[實(shí)用新型]用于光伏組件間單導(dǎo)線載波通信的載波信號(hào)耦合電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720281391.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206820748U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊春萍;孫鳳杰;梁宇圖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B3/54
• 分類號(hào): H04B3/54;H02J13/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光伏電站中光伏組件間的通信，具體涉及一種用于光伏組件間的直流單導(dǎo)線載波通信中的載波信號(hào)耦合電路。

背景技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏組件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，需要將光伏組件的監(jiān)測(cè)模塊所采集的數(shù)據(jù)變成載波信號(hào)在組件之間傳送。具體地，每個(gè)光伏組件上的監(jiān)測(cè)模塊將其采集到的數(shù)據(jù)，如光伏電壓、電流、溫度、水寢等參數(shù)，以幀的形式通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊中的發(fā)送支路發(fā)送，然后通過(guò)耦合電路耦合到光伏組件上，并經(jīng)過(guò)光伏組件之間的單導(dǎo)線以及組件串列進(jìn)行傳送，最后通過(guò)接收光伏組件兩端的耦合電路來(lái)接收，并送到該接收光伏組件的監(jiān)測(cè)模塊的接收支路，實(shí)現(xiàn)對(duì)各組件的監(jiān)測(cè)功能。

由于光伏組件構(gòu)成的組件串間的連接結(jié)構(gòu)比較特殊，輸電導(dǎo)線正負(fù)極直接接到匯流箱，因此載波信號(hào)在組件串列上實(shí)際是以單導(dǎo)線傳輸。現(xiàn)有的電力線載波通信方案多采用電壓互感器并聯(lián)在雙線電力線上進(jìn)行信號(hào)耦合，并不適用于光伏組件間的直流單導(dǎo)線傳輸場(chǎng)景，為此需設(shè)計(jì)適合于直流單導(dǎo)線載波通信中傳輸載波信號(hào)的耦合電路。

要在直流單導(dǎo)線上實(shí)現(xiàn)載波通信，設(shè)計(jì)的耦合電路需要滿足以下幾個(gè)要求：

（1）耦合電路應(yīng)能將載波信號(hào)耦合到單線串聯(lián)的組件間的輸電導(dǎo)線上；

（2）設(shè)計(jì)的耦合電路應(yīng)不改變或基本不改變組件等效電路特性；

（3）由于實(shí)際光伏組件串列一般串聯(lián)有二十個(gè)左右的光伏組件，所以設(shè)計(jì)的耦合電路應(yīng)能保證大部分的載波信號(hào)電流流經(jīng)光伏組件串列主回路，少部分的載波信號(hào)電流經(jīng)耦合電路分流作為輸出信號(hào)，保證載波通信的正常進(jìn)行；

（4）設(shè)計(jì)的耦合電路不僅要能實(shí)現(xiàn)載波信號(hào)的耦合，還應(yīng)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生的噪聲干擾信號(hào)，主要是逆變器的脈沖噪聲，有一定的濾波作用。

常見(jiàn)的耦合方式有電感耦合及阻容耦合。若采用電感耦合，則需將組件間的直流導(dǎo)線穿過(guò)環(huán)形電感的孔心，然后從電感線圈繞線上耦合出載波信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)載波信號(hào)的衰減小，但環(huán)形電感體積大，而且價(jià)格昂貴。相對(duì)于電感耦合而言，阻容耦合具有成本低、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等特點(diǎn)。

為了在光伏組件間的單一直流導(dǎo)線上實(shí)現(xiàn)載波通信，本實(shí)用新型提出了一種用于光伏組件間通信的載波信號(hào)耦合電路，采用阻容耦合方式,成本低、現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，并且可以滿足上述設(shè)計(jì)要求，即：該耦合電路既能對(duì)光伏組件輸出的直流電力信號(hào)做到無(wú)衰減或衰減幾乎為零，又能保證大部分的載波信號(hào)流過(guò)光伏組件串列主回路，少部分的交流載波信號(hào)經(jīng)耦合電路分流作為輸出信號(hào)；載波信號(hào)耦合到單一直流導(dǎo)線串聯(lián)的組件之間，并可以通過(guò)組件進(jìn)行傳輸；保證了載波通信的正常進(jìn)行而不會(huì)改變或基本不會(huì)改變組件等效電路特性；還可以對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生的噪聲干擾信號(hào)有一定的濾波作用。

發(fā)明內(nèi)容

為了在光伏組件間實(shí)現(xiàn)單導(dǎo)線載波通信，使得光伏組件的監(jiān)測(cè)模塊所采集到的電壓、電流、溫度、水寢等參數(shù)能夠在光伏組件串列之間傳輸，本實(shí)用新型提供了一種用于光伏組件間單導(dǎo)線載波通信的載波信號(hào)耦合電路,在光伏組件串列兩端并聯(lián)帶有一定濾波功能的雙側(cè)RC耦合，以實(shí)現(xiàn)光伏組件間單導(dǎo)線載波通信的載波信號(hào)耦合。

為此，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種載波信號(hào)耦合電路, 用于在光伏組件間的直流單導(dǎo)線上進(jìn)行載波通信的載波信號(hào)的耦合,其中：來(lái)自光伏組件上的監(jiān)測(cè)模塊所采集的數(shù)據(jù)，以載波信號(hào)的形式通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊的發(fā)送支路發(fā)送，然后通過(guò)在該光伏組件兩端的耦合電路耦合到光伏組件上，并經(jīng)過(guò)光伏組件之間的直流單導(dǎo)線以及光伏組件組成的組件串列進(jìn)行傳送,其中用于發(fā)送載波信號(hào)的所述耦合電路由構(gòu)成高通電路的雙側(cè)RC耦合電路組成；來(lái)自直流單導(dǎo)線以及組件串列的載波信號(hào)通過(guò)光伏組件兩端的耦合電路來(lái)接收，然后送到該光伏組件的監(jiān)測(cè)模塊的接收支路,其中該耦合電路由雙側(cè)RC耦合電路構(gòu)成的二級(jí)RC高通電路與一級(jí)RC低通電路并聯(lián)組成,構(gòu)成帶外不平衡衰減的帶通濾波電路。

進(jìn)一步地，所述雙側(cè)RC耦合電路由兩個(gè)并聯(lián)在光伏組件兩側(cè)的RC高通電路組成，兩個(gè)RC高通電路分別由電阻R1和電容C1串聯(lián)而成以及由電阻R2和電容C2串聯(lián)而成，送往接收支路的載波信號(hào)和來(lái)自發(fā)送支路的載波信號(hào)分別加載在所述兩個(gè)RC高通電路的電阻上R1和R2上；所述RC低通電路并聯(lián)在電阻R1兩端, 由并聯(lián)的電阻R3和電容C3組成。

進(jìn)一步地，用于接收載波信號(hào)的所述耦合電路包括用于濾波的電容C4,所述RC低通電路與電容C4連接并且通過(guò)電容C4并聯(lián)在電阻R1兩端。

該載波信號(hào)耦合電路既能不影響光伏組件輸出的直流信號(hào)的傳輸，又能實(shí)現(xiàn)載波信號(hào)通過(guò)組件及其組件之間的單導(dǎo)線進(jìn)行傳輸，還可以對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生的噪聲干擾信號(hào)有一定的濾波作用。