一種用于光伏系統(tǒng)的采用電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光伏系統(tǒng)的采樣電路。
【背景技術(shù)】
[0002]大型地面光伏電站一般采用匯流箱匯流，集中式光伏逆變器并網(wǎng)?，F(xiàn)有的光伏系統(tǒng)一般采用霍爾或電阻模擬采樣，再通過運放等模擬電路放大或調(diào)整，再送數(shù)字信號處理器(DSP)采樣進行模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換。因DSP的AD轉(zhuǎn)換通道數(shù)量有限，進入DSP采樣前一般會進行多路采樣切換。但是，采用霍爾進行電流采樣時，器件本身精度不高，一般只能到達1% -0.5%精度，且霍爾存在明顯的零飄?；魻栞敵龊蟛捎眠\放處理，運放也存在一定的零飄和誤差，因此直流電流采樣一般需要頻繁的矯正零飄。電壓采樣也是基于同樣的原理。傳統(tǒng)采樣電路主要基于模擬采樣方式，只在進入DSP時進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模擬信號流程很長，精度較差，且容易受到外來信號的干擾。因為傳統(tǒng)采樣系統(tǒng)精度差，逆變器或匯流箱等的采樣值只能作為參考，設(shè)備自帶的發(fā)電量、效率等數(shù)據(jù)無太多參考價值。精確的發(fā)電量、效率等還需要進一步借助電能表、功率分析儀等傳統(tǒng)設(shè)備。這些傳統(tǒng)設(shè)備成本較高，而光伏系統(tǒng)逆變器或組件數(shù)量巨大，不可能每個逆變器或組串都配備，因此導(dǎo)致整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的精確數(shù)據(jù)很難收集。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于通過一種用于光伏系統(tǒng)的采樣電路，來解決以上【背景技術(shù)】部分提到的問題。
[0004]為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種用于光伏系統(tǒng)的采樣電路，其包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路、高壓低壓轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、乘法器電路、數(shù)據(jù)傳輸總線以及數(shù)字信號處理器；其中，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，將采集的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號后，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述高壓低壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將采集的高電壓信號轉(zhuǎn)換為低電壓信號后，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述乘法器電路輸入端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電流、電壓信息生成功率數(shù)據(jù)；所述數(shù)字信號處理器的輸入端通過數(shù)據(jù)傳輸總線連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端、乘法器電路的輸出端，接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器、乘法器電路輸出的數(shù)據(jù)。
[0006]特別地，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括但不限于分流器、霍爾電流傳感器、互感器的任一種。
[0007]特別地，所述高壓低壓轉(zhuǎn)換電路包括但不限于電阻分壓器、霍爾電壓傳感器、電壓互感器的任一種。
[0008]本實用新型提出的用于光伏系統(tǒng)的采樣電路中逆變器或匯流箱控制器不再對電壓、電流等信號直接采樣，電流通過電流電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為電壓信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器直接對電壓信號進行采樣，直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，不再經(jīng)過模擬器件轉(zhuǎn)化，采樣數(shù)據(jù)通過內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸總線傳遞給數(shù)字信號處理器?；诂F(xiàn)代器件工藝水平，電流電壓轉(zhuǎn)換電路例如分流器等精度很容易達到0.1%，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度也很容易達到0.1%，在數(shù)字信號的傳遞過程中，不存在精度損失，因此整個采樣電路的采樣精度可以很高。而且數(shù)字信號宜于長距離傳輸，因此可以實現(xiàn)較長距離的數(shù)據(jù)收集。同理，電壓采樣通過高壓低壓轉(zhuǎn)換電路處理后直接模數(shù)轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)，高壓低壓轉(zhuǎn)換電路例如電阻分壓器的精度也很容易做到0.1%精度等級。依次類推，也可以對溫度、輻照度、氣壓等其他數(shù)據(jù)量做同樣的采樣處理。同時，其他間接量也可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)直接生成，再通過數(shù)據(jù)傳輸總線傳遞給數(shù)字信號處理器，這樣可以減少數(shù)字信號處理器的數(shù)據(jù)處理量，釋放資源，且間接數(shù)據(jù)及時生成，減少了采樣延時造成的數(shù)據(jù)誤差。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且采樣精度高，能夠為光伏電站提供詳細數(shù)據(jù)，解決了傳統(tǒng)采樣電路采樣精度低，成本高的問題。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型實施例提供的用于光伏系統(tǒng)的采樣電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容，除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例，不是旨在于限制本實用新型。
[0011]請參照圖1所示，圖1為本實用新型實施例提供的用于光伏系統(tǒng)的采樣電路結(jié)構(gòu)圖。
[0012]本實施例中用于光伏系統(tǒng)的采樣電路具體包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路101、高壓低壓轉(zhuǎn)換電路102、模數(shù)轉(zhuǎn)換器103、乘法器電路104、數(shù)據(jù)傳輸總線105以及數(shù)字信號處理器106。
[0013]所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路101的輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器103的輸入端，將采集的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號后，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器103 ;所述高壓低壓轉(zhuǎn)換電路102的輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器103，將采集的高電壓信號轉(zhuǎn)換為低電壓信號后，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器103 ;所述乘法器電路104輸入端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器103，根據(jù)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器103的電流、電壓信息生成功率數(shù)據(jù)；所述數(shù)字信號處理器106的輸入端通過數(shù)據(jù)傳輸總線105連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器103的輸出端、乘法器電路104的輸出端，接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器103、乘法器電路104輸出的數(shù)據(jù)。
[0014]在本實施例中所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路101包括但不限于分流器、霍爾電流傳感器、互感器的任一種。電流信號轉(zhuǎn)換為采樣的電壓信號既可以通過分流器實現(xiàn)，也可以通過霍爾電流傳感器、互感器等其它方式實現(xiàn)。所述高壓低壓轉(zhuǎn)換電路102包括但不限于電阻分壓器、霍爾電壓傳感器、電壓互感器的任一種。一般常使用高精度的電阻分壓器進行分壓。
[0015]于本實施例中數(shù)據(jù)傳輸總線105可以采用I2C、CAN、RS485等一切通用總線標準實現(xiàn)，也可以自定義總線標準。采樣信號與數(shù)字信號處理器106之間需要隔離時，可以在數(shù)據(jù)傳輸總線105上實施隔離，這樣不影響采樣精度，也可以在模數(shù)轉(zhuǎn)換前隔離，這樣精度較差。需要說明的是，本實用新型也可以采集其他數(shù)據(jù)量，如溫度、濕度、輻照度等，適用于光伏系統(tǒng)的所有設(shè)備，如逆變器、匯流箱、變壓器等。
[0016]本實用新型的技術(shù)方案使得逆變器或匯流箱控制器不需要再對電壓、電流等信號直接采樣，電流通過電流電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為電壓信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器直接對電壓信號進行采樣，直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，不再經(jīng)過模擬器件轉(zhuǎn)化，采樣數(shù)據(jù)通過內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸總線傳遞給數(shù)字信號處理器。基于現(xiàn)代器件工藝水平，電流電壓轉(zhuǎn)換電路例如分流器等精度很容易達到0.1 %，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度也很容易達到0.1 %，在數(shù)字信號的傳遞過程中，不存在精度損失，因此整個采樣電路的采樣精度可以很高。而且數(shù)字信號宜于長距離傳輸，因此可以實現(xiàn)較長距離的數(shù)據(jù)收集。同理，電壓采樣通過高壓低壓轉(zhuǎn)換電路處理后直接模數(shù)轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)，高壓低壓轉(zhuǎn)換電路例如電阻分壓器的精度也很容易做到0.1%精度等級。依次類推，也可以對溫度、輻照度、氣壓等其他數(shù)據(jù)量做同樣的采樣處理。同時，其他間接量也可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)直接生成，再通過數(shù)據(jù)傳輸總線傳遞給數(shù)字信號處理器，這樣可以減少數(shù)字信號處理器的數(shù)據(jù)處理量，釋放資源，且間接數(shù)據(jù)及時生成，減少了采樣延時造成的數(shù)據(jù)誤差。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且采樣精度高，能夠為光伏電站提供詳細數(shù)據(jù)，解決了傳統(tǒng)采樣電路采樣精度低，成本高的問題。
[0017]注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項】
1.一種用于光伏系統(tǒng)的采樣電路，其特征在于，包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路、高壓低壓轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、乘法器電路、數(shù)據(jù)傳輸總線以及數(shù)字信號處理器；其中，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，將采集的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號后，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述高壓低壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將采集的高電壓信號轉(zhuǎn)換為低電壓信號后，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述乘法器電路輸入端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電流、電壓信息生成功率數(shù)據(jù)；所述數(shù)字信號處理器的輸入端通過數(shù)據(jù)傳輸總線連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端、乘法器電路的輸出端，接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器、乘法器電路輸出的數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏系統(tǒng)的采樣電路，其特征在于，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括但不限于分流器、霍爾電流傳感器、互感器的任一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的用于光伏系統(tǒng)的采樣電路，其特征在于，所述高壓低壓轉(zhuǎn)換電路包括但不限于電阻分壓器、霍爾電壓傳感器、電壓互感器的任一種。
【專利摘要】本實用新型公開一種用于光伏系統(tǒng)的采樣電路，包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路、高壓低壓轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、乘法器電路、數(shù)據(jù)傳輸總線以及數(shù)字信號處理器；所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端；所述高壓低壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述乘法器電路輸入端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述數(shù)字信號處理器的輸入端通過數(shù)據(jù)傳輸總線連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端、乘法器電路的輸出端。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，采樣精度高，能夠為光伏電站提供詳細數(shù)據(jù)，解決了傳統(tǒng)采樣電路采樣精度低，成本高的問題。
【IPC分類】G01R19/25, H02S50/00
【公開號】CN204697002
【申請?zhí)枴緾N201520278293
【發(fā)明人】羅劼, 蔡子海, 陳坤鵬
【申請人】無錫上能新能源有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月30日