[發(fā)明專利]光伏發(fā)電系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)采集裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410252373.8
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104009705A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊晟;鐘山;趙爭鳴;袁立強;魯挺;孫曉瑛;賀凡波;桑宇;曹陽
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州青云能源科技有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號: H02S20/32
• 分類號: H02S20/32
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 孫雪

1.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)采集裝置，包括光伏電池板、切換開關(guān)、蓄電池、上位機、驅(qū)動電路，其特征在于，還包括：數(shù)據(jù)采集模塊、充電電路、能量泄放電路、IV曲線掃描電路、主控制芯片、GPRS模塊、SD卡存儲設(shè)備；數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器、信號調(diào)理電路、AD采樣電路；其中，光伏電池板一端通過數(shù)據(jù)采集模塊與主控制芯片連接，另一端依次連接切換開關(guān)、充電電路、蓄電池、能量泄放電路；切換開關(guān)與IV曲線掃描電路連接；主控制芯片通過驅(qū)動電路與切換開關(guān)、充電電路、能量泄放電路連接，并且所述主控制芯片還與數(shù)據(jù)采集模塊、SD卡存儲設(shè)備連接；主控制芯片、GPRS模塊、驅(qū)動電路、傳感器、信號調(diào)理電路及AD采樣電路都由蓄電池供電；

數(shù)據(jù)采集模塊：用于采集光照強度和溫度；

充電電路：用于在光照強度足夠時，從被測的光伏電池板取電，并向蓄電池充電；

能量泄放電路：用于蓄電池充滿后，消耗掉多余的電能；能量泄放電路由主控制芯片控制，當(dāng)電池能量高于預(yù)設(shè)的閾值時啟動；

IV曲線掃描電路：光伏電池伏安特性掃描電路間歇式工作，掃描時，充電電路和能量泄放電路構(gòu)成的主電路停止工作；

GPRS模塊與SD卡存儲設(shè)備：主控制芯片定時發(fā)送數(shù)據(jù)給GPRS模塊，通過GPRS模塊將采集到的光伏電池板數(shù)據(jù)無線傳輸給上位機，并且同時向SD卡存儲數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述數(shù)據(jù)采集模塊中，光照強度用三種方式采集：直接輻射傳感器、散射輻射傳感器、參考電池板；溫度信息在三處采集：大氣環(huán)境、參考電池板、被測的光伏電池板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是，所述IV曲線掃描電路，每隔10s切換至掃描電路，進行100ms快速掃描，然后切換回主電路等待下次掃描。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是，所述能量泄放電路預(yù)設(shè)的閾值是27V。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是所述充電電路由主控制芯片控制，執(zhí)行最大功率點跟蹤技術(shù)，使光伏電池板工作在最大功率點處；最大功率點跟蹤技術(shù)采用干擾觀察法，并以伏安特性掃描結(jié)果為參考。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是所述主控制芯片每隔10s或20s發(fā)送數(shù)據(jù)給GPRS模塊。

7.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)采集方法，其特征是，使用如權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)采集裝置，并且所述光伏發(fā)電系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)采集方法包括如下步驟：

步驟一：采集光照強度和溫度；

步驟二：當(dāng)光照強度足夠時，充電電路工作，從被測電池板取電，向蓄電池充電；當(dāng)蓄電池充滿時，多余的電能通過能量泄放電路消耗掉；能量泄放電路由主控制芯片控制，當(dāng)電池能量高于27V的閾值時啟動，將多余的能量泄放；

步驟三：充電電路由主控制芯片控制，執(zhí)行最大功率點跟蹤技術(shù)，使被測電池板工作在最大功率點處；最大功率點跟蹤技術(shù)采用干擾觀察法，并以伏安特性掃描結(jié)果為參考；

步驟四：光伏電池伏安特性掃描電路間歇式工作，每隔10s切換至掃描電路，進行100ms快速掃描，然后切換回主電路等待下次掃描；掃描時，充電電路和能量泄放電路構(gòu)成的主電路停止工作；

步驟五：設(shè)置GPRS通訊模塊和大容量的SD卡存儲設(shè)備，每隔10s或20s，由主控制芯片定時發(fā)送數(shù)據(jù)給GPRS模塊，通過GPRS模塊傳輸數(shù)據(jù)給上位機，并且同時向SD卡存儲數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，步驟一中所述光照強度用三種方式采集：直接輻射傳感器、散射輻射傳感器、參考電池板；所述溫度信息在三處采集：大氣環(huán)境、參考電池板、被測的光伏電池板。