一種用于太陽能電站的實時智能監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于太陽能電站的實時智能監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著科技不斷發(fā)展，對能源需求增大，能源枯竭日益凸顯，新能源成為全球研究熱點。光伏發(fā)電憑借無環(huán)境污染，取之不盡用之不竭，成為最受歡迎的綠色能源。
[0003]太陽能電站的發(fā)電量，受很多因素影響。材料老化、陰影遮擋、鹽霧腐蝕、灰塵遮蓋、積雪重壓都影響電站發(fā)電量。光伏組件的光電轉換效率會出現不同程度的衰減，從而造成光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的降低，嚴重時會損壞整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)。因此，要保證太陽能發(fā)電系統(tǒng)長期的高效、安全運行，需要實現對光伏組件的環(huán)境因素、IV特性、效率衰減等問題的快速發(fā)現和診斷。
[0004]目前，對太陽能電池組件的測試，主要是在出廠之前進行IV測試。而對于電站中的太陽能電池組件，則很少進行IV測試，或者僅僅通過手持式測試儀，不定期的進行IV測試，如專利號為201310009745.X的便攜式太陽能電池測量儀，用手持式儀器進行IV曲線測試時，需要將整串組件斷開，再逐一進行測試，并且需要人工對組件進行斷路和連接，無法實現智能測試。又如專利號為201210486764.7的測試平臺，僅僅能夠對太陽能電池片進行檢測。因此傳統(tǒng)的太陽能電站檢測系統(tǒng)存在適用范圍狹窄以及使用不方便的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的，就是針對上述傳統(tǒng)太陽能電站檢測系統(tǒng)存在的問題，提出一種用于太陽能電站的實時智能監(jiān)測系統(tǒng)。
[0006]為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]—種用于太陽能電站的實時智能監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括上位機、數據處理模塊、數模轉換模塊、大功率電流調節(jié)模塊、開關模塊、信號調節(jié)模塊、模數轉換模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊；所述上位機與數據處理模塊連接；所述數據處理模塊分別與數模轉換模塊、模數轉換模塊、開關模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊連接；所述數模轉換模塊與大功率電流調節(jié)模塊連接；所述開關模塊分別與大功率電流調節(jié)模塊和信號調節(jié)模塊連接；所述信號調節(jié)模塊與數模轉換模塊連接；其中，
[0008]所述開關模塊用于接收數據處理模塊的控制信號，并根據控制信號將被測太陽能電池組件與大功率電流調節(jié)模塊和信號調節(jié)模塊連通；
[0009]所述大功率電流調節(jié)模塊用于接收數據處理模塊通過模數轉換模塊發(fā)送的控制信號，向被太陽能電池施加由小到大的電流；
[0010]所述信號調節(jié)模塊用于接收太陽能電池的電壓信號，并將其轉換為設定的電壓范圍后通過模數轉換模塊后發(fā)送到數據處理模塊；
[0011]所述數據處理模塊用于接收上位機的控制指令，并向開關模塊和大功率電流調節(jié)模塊發(fā)送控制指令，同時接收信號調節(jié)模塊發(fā)送的太陽能電池電壓信號以及接收環(huán)境監(jiān)測模塊發(fā)送的信號，將接收到信號處理后發(fā)送到上位機；
[0012]所述上位機用于向數據處理模塊發(fā)送控制信號，接收、存儲和顯示數據處理模塊發(fā)送的信號。
[0013]進一步的，所述數據處理模塊為單片機。
[0014]進一步的，如圖2所示，所述大功率電流調節(jié)模塊由第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、三級管Ql和二極管Dl構成；其中，第一運算放大器的正向輸入端接數模轉換模塊的輸出端，其反向輸入端通過第二電阻R2后接地，其輸出端接第二運算放大器的正向輸入端；第一運算放大器的輸出端與第二運輸放大器正向輸入端的連接點通過第一電阻Rl后接第一運算放大器的反相輸入端，該連接點還通過第五電阻R5后接第七電阻R7與三極管Ql集電極的連接點；第二運輸放大器的反相輸入端通過第四電阻R4后接地，其輸出端接通過第三電阻R3后接三極管Ql的基極；三極管Ql的集電極通過第七電阻R7后接開關模塊的一端，其發(fā)射極通過第六電阻R6后接開關模塊的另一端；二極管Dl的正極接三極管Ql與第六電阻R6的連接點，其負極接三極管集電極與第七電阻R7的連接點。
[0015]更進一步的，如圖3所示，所述信號調節(jié)模塊由第三運算放大器、第四運算放大器、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15構成；其中，第八電阻R8的一端接第七電阻R7與開關模塊一端的連接點，第八電阻R8的另一端通過第十電阻RlO后接第三運算放大器的正向輸入端；第九電阻R9的一端接第六電阻R6與開關模塊另一端的連接點，第九電阻R9的另一端接第八電阻R8與第十電阻RlO的連接點；第三運算放大器的反向輸入端通過第十一電阻Rll后接其輸出端，其輸出端接模數轉換模塊的一個輸入端；第十四電阻R14的一端接第六電阻R6與三極管Ql發(fā)射極的連接點，其另一端接第四運算放大器的正向輸入端；第十三電阻R13的一端接第六電阻R6與開關模塊另一端的連接點，其另一端接第十四電阻R14的一端；第四運算放大器的反向輸入端接其輸出端，其輸出端接模數轉換模塊的另一個輸入端。
[0016]本發(fā)明的有益效果為，具有結構簡單，操作方便的優(yōu)點，能夠實時對太陽能電站的任一電池組件進行IV特性測試。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的太陽能電站的實時智能監(jiān)測系統(tǒng)邏輯結構框圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的大功率電流調節(jié)模塊電路結構示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的信號調節(jié)模塊電路結構示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明監(jiān)測4個電池組件時開關模塊的電路結構示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明的太陽能電站的實時智能監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測太陽能電池組件的工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖，詳細描述本發(fā)明的技術方案:
[0023]如圖1所示，本發(fā)明所述太陽能電站電池組件實時監(jiān)測系統(tǒng)，其包括:上位機，數據處理模塊，數模轉換模塊，大功率電流調節(jié)模塊，信號調節(jié)模塊，模數轉換模塊，開關模塊，被測電池組件，環(huán)境檢測模塊。由上位機發(fā)出總控制信號，經過USB接口和串口轉換，發(fā)送至數據處理模塊。數據處理模塊收到控制信號后，發(fā)出驅動數模轉換模塊的指令，使數模轉換模塊輸出模擬信號，驅動大功率電流調節(jié)模塊。同時，數據處理模塊發(fā)出控制信號，改變開關模塊的拓撲結構，實現相應電子開關開和斷的功能。大功率電流調節(jié)模塊改變電流，電流流過開關模塊，改變回路中被測太陽能電池組件兩端的電壓和電流。被測太陽能電池組件兩端電壓和采樣電阻兩端電壓過大，范圍超過了模數轉換模塊所能識別的最大電壓，不能直接采集，故通過信號調節(jié)模塊，將電壓轉換成合適的電壓范圍，模數轉換模塊采集調理后的模擬信號，并將其轉化為數字信號，發(fā)送給數據處理模塊。環(huán)境監(jiān)測模塊采集電池組件溫度、環(huán)境溫度和日照強度，并將其轉換為數字信號，發(fā)送給數據處理模塊。數據處理模塊處理來自數模轉換模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊的數據，并將其發(fā)送給上位機。最后，上位機對數據進行存儲，顯示和分析。
[0024]本發(fā)明所述的數模轉換模塊，可以采用型號為DAC0832的數模轉換芯片，DAC0832芯片是8位并行數據輸入的數模轉換芯片，具有8位分辨率。其優(yōu)點是價格低廉、接口簡單、易于控制。也可以選用其他類型的數模轉換芯片。芯片的輸入端連接數據處理模塊，需要8根數據線作為數據輸入接口 ；芯片的輸出端連接到大功率電流調節(jié)模塊。ADC0809芯片是8位逐次逼近式模數轉換芯片，具有8個通道，每次轉換時，需要選通一個通道。當然也可以選用其他型號的模數轉換芯片。
[0025]如圖2所示，為大功率電流調節(jié)模塊的電路結構示意圖。大功率電流調節(jié)模塊由第一運算放