光伏發(fā)電站電池板電力線載波監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力線載波通信領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏發(fā)電站電池板電力線載波監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國太陽能光伏發(fā)電潛力巨大，隨著國家持續(xù)推動光伏產(chǎn)業(yè)，配合積極穩(wěn)定的政策扶持，到2030年光伏裝機容量將達到I億千瓦，年發(fā)電量可達1300億千瓦時，未來幾年，中國太陽能光伏發(fā)電又迎來了新一輪的快速增長，而太陽能光伏電池板作為最基本的單元，檢測光伏電池板的溫度、電壓、電流、功率等狀態(tài)給監(jiān)控中心成了必不可少的環(huán)節(jié)，目前太陽能光伏電池板檢測系統(tǒng)需要架設(shè)專用的光伏檢測通訊線路，增加了布線施工的成本和工期。電力線載波通信是一種利用既有電力線路作為信息傳輸信道的通信方式。攜載信息的電壓信號經(jīng)信道編碼和調(diào)制解調(diào)后，通過電力線進行傳輸，輔以適當?shù)目偩€通信協(xié)議和組網(wǎng)算法，即可完成電力線上的網(wǎng)絡(luò)通信功能。電力線信道可以說是無處不在的，所以電力線載波通信的最大優(yōu)勢就是免布線、即插即用，極大地節(jié)省了布線施工的投資和工期。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的問題是提供一種成本低、工期短，使用方便的光伏發(fā)電站電池板電力線載波監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案:一種光伏發(fā)電站電池板電力線載波監(jiān)測系統(tǒng)，包括控制室、防雷匯流箱和對光伏陣列中的每塊光伏電池板進行信息采集的單通道光伏電池板電力線載波智能通信模塊，所述控制室內(nèi)設(shè)有光伏電池智能監(jiān)控系統(tǒng)主站，所述光伏電池智能監(jiān)測系統(tǒng)主站內(nèi)設(shè)有光伏電池智能實時監(jiān)測模塊，所述防雷匯流箱內(nèi)設(shè)有電力線載波智能集中器，所述光伏電池板電力線載波智能通信模塊收集各個電池板的參數(shù)信息后由光伏電池板電力線載波智能通信模塊通過電力線利用載波通信，傳輸?shù)剿鲭娏€載波智能集中器，將參數(shù)信息的電流數(shù)據(jù)收集后，再通過GPRS，轉(zhuǎn)發(fā)到所述光伏電池智能監(jiān)控系統(tǒng)主站，由所述光伏電池智能實時監(jiān)測模塊進行功率計算和監(jiān)測跟蹤。
[0005]所述單通道光伏電池板電力線載波智能通信模塊包括單通道載波模塊主板、互感線圈和電力線纜，所述單通道載波模塊主板分別與光伏電池板單元和互感線圈相連，所述電力線纜穿過所述互感線圈并與所述光伏電池板單元相連。
[0006]所述單通道載波模塊主板包括電源電路、檢測電路、主控處理器、載波收發(fā)電路和有源時鐘振蕩器電路，所述主控處理器分別與所述電源電路、檢測電路、載波收發(fā)電路和有源時鐘振蕩器電路相連，所述檢測電路包括電壓檢測電路和溫度檢測電路，所述電壓檢測電路和溫度檢測電路均通過模擬開關(guān)與所述主控處理器相連。
[0007]所述電力線載波智能集中器包括集中器主板、多條電力線纜、多個互感線圈和多個分流器，每個所述電力線纜穿過一個所述互感線圈后與一個所述分流器相連，所述分流器對所述電力線纜進行分流，穿過所述互感線圈的電力線纜和經(jīng)過所述分流器分流的電力線纜均與所述集中器主板相連，所述集中器主板包括CPU和與所述CPU分別相連的電力載波收發(fā)電路、電流檢測電路和GPRS收發(fā)電路。
[0008]所述電力載波收發(fā)電路包括耦合線圈TZ1、組合場效應管Ul和瞬態(tài)抑制二極管TVS1，所述耦合線圈TZl的輸入端依次通過電感L2、電容CZl后接輸入信號，所述耦合線圈TZl的輸出端并聯(lián)所述瞬態(tài)抑制二極管TVS1，在所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的兩端串聯(lián)電阻R3和電容C2，在所述電容C2的兩端依次并聯(lián)電容C6、電感L3和開關(guān)二極管D3，所述開關(guān)二極管D3的第3管腳通過電容Cl后接PLCIN信號，所述組合場效應管Ul的第7管腳依次通過電容C3和電感LI后接耦合線圈TZl的第2管腳，所述組合場效應管Ul的第4管腳分兩路，一路通過電阻Rl后接12V電源，在所述電阻Rl的兩端并聯(lián)二極管D1，另一路通過電容C4和電阻R4后輸出PLCOUT信號，所述組合場效應管Ul的第2管腳分兩路，一路通過電阻R2接組合場效應管Ul的第I管腳，在所述電阻R2的兩端并聯(lián)二極管D2，另一路通過電容C5和電阻R4后輸出PLCOUT信號。
[0009]所述電流檢測電路包括運算放大器U1A、U1B、U1C，所述運算放大器UlA的3腳接電阻R2 —端，所述運算放大器UlA的2腳分別接電阻R3、R4的一端，所述電阻R2另一端分別接電阻R1、電容Cl的一端，所述電阻R3另一端分別接所述電容Cl的另一端和接GND，所述電阻Rl另一端接輸入信號IFB，所述運算放大器UlA的I腳分別接所述運算放大器UlB的5腳、UlC的8腳和所述電阻R4的另一端，所述運算放大器UlB的6腳分別接電阻R5、R7的一端，所述電阻R5另一端接+3.3V，所述運算放大器UlB的7腳接電阻R6的一端，所述電阻R6的另一端接+3.3V，所述運算放大器UlB的7腳向所述CPU輸出信號F0，所述電阻R7的另一端向所述CPU輸出信號PO，所述運算放大器UlC的9腳分別接電阻R8、R9的一端，所述電阻R9另一端接地，所述電阻R8另一端分別接+3.3V和電阻RlO —端，所述運算放大器UlC的10腳和所述電阻RlO另一端向所述CPU輸出信號Pl。
[0010]所述光伏電池智能監(jiān)控系統(tǒng)主站包括GPRS轉(zhuǎn)USB透傳模塊及與其連接的PC主機，還包括視頻拼接器和顯示設(shè)備，所述視頻拼接器分別與顯示設(shè)備和PC主機連接。
[0011]所述GPRS轉(zhuǎn)USB透傳模塊包括GPRS收發(fā)電路和與其連接的MCU。
[0012]所述顯示設(shè)備為電視墻。
[0013]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:由于本實用新型采用單通道光伏電池板電力線載波智能通信模塊，以光伏電池板的輸電線路電力線纜作為信號傳輸媒介，即可對光伏電池板進行遠距離實時檢測，不必架設(shè)專用的光伏檢測通訊線路，大大節(jié)約了線纜和施工方面的開支；具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、免布線、即插即用等優(yōu)點；集中器電力載波收發(fā)電路和電流檢測電路的具體電路抗干擾、速度快、靈敏度高、精度高、動態(tài)范圍寬；本監(jiān)測系統(tǒng)測量精度高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的原理框圖；
[0015]圖2是本實用新型單通道光伏電池板電力線載波智能通信模塊的原理框圖；
[0016]圖3是本實用新型電力線載波智能集中器的原理框圖；
[0017]圖4是本實用新型光伏電池智能監(jiān)控系統(tǒng)主站的原理框圖；
[0018]圖5是本實用新型單通道載波模塊主板的原理框圖；
[0019]圖6是本實用新型單通道載波模塊主板中電源電路的電路圖；
[0020]圖7是本實用新型單通道載波模塊主板中檢測電路的電路圖；
[0021]圖8是本實用新型單通道載波模塊主板中主控處理器的電路圖；
[0022]圖9是本實用新型單通道載波模塊主板中載波收發(fā)電路的電路圖；
[0023]圖10是本實用新型單通道載波模塊主板中有源時鐘振蕩器電路的電路圖；
[0024]圖11是本實用新型集中器主板功能框圖；
[0025]圖12是本實用新型集中器電力載波收發(fā)電路示意圖；
[0026]圖13是本實用新型集中器主板CPU電路示意圖；
[0027]圖14是本實用新型集中器電流檢測電路示意圖；
[0028]圖15是本實用新型集中器GPRS收發(fā)電路芯片管腳示意圖。
[0029]圖中:1.光伏電池智能監(jiān)控系統(tǒng)主站，2.光伏電池智能實時監(jiān)測模塊，3.電力線載波智能通信模塊。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)根據(jù)附圖對本實用新型進行較詳細的說明，如圖1所示，一種光伏發(fā)電站電池板電力線載波監(jiān)測系統(tǒng)，包括控制室、防雷匯流箱和對光伏陣列中的每塊光伏電池板進行信息采集的單通道光伏電池板電力線載波智能通信模塊3，所述控制室內(nèi)設(shè)有光伏電池智能監(jiān)控系統(tǒng)主站1，所述光伏電池智能監(jiān)測系統(tǒng)主站內(nèi)設(shè)有光伏電池智能實時監(jiān)測模塊2，所述防雷匯流箱內(nèi)設(shè)有電力線載波智能集中器，所述光伏電池板電力線載波智能通信模塊3收集各個電池板的參數(shù)信息后由光伏電池板電力線載波智能通信模塊3通過電力線利用載波通信，傳輸?shù)剿鲭娏€載波智能集中器，將參數(shù)信息的電流數(shù)據(jù)收集后，再通過GPRS，轉(zhuǎn)發(fā)到所述光伏電池智能監(jiān)控系統(tǒng)主站1，由所述光伏電池智能實時監(jiān)測模塊2進行功率計算和監(jiān)測跟蹤。
[0031]如圖2、5所示，單通道光伏電池板電力線載波智能通信模塊3，包括單通道載波模塊主板、互感線圈和電力線纜，所述單通道載波模塊主板分別與光伏電池板單元和所述互感線圈相連，所述電力線纜穿過所述互感線圈并與所述光伏電池板單元相連，所述單通道載波模塊主板包括電源電路、檢測電路、主控處理器、載波收發(fā)電路和有源時鐘振蕩器電路，所述主控處理器分別與所述電源電路、檢測電路、載波收發(fā)電路和有源時鐘振蕩器電路相連。載波收發(fā)電路(具體電路見圖9)連接主控處理器，用于電力線載波信號的放大發(fā)送和濾波接收。檢測電路(具體電路見圖7)連接主控處理器，用于檢測光伏電池板的電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)。電源電路(具體電路見圖6)與主控處理器(具體電路見圖8)連接，給整個通信裝置供電。有源時鐘振蕩器電路(具體電路見圖10)與主控處理器連接，用于給主控處理器提供適中基準，所述主控處理器為天津益華微電子有限公司的HS80P5023S芯片，該芯片自帶12位的AD轉(zhuǎn)換器，并包含電力線載波調(diào)制解調(diào)器，采用直接序列擴頻，BPSK調(diào)試解調(diào)方式；同時該芯片擁有8051內(nèi)核，能夠以中斷方式同時處理電力線載波信號，所述檢測電路包括電壓檢測電路和溫度檢測電路，所述電壓檢測電路和溫度檢測電路均通過模擬開關(guān)與所述主控處理器相連。
[0032]單通道光伏電池板電力線載波智能通信模塊3的工作過程:本模塊在通信時，一個模塊用于接收，一個模塊用于發(fā)送。若處于發(fā)送狀態(tài)，能夠以中斷方式從太陽能傳輸線發(fā)送信號；若處于接收狀態(tài)，同樣能夠以中斷方式從太陽能傳輸線接收信號并送入主控處理器進行處理。本模塊在上電后，如果是發(fā)送模塊，則先由檢測電路采集單個光伏電池板的電壓、溫度等參數(shù)，經(jīng)過主控處理器中的AD轉(zhuǎn)換，把模擬信號變成數(shù)字信號，再利用電力線載波調(diào)制解調(diào)器，把數(shù)字信號變成載波信號，通過光伏傳輸線發(fā)送出去；如果是接收模塊，則接收到電力線載波信號后，如果符合事先約定的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，則進行數(shù)據(jù)處理，否