一種光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、電網(wǎng)采集終端、逆變器采集終端和電源模塊，所述逆變器采集終端包括處理器、第一載波通信模塊和第一傳感器模塊，第一傳感器模塊將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理器處理運(yùn)算后，通過第一載波通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，電網(wǎng)采集終端將采集的局域電網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。實(shí)現(xiàn)了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中對太陽能電池板的故障監(jiān)測以及逆變器的故障檢測等功能，系統(tǒng)能夠判斷微型逆變器是否損壞。
【專利說明】
一種光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種抑制諧波和電磁干擾的光伏逆變器，尤其涉及到一種光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中占有重要地位，對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控是保證整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。隨著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，光伏逆變器帶來的故障監(jiān)測問題也越來越受到人們的關(guān)注，嚴(yán)重的光伏板或者逆變器故障不僅影響電力設(shè)備本身的正常運(yùn)行，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)還將對電網(wǎng)造成沖擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，通過逆變器遠(yuǎn)程監(jiān)測節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測逆變器的運(yùn)行參數(shù)，通過參數(shù)分析，監(jiān)測逆變器的運(yùn)行狀況。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、電網(wǎng)采集終端、逆變器采集終端和電源模塊，所述逆變器采集終端包括處理器、第一載波通信模塊和第一傳感器模塊，第一傳感器模塊將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理器處理運(yùn)算后，通過第一載波通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，電網(wǎng)采集終端將采集的局域電網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
[0005]所述第一傳感器模塊包括直流電流采集單元、直流電壓采集單元、交流電壓采集單元和交流電流采集單元，分別對應(yīng)采集逆變器直流端和交流端的電壓、電流。所述直流電壓采集單元包括霍爾電壓傳感器和低通濾波器。所述電源模塊包括開關(guān)電源、LM7815、LM7915三端穩(wěn)壓電源和41^1117穩(wěn)壓器，開關(guān)電源經(jīng)過1^7815和1^7915三端穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)為±15V給霍爾電壓傳感器和低通濾波器供電，經(jīng)AMS1117穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)化為3.3V電源為處理器供電。所述逆變器采集終端還包括第一繼電器控制模塊，第一繼電器控制模塊包括交流繼電器和直流繼電器，交流繼電器連接至交流電壓采集單元和交流電流采集單元，直流繼電器連接至直流電流采集單元、直流電壓采集單元，處理器輸出高低電平控制交直流繼電器的通斷。所述電網(wǎng)采集終端包括第二載波通信模塊和第二傳感器模塊和控制器，第二傳感器模塊采集局域電網(wǎng)電壓值經(jīng)過控制器分析處理后，通過第二載波通信模塊上傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。所述電網(wǎng)采集終端還包括第二繼電器控制模塊，第二繼電器控制模塊連接第二傳感器模塊，控制器通過輸出高低電平給第二繼電器控制模塊，控制第二傳感器模塊采集電路通斷。所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括電腦監(jiān)控端和第三載波通信模塊，電腦監(jiān)控端通過第三載波通信模塊輪詢管理電網(wǎng)采集終端、逆變器采集終端。
[0006]本實(shí)用新型有益效果是:實(shí)現(xiàn)了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中對太陽能電池板的故障監(jiān)測以及逆變器的故障檢測等功能，系統(tǒng)能夠判斷微型逆變器是否損壞。
【附圖說明】
[0007]下面對本說明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0008]圖1是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的逆變器采集終端結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖2是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的電網(wǎng)采集終端結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖3是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0012]本實(shí)用新型的主要思路是:監(jiān)測系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、電網(wǎng)采集終端和逆變器采集終端，通過將電網(wǎng)采集終端、逆變器采集終端的監(jiān)測參數(shù)實(shí)時(shí)上傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)對逆變器的故障監(jiān)測。
[0013]在光伏逆變器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，每個(gè)光伏逆變器上都要部署一個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，完成逆變器運(yùn)行參數(shù)的采集、處理及無線數(shù)據(jù)發(fā)送功能，逆變器采集終端包括核心處理器、第一載波通信模塊、第一傳感器模塊、顯示報(bào)警及按鍵模塊，第一傳感器模塊完成逆變器直流端和交流端的交直流電壓電流的測量，第一傳感器模塊包括直流電流采集單元、直流電壓采集單元、交流電壓采集單元和交流電流采集單元，傳感器將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過核心處理器處理運(yùn)算后，通過第一載波通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，最后將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。核心處理器主要完成采集模塊的數(shù)據(jù)的AD轉(zhuǎn)換及運(yùn)算處理，以判斷運(yùn)行參數(shù)是否超限；第一載波通信模塊主要完成節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)的通信；顯示報(bào)警及按鍵模塊主要用于顯示逆變器的采集到運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)超過限值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警模塊，按鍵模塊則用于輸出參數(shù)設(shè)置，電源模塊為各個(gè)節(jié)點(diǎn)提供能量。
[0014]逆變器采集終端還包括第一繼電器控制模塊，第一繼電器控制模塊包括交流繼電器和直流繼電器，繼電器控制模塊電連接至處理器，通過RS485接口與第一載波通信模塊連接，交直流繼電器分別串聯(lián)接入逆變器的交流端和直流端，由處理器輸出高低電平控制交直流繼電器的通斷。
[0015]本實(shí)用新型采用LV25-P霍爾電壓傳感器完成直流電壓及交流電壓測量，交流電流測量選用LTS6-NP霍爾電流傳感器。LV25-P霍爾電壓傳感器的測量范圍比較寬，直流電壓的輸出信號再送至核心處理器之前需經(jīng)過調(diào)理電路進(jìn)行處理，調(diào)理電路的低通濾波器用來濾除直流電壓的傳感器輸出電壓中的高次諧波。霍爾交流電流傳感器采用+5V電源供電，同直流電壓信號相同，需要加低通濾波器來濾除高次諧波。
[0016]電源模塊采用一個(gè)±24V的開關(guān)電源作為主供電源，經(jīng)過LM7815和LM7915三端穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)為±15V給霍爾電壓傳感器及調(diào)理電路的集成運(yùn)放供電，LM7805將15V電源轉(zhuǎn)化為5V給電流傳感器供電，再經(jīng)AMSl 117轉(zhuǎn)化為3.3V電源為核心處理器及無線傳輸模塊供電。
[0017]電網(wǎng)采集終端包括第二載波通信模塊和第二傳感器模塊和控制器，電網(wǎng)采集終端中的第二傳感器模塊采集局域電網(wǎng)電壓值并上傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，第二傳感器模塊同第一傳感器模塊相同，采集直流電壓、電流值，交流電壓、電流值。
[0018]電網(wǎng)采集終端還包括第二繼電器控制模塊，第二繼電器控制模塊包括交流繼電器和直流繼電器，第二繼電器控制模塊電連接至控制器，通過RS485接口與載波通信模塊連接，交直流繼電器分別串聯(lián)接入局域電網(wǎng)的交流端和直流端，由控制器輸出高低電平控制交直流繼電器的通斷。
[0019]當(dāng)局域電網(wǎng)(電池板)輸出電壓大于微型逆變器的啟動(dòng)電壓時(shí)，在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心檢測到逆變器交流為零，則判斷該微型逆變器已損壞。當(dāng)光伏組件發(fā)生開路故障時(shí)，輸出電壓等于開路電壓，輸出電流等于零。當(dāng)光伏組件發(fā)生短路故障時(shí)，輸出電壓等于零。當(dāng)光伏組件單體電池片發(fā)生短路故障時(shí)，組件的輸出電流不會發(fā)生變化，輸出電壓會減小。
[0020]遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括電腦監(jiān)控端和第三載波通信模塊，電腦監(jiān)控端通過第三載波通信模塊完成對所有的電網(wǎng)采集終端和逆變器采集終端的輪詢管理、數(shù)據(jù)采集、記錄及顯示各個(gè)終端的工作狀態(tài)。第三電力線載波通信模塊接收電腦監(jiān)控端發(fā)送的采集、控制命令轉(zhuǎn)換為載波信號并發(fā)送到各個(gè)終端，接收采集控制終端傳來的載波信號并轉(zhuǎn)換為串口信號，通過RS485串行接口傳送至電腦監(jiān)控端。
[0021]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、電網(wǎng)采集終端、逆變器采集終端和電源模塊，所述逆變器采集終端包括處理器、第一載波通信模塊和第一傳感器模塊，第一傳感器模塊將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理器處理運(yùn)算后，通過第一載波通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，電網(wǎng)采集終端將采集的局域電網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳感器模塊包括直流電流采集單元、直流電壓采集單元、交流電壓采集單元和交流電流采集單元，分別對應(yīng)采集逆變器直流端和交流端的電壓、電流。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電壓采集單元包括霍爾電壓傳感器和低通濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包括開關(guān)電源、LM7815、LM7915三端穩(wěn)壓電源和AMS1117穩(wěn)壓器，開關(guān)電源經(jīng)過LM7815和LM7915三端穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)為± 15V給霍爾電壓傳感器和低通濾波器供電，經(jīng)AMSl 117穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)化為3.3V電源為處理器供電。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器采集終端還包括第一繼電器控制模塊，第一繼電器控制模塊包括交流繼電器和直流繼電器，交流繼電器連接至交流電壓采集單元和交流電流采集單元，直流繼電器連接至直流電流采集單元、直流電壓采集單元，處理器輸出高低電平控制交直流繼電器的通斷。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)采集終端包括第二載波通信模塊和第二傳感器模塊和控制器，第二傳感器模塊采集局域電網(wǎng)電壓值經(jīng)過控制器分析處理后，通過第二載波通信模塊上傳給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)采集終端還包括第二繼電器控制模塊，第二繼電器控制模塊連接第二傳感器模塊，控制器通過輸出高低電平給第二繼電器控制模塊，控制第二傳感器模塊采集電路通斷。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括電腦監(jiān)控端和第三載波通信模塊，電腦監(jiān)控端通過第三載波通信模塊輪詢管理電網(wǎng)采集終端、逆變器采集終端。
【文檔編號】H02J13/00GK205509664SQ201620334473
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】葛愿, 王珣
【申請人】安徽工程大學(xué)