[發(fā)明專利]一種智能光伏電池系統(tǒng)的自動檢測及故障排除方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710781161.2
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107547046A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 許亮;梁蘭菊
• 申請（專利權）人: 孫睿超
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00;H02H7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于中央控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電組件的設計及自動檢測及故障排除的方法，具體而言，涉及到一種可以方便檢測電池片工作狀態(tài)及進行簡單電路轉(zhuǎn)換的方法。

背景技術

目前，獨立式光伏發(fā)電系統(tǒng)在廣大農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)得到了一定程度的應用且具有廣闊的發(fā)展前景。但在實際使用的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)某一電池片或某一支路發(fā)電故障導致各支路電壓均衡發(fā)生電流倒貫現(xiàn)象，嚴重影響充電效率。例如，在光伏發(fā)電陣列為并聯(lián)結(jié)構，且每一個支路為電池片串聯(lián)而成的情況中，經(jīng)常出現(xiàn)其中一個支路中的某一個或幾個電池片出現(xiàn)故障，導致該支路的電壓減小，致使其他正常支路的電流倒貫入故障支路，嚴重影響光伏發(fā)電陣列的輸出效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于中央控制系統(tǒng)的光伏發(fā)電組自動檢測及故障排除的方法，其利用信息采集模塊對光伏發(fā)電陣列中的電池片進行檢測，若發(fā)現(xiàn)異常情況，利用簡單的開關控制電路可自動將損壞的電池組斷開，使光伏發(fā)電系統(tǒng)在充電效率不受到明顯影響的情況下繼續(xù)工作，直到例行檢修。

本發(fā)明可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種光伏發(fā)電系統(tǒng)自動檢測及故障排除的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

1）為光伏發(fā)電系統(tǒng)設置一中央控制系統(tǒng)；

2）光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏發(fā)電陣列為并聯(lián)結(jié)構且每一個支路由電池片串聯(lián)而成，每一個支路的正極端串聯(lián)一個可控開關，負極設置一個采樣裝置；所述采樣裝置連接至中央控制系統(tǒng)的信息采集模塊，所述可控開關均連接至中央控制系統(tǒng)的開關控制模塊；

3）保持所有可控開關常閉，利用程序通過中央控制系統(tǒng)的信息采集模塊依次檢測各支路上的采樣裝置的采樣電流；

4）中央控制系統(tǒng)根據(jù)預先編寫程序，依次將當前采集的支路電流值與采集的上一個支路的電流值進行相減運算；若運算后的數(shù)值大于程序中預設的一個正的閾值電流，則利用中央控制系統(tǒng)的開關控制模塊將上一個支路的可控開關斷開，否則保持開關狀態(tài)不變。

進一步地，本發(fā)明可利用以下技術方案實現(xiàn)：

所述中央控制系統(tǒng)為PC控制系統(tǒng)或單片機。

所述采樣裝置為一個連接至信息采集模塊的電流傳感器，或一個兩端電壓連接至信息采集模塊的串聯(lián)電阻。

所述電流傳感器為套在導線上的霍爾傳感器。

所述開關為繼電器。

本方案的優(yōu)點在于：光伏電池陣列中有一支路出現(xiàn)故障，導致輸出電壓變小時，系統(tǒng)通過檢測可自動識別出故障支路，同時將故障支路斷開，這樣可以避免電流倒貫入故障支路，保證開路電壓，使充電功率不受到明顯的影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明光伏系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。

具體實施方式

以下將參照附圖1更詳細地描述本發(fā)明，以下說明中，省略了對本領域內(nèi)技術人員公知結(jié)構和技術的描述。如圖1中所示，本光伏發(fā)電陣列由8個支路并聯(lián)組成，每一個支路由光伏電池片1串聯(lián)而成。在每一個支路的陽極串聯(lián)一開關S1…S8，陰極設置有一采樣裝置2連接至信息采集模塊。本實例中，采樣裝置為套在導線上的霍爾傳感器，但也可以采用其他種類的電流傳感器將電流數(shù)據(jù)輸送至信息采樣模塊，或者采用直接串聯(lián)一電阻，然后采集電阻兩端電壓的方式完成采樣。

所述信息采集模塊和開關控制模塊通過I/O口與中央控制系統(tǒng)連接并通過預設程序進行數(shù)據(jù)通訊，例如：中央控制系統(tǒng)發(fā)送“2”至信息采集模塊，則信息采集模塊將第2條支路的采集數(shù)據(jù)送入中央控制系統(tǒng)進行處理；或中央控制系統(tǒng)發(fā)送“2”至開關控制模塊，則開關控制模塊輸出控制信號將第2條支路的開關斷開。

在上述設計的基礎上，以單片機作為中央控制系統(tǒng)為例，結(jié)合附圖1介紹本系統(tǒng)的工作過程：本系統(tǒng)開關S1、S2…S8正常工作時均為常閉狀態(tài)；單片機執(zhí)行預設程序不停或每隔一個時間周期依次檢測一次光伏陣列中各支路中的電流，然后利用程序?qū)⒑笠粋€支路的電流與前一支路電流做相減運算，即第二支路電流減第一支路電流，第三支路電流減第二支路電流，以此類推至第一支路的電流減第八支路的電流，依次若所得電流差值正向過大，大于程序內(nèi)的預設閾值電流，則說明前一支路的電流過小，單片機執(zhí)行預先編寫的程序通過開關控制模塊斷開該支路的開關。

由上一段所述原理可知，對于本系統(tǒng)的優(yōu)點在于：當光伏陣列中某一電池片1無法工作，其所在支路無法正常輸出足額電壓時，將該支路斷開，這樣避免了其他正常工作的支路將電流倒貫入故障支路內(nèi)，在保證光伏電池陣列電壓的基礎上，理論上電流僅減小約1/8，避免的電流的過于減小對充電效率的影響。