[發(fā)明專利]一種太陽(yáng)能微逆變光伏組件監(jiān)控系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410185687.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN104124915A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳煦;黃浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門永宏遠(yuǎn)電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H02S50/00
• 分類號(hào): H02S50/00;H02S50/10
• 代理公司: 廈門市精誠(chéng)新創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218
• 代理人: 巫麗青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能微逆變光伏組件監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在太陽(yáng)能光伏科技領(lǐng)域中，通常需要使用太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)微逆變器將太陽(yáng)能電池板的每一個(gè)光伏組件獲得的直流電力轉(zhuǎn)換成可并網(wǎng)輸出的交流電力，并且對(duì)每一個(gè)光伏組件進(jìn)行電力輸出的優(yōu)化，例如最大功率點(diǎn)跟蹤等。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器最近趨向于采用分布式的微型逆變器(?微逆變器)。微型逆變器對(duì)每個(gè)直流光伏組件提供最大功率點(diǎn)控制，從而使每個(gè)直流光伏組件產(chǎn)生最大的能量，提高整個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。另外，微型逆變器還能產(chǎn)生交流低壓輸出，而不是中心式逆變器系統(tǒng)的高直流電壓輸出，提高了系統(tǒng)的安全性和工作效率。

圖1?為現(xiàn)有技術(shù)的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)單微逆變器的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，單微逆變器100?一般由直流升壓電路101?和交流轉(zhuǎn)換電路103?構(gòu)成，其中直流升壓電路101?用于將直流輸入電壓升高，交流轉(zhuǎn)換電路103?用于將升高的直流輸入電壓轉(zhuǎn)換成交流輸出電壓，以待并網(wǎng)輸出。直流升壓電路101?可以包括直流-?直流轉(zhuǎn)換電路105、直流控制電路107?和直流檢測(cè)電路109。交流轉(zhuǎn)換電路103?可以包括交流電路1011、數(shù)據(jù)處理器1013、通信電路1015?和并網(wǎng)電路1017。其中，交流電路1011?還可以包括直流-?交流轉(zhuǎn)換電路1019、交流控制電路1021?和交流檢測(cè)電路1023。

從上圖可以看出，太陽(yáng)能微逆變光伏發(fā)電系統(tǒng)是由眾多的單微逆變器構(gòu)成的。在運(yùn)行過程中,由于陰影、污垢、電池板老化等因素,太陽(yáng)能組件效率會(huì)有不同程度的下降,而單個(gè)組件效率下降或損壞會(huì)帶來系統(tǒng)整體的效率大幅下降。目前,主要通過對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中微逆變器電流電壓的監(jiān)控來檢查太陽(yáng)能組件是否正常工作,通常只能監(jiān)控到串級(jí)光伏組件,無(wú)法第一時(shí)間準(zhǔn)確定位故障位置,只能感應(yīng)到哪一組組件異常。大型光伏電站的組件陣列如有損壞,會(huì)給發(fā)電系統(tǒng)帶來很大的損失,而人工檢查耗時(shí)耗力,不能滿足系統(tǒng)快速檢修的要求。因此,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)控太陽(yáng)能微逆變光伏組件已成為必然趨勢(shì)。而太光伏組件在高溫和低溫環(huán)境中都會(huì)受到傷害，為確保電池高效，長(zhǎng)壽命工作，對(duì)該光伏組件進(jìn)行恒溫、恒濕的保護(hù)也顯得至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，克服現(xiàn)有的太陽(yáng)能光伏組件故障監(jiān)測(cè)和定位困難,本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能微逆變光伏組件監(jiān)控系統(tǒng)，本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽(yáng)能光伏組件監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能微逆變光伏組件的電壓、電流、功率、溫度等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以迅速發(fā)現(xiàn)組件故障,提高系統(tǒng)效率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種太陽(yáng)能微逆變光伏組件監(jiān)控系統(tǒng)，包括光伏組件、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、智能顯示終端和監(jiān)控中心，所述實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)采集光伏組件的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)，并將該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)中心對(duì)該工作參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并發(fā)送至智能顯示終端顯示；

所述光伏組件包括太陽(yáng)能電池板、正激變換器、MPPT控制器、逆變器、EMC電路和微控制器，所述正激變換器、MPPT控制器、逆變器和EMC電路均與微控制器電性連接，正激變換器獲取太陽(yáng)能電池板的光伏電壓，經(jīng)過高頻變換調(diào)制后進(jìn)入MPPT控制器，實(shí)現(xiàn)電流源高頻變換，再通過逆變器進(jìn)行逆變，微控制器控制逆變器產(chǎn)生與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波交流信號(hào)，經(jīng)并網(wǎng)EMC電路饋入電網(wǎng)，完成光伏組件逆變功能。

所述實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊包括第二微處理器、無(wú)線模塊、電源電路、電壓測(cè)量電路、溫度測(cè)量電路、報(bào)警電路和掉電檢測(cè)電路，所述無(wú)線模塊、電源電路、電壓測(cè)量電路、溫度測(cè)量電路、報(bào)警電路和掉電檢測(cè)電路均與第二微處理器電性連接，所述電壓測(cè)量電路由計(jì)量芯片RN8205及其外圍電路構(gòu)成，通過第二微處理器的SPI口電壓，電流值，并經(jīng)無(wú)線模送入監(jiān)控中心，監(jiān)控中心根據(jù)本塊電池板的電壓，電流和周圍電池板的電壓，電流來判斷電池板是否正常工作。

所述掉電檢測(cè)電路由電阻R9、電阻R13、電阻R15、三極管Q4、電容C14和電容C12構(gòu)成，所述電阻R9一端接VCC，另一端與三極管Q4的集電極連接，所述電阻R13和電阻R15串聯(lián)后一端接+5V電壓，另一端接地，R13和R15的共同連接端與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的發(fā)射極接地，電容C14與電阻R15并聯(lián)，電容C12一端與三極管Q4的集電極連接，另一端接地，掉電檢測(cè)電路把輸入的電壓經(jīng)過電阻R13和電阻R15分壓后，如果電壓能使三極管Q4導(dǎo)通，則PWRDN輸出低電平，表示外部太陽(yáng)能輸入正常，反之說明太陽(yáng)能電池板沒有工作，是通過電容C45電容供電。