，所述信號(hào)檢測(cè)模塊31、信號(hào)發(fā)生模塊32、電壓采集模塊33、電容采集模塊34、溫度采集模塊35均與單片機(jī)36相連接；如圖3所示，所述信號(hào)檢測(cè)模塊31包括隔直電容311、帶通濾波模塊312、電壓比較模塊313、信號(hào)對(duì)比模塊314，如圖4所示，所述信號(hào)發(fā)生模塊32包括直流恒流源321、開關(guān)管322、基頻生成模塊323、占空比控制模塊324 ;所述隔直電容311、帶通濾波模塊312、電壓比較模塊313、信號(hào)對(duì)比模塊314依次相連接，所述單片機(jī)36與信號(hào)對(duì)比模塊314相連接，單片機(jī)36用于接收、發(fā)送光伏組串中擾動(dòng)電流存在情況；所述直流恒流源312、開關(guān)管322、占空比控制模塊324、基頻生成模塊323相連接，所述占空比控制模塊324與開關(guān)管322相連接，所述開關(guān)管322用于開關(guān)信號(hào)發(fā)生模塊32產(chǎn)生的擾動(dòng)電流，所述占空比控制模塊324與單片機(jī)36、基頻生成模塊323相連接，用于根據(jù)采集信號(hào)改變基頻載波占空比實(shí)現(xiàn)編碼；所述電壓采集模塊33、電容采集模塊34、溫度采集模塊35均與單片機(jī)36相連接，所述單片機(jī)36將電壓、電容、溫度信號(hào)進(jìn)行編碼。
[0013]如圖5所示，所述信號(hào)處理裝置4包括多組電流采集模塊41、多組信號(hào)解碼模塊42、多組帶阻濾波模塊43、單片機(jī)44、485總線45，所述每組光伏組串I均與電流采集模塊41、信