一種太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光伏發(fā)電領域，尤其是一種太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在光伏電站里，需要鋪設大量的光伏組件，來實現(xiàn)將太陽能轉化為電能。如果光伏電池板出現(xiàn)發(fā)熱、電壓、電流異常等，沒有有效的監(jiān)測手段會很難定位或者難以提前發(fā)現(xiàn)而造成不必要的損失。傳統(tǒng)的方法有監(jiān)控芯片加通訊線纜、監(jiān)控芯片加無線通訊方法等等。這些方法要么需要額外鋪設通訊線纜；要么需要增加無線發(fā)射單元和無線接收裝置，都需要增加較高的成本。
[0003]經過檢索發(fā)下相近技術領域的已公開專利文獻:
[0004]一種太陽能光伏發(fā)電智能監(jiān)控用用戶終端報警系統(tǒng)(CN103138393A)，包括對負載的電壓進行實時檢測的信號檢測單元、當負載的電壓出現(xiàn)異常時進行同步報警的報警裝置、根據(jù)信號檢測單元所檢測信號對報警裝置進行控制的控制器、對負載進行實時監(jiān)控的視頻監(jiān)控器、用于貯存太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出電能的光伏蓄電池和將直流電轉換為交流電并提供給負載的逆變器，信號檢測單元、控制器、視頻監(jiān)控器和報警裝置組成監(jiān)控系統(tǒng)，光伏蓄電池通過逆變器對負載進行供電，逆變器由控制器進行控制；控制器與視頻監(jiān)控器相接。本實用新型電路設計合理、接線方便、使用操作簡便且使用成本低、使用效果好，能在用戶終端對整個光伏監(jiān)控系統(tǒng)進行實時有效監(jiān)控。
[0005]—種智能接線盒(CN103000719A)，其特征在于:所述智能接線盒內部安裝有智能組件，所述智能組件包括用于檢測單一電池板的工作狀態(tài)信息的檢測模塊、CPU模塊以及傳輸模塊，其中所述檢測模塊的輸出端連接所述CPU模塊的輸入端，所述CPU模塊的輸出端連接所述傳輸模塊。本實用新型提供的智能接線盒，利用智能組件可以檢測每一個太陽能電池板的運行狀態(tài)，從而減少了故障排查時間，提高了效率，利于日常的維護檢修。
[0006]對比分析，以上已公開的專利技術以及已知公開技術均與本專利申請所要求保護的技術不同，而且產生的技術效果也存在差別。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種結構簡單、檢測準確、快捷高效、穩(wěn)定可靠的太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)。
[0008]本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的:
[0009]一種太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括光伏組件、組件監(jiān)控單元、信號接收電路以及主站點，其特征在于:每個光伏組件內均集成有一組件監(jiān)控單元，該組件監(jiān)控單元為信號的采集發(fā)射電路；多個光伏組件依次串聯(lián)，并通過直流電力線連接有信號接收電路，信號接收電路通過通訊線纜連接主站點。
[0010]而且，所述多個光伏組件依次串聯(lián)構成光伏組串，多個光伏組串分別通過直流電力線連接有信號接收電路。
[0011]而且，所述信號接收電路集成在匯流箱或接收裝置內。
[0012]而且，所述主站點為逆變器或者監(jiān)控后臺。
[0013]而且，所述組件監(jiān)控單元包含穩(wěn)壓電路、MCU微控制器、電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器以及開關器件，在組件并聯(lián)有一穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路連接MCU微控制器;MCU微控制器分別連接有電壓傳感器、電流傳感器以及溫度傳感器;MCU微控制器與直流電力線之間連接有一開關器件。
[0014]而且，所述信號接收電路包括信號取樣電路、隔直流電路、帶通濾波器、放大電路、MCU微控制器以及通訊電路，所述取樣電路、隔直流電路、帶通濾波器、放大電路、MCU微控制器以及通訊電路依次串聯(lián)。
[0015]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0016]1、本系統(tǒng)結構簡單，其組件監(jiān)控單元利用了組件特性，報警信號是通過直流電力線以載波形式發(fā)出，不增加額外的檢測裝置及發(fā)送裝置；接收電路可集成在智能匯流箱內，不增加額外的接收裝置。
[0017]2、本系統(tǒng)只是在監(jiān)測到組件異常的情況下，發(fā)送報警脈沖，大大簡化了數(shù)據(jù)量和硬件電路，既提高了可靠性，又降低了成本。
[0018]3、本系統(tǒng)的使用可以在組件溫度電壓異常時自動發(fā)出報警，電站維護人員通過監(jiān)控后臺即可及時地準確定位匯流箱報警支路，再排查該支路的異常組件，節(jié)約時間，提升工作效率。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的整體系統(tǒng)結構示意圖；
[0020]圖2為組件監(jiān)控單元內部電路結構示意圖；
[0021]圖3為信號接收電路示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖并通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0023]一種太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括多個光伏組件、組件監(jiān)控單元、信號接收電路以及主站點，
[0024]每個光伏組件內均集成有一組件監(jiān)控單元，組件監(jiān)控單元為信號的采集發(fā)射電路；
[0025]多個光伏組件依次串聯(lián)構成多個光伏組串，多個光伏組串作為多個支路分別通過直流電力線連接有信號接收電路，本實施例的信號接收電路集成在匯流箱或接收裝置內；
[0026]信號接收電路通過通訊線纜連接主站點，本實施例的主站點為逆變器或者監(jiān)控后臺。
[0027]所述采集發(fā)射電路能夠監(jiān)測組件的電壓、電流和溫度，并可以設定報警門檻，如果電壓、電流或者溫度超過所設定的報警門檻，采集發(fā)射電路就會以一定頻率的脈沖信號疊加在直流電力線上發(fā)射出去；如果溫度、電壓、電流均正常，則不發(fā)射脈沖。
[0028]所述信號接收電路能夠在直流電力線上濾出特定頻率的脈沖，經過放大處理，得到MCU可識別的脈沖信號，MCU在一定的時間里計算脈沖的個數(shù)，來確定是組件溫度報警或電壓報警。這種接收單元可以集成在智能匯流箱里，也可單獨組成接收裝置，通過通訊線纜(例如RS485)報給逆變器或者監(jiān)控后臺。
[0029]如圖2所示，組件監(jiān)控單元包含穩(wěn)壓電路106、MCU微控制器105、電壓傳感器101、電流傳感器102、溫度傳感器103以及開關器件104，在組件并聯(lián)有一穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路將組件電壓轉化為MCU微控制器的供電電壓，該MCU微控制器分別連接有電壓傳感器、電流傳感器以及溫度傳感器，該電壓傳感器、電流傳感器以及溫度傳感器分別用于對組件的電壓、電流以及溫度進行采樣，MCU微控制器與直流電力線之間連接有一開關器件，采樣信號經過MCU的運算處理后，發(fā)生信號異常時，控制開關器件通過直流載波的方式將報警信號發(fā)射出去。
[0030]溫度傳感器也可集成在MCU內部。
[0031]本組件監(jiān)控單元可以安裝在組件接線盒內部。
[0032]如圖3所示，信號接收電路包括信號取樣電路201、隔直流電路202、帶通濾波器203、放大電路204、MCU微控制器205以及通訊電路206，所述取樣電路、隔直流電路、帶通濾波器、放大電路、MCU微控制器以及通訊電路依次串聯(lián)，信號接收電路可以集成在其他設備(例如匯流箱)內，也可單獨做成一個單元。
[0033]各部分的作用分別為:
[0034]信號取樣電路，通常采取電阻分壓方式；
[0035]隔直流電路，負責將交流信號提取出來；
[0036]帶通濾波器，將固定頻率的組件監(jiān)控電路發(fā)射的固定頻率的信號提取出來；
[0037]放大電路，將帶通濾波器發(fā)出來的信號處理成MCU可接收范圍的脈沖信號；
[0038]MCU微控制器，負責統(tǒng)計脈沖信號，分析出電壓、電流、溫度信息，判斷是否報警；
[0039]通訊電路，可以是RS485、CAN等等，負責將報警信息傳輸給逆變器或者后臺監(jiān)控。
[0040]本系統(tǒng)的工作方法為:
[0041]⑴實時監(jiān)測:每個組件都包含一個組件監(jiān)控單元，該組件監(jiān)控單元可以監(jiān)測相應組件的電壓、電流以及溫度，預先設定報警門檻；
[0042]當組件的電壓、電流或溫度異常時，組件監(jiān)控單元以一定頻率的脈沖形式發(fā)出報警信號，并利用光伏組件的特性，此脈沖信號以電力載波的形式傳輸出去；
[0043]組件監(jiān)控單元利用了組件特性，報警信號是通過直流電力線以載波形式發(fā)出，組件監(jiān)控單元只在電壓、溫度異常時報警，正常不動作；
[0044]⑵識別信號:匯流箱內所集成的信號接收電路接收到組件監(jiān)控單元傳輸?shù)拿}沖信號，接收電路提取出MCU可識別的脈沖信號，MCU在特定時間計算脈沖個數(shù)來確定光伏電池組件是電壓、電流報警或者溫度報警；
[0045]⑶報警:MCU通過通訊線將報警信號傳輸給監(jiān)控后臺或者逆變器。
[0046]盡管為說明目的公開了本實用新型的實施例和附圖，但是本領域的技術人員可以理解:在不脫離本實用新型及所附權利要求的精神和范圍內，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本實用新型的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內容。
【主權項】
1.一種太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括光伏組件、組件監(jiān)控單元、信號接收電路以及主站點，其特征在于:每個光伏組件內均集成有一組件監(jiān)控單元，該組件監(jiān)控單元為信號的采集發(fā)射電路；多個光伏組件依次串聯(lián)，并通過直流電力線連接有信號接收電路，信號接收電路通過通訊線纜連接主站點。2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述多個光伏組件依次串聯(lián)構成光伏組串，多個光伏組串分別通過直流電力線連接有信號接收電路。3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述信號接收電路集成在匯流箱或接收裝置內。4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述主站點為逆變器或者監(jiān)控后臺。5.根據(jù)權利要求1所述的太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述組件監(jiān)控單元包含穩(wěn)壓電路、MCU微控制器、電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器以及開關器件，在組件并聯(lián)有一穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路連接MCU微控制器;MCU微控制器分別連接有電壓傳感器、電流傳感器以及溫度傳感器；MCU微控制器與直流電力線之間連接有一開關器件。6.根據(jù)權利要求1所述的太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述信號接收電路包括信號取樣電路、隔直流電路、帶通濾波器、放大電路、MCU微控制器以及通訊電路，所述取樣電路、隔直流電路、帶通濾波器、放大電路、MCU微控制器以及通訊電路依次串聯(lián)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種太陽能光伏組件監(jiān)測報警系統(tǒng)，包括光伏組件、組件監(jiān)控單元、信號接收電路以及主站點，每個光伏組件內均集成有一組件監(jiān)控單元，組件監(jiān)控單元為信號的采集發(fā)射電路；多個光伏組件依次串聯(lián)，并通過直流電力線連接有信號接收電路；信號接收電路通過通訊線纜連接主站點。系統(tǒng)的使用可以在組件溫度電壓異常時自動發(fā)出報警，電站維護人員通過監(jiān)控后臺即可及時地準確定位匯流箱報警支路，再排查該支路的異常組件，節(jié)約時間，提升工作效率。
【IPC分類】H02S50/00, H02J13/00
【公開號】CN205178979
【申請?zhí)枴緾N201520839252
【發(fā)明人】袁紹民, 郭培健, 王國建, 王琪, 張超
【申請人】天津天傳新能源電氣有限公司, 天津電氣科學研究院有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年10月27日