[發明專利]基于載波通信的光伏發電組件監測系統

在審

• 申請號: 201811505919.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109286244A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 馮恩剛;李海;王振海;王金武;孫劍;翟宗亮;李志海;張旭盈;馬士勝;惠三軍;郎益偉;郭壘;周其朋;蘇寧;李兆欣;張琦
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司諸城市供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02S50/10
• 代理公司: 濰坊鳶都專利事務所 37215
• 代理人: 尹金華

本發明公開了一種基于載波通信的光伏發電組件監測系統，包括太陽能發電模塊、發電匯流模塊和監測模塊，監測模塊包括單片機主控單元、載波電流環電路，載波電流環電路內包括調制解調電路，調制解調電路包括調制電路和解調電路。本發明建立了合理的模型，采用單片機芯片進行了主控制器設計，載波電流環通信是用電流環作傳輸媒介的載波通信，不需另外架設道信線路，電流環結構堅固，作為通信媒介使用可靠性很高，用一根線進行數據傳輸，使用單線串聯監測傳輸，用一根線進行載波電流環的使用與串行通信，方便檢測人員實時監測，發現故障可以及時處理消缺，確保了電網的供電可靠性，整個系統電路簡潔，使用方便，易于維護。

技術領域

本發明涉及一種發電控制技術領域，尤其涉及基于載波通信的光伏發電組件監測系統。

背景技術

世界能源危機和環境問題使得開發利用可再生能源和各種綠色能源以實現可持續發展成為人類必須采取的措施。而隨著太陽能電池和電力電子技術的不斷進步，太陽能光伏發電得到了長足的發展并已成為新能源利用的主流之一。當前，光伏發電不斷向低成本、高效率和高功率密度方向發展，太陽能光伏利用的主要形式將是并網發電系統高性能的數字信號處理器芯片的出現，使得一些先進的控制策略應用于光伏并網的控以提高太陽能光伏發電系統的效率成為可能。一套基本的太陽能光伏發電系統一般是由太陽能電池板、太陽能控制器、逆變器和蓄電池（組）構成。光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關健元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電的優點是較少受地域限制，因為陽光普照大地；光伏系統還具有安全可靠、無噪聲、低污染。

電力線載波通信利用的是現有的電力基礎設施這個傳輸媒介是全球覆蓋最大的網絡，用電力線做接入無需新布線就可以用到有電的地方就有寬帶接入。不受地形、地貌的影響。投資少、施工期短、設備簡單、可以同其他通信手段一起實現網絡互聯。電力線載波通信可靠性高，高壓輸電線結構略固，高壓輸電線安全設計系數比光纖的安全設計系數高。具有等時性，只要高壓輸電線一架通，載波通道就開通了，輸電線架設到哪里載波通信線路就可以延伸到那里。電力線載波通信利用的是現有的電力基礎設施電網，電網是全球覆蓋最大的網絡，用電力線做接入無需新布線就可以用到有電的地方就有寬帶接入。不受地形、地貌的影響。投資少、施工期短、設備簡單、可以同其他通信手段一起實現網絡互聯。我國110kV輸電線路上和35k的農網上還有大量的電力線載波機在運行，龐大的電力線載波通信擔負著電網內調度電話遠動。遠方保護信息的傳輸對電力線系統的安全、穩定、經濟運行起著重要的作用。因此對這種價的電力系統都有的信道資源不應輕易放棄，應加以合理的發展和利用

太陽能交流發電系統是由太陽能電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成：太陽能逆變器直流發電系統則不包括逆變。逆變器是一種電源轉換裝置，逆變器按激勵方式可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。主要功能是將電池的直流電逆變成交流電。通過全橋電路，一般采用SPM處理器經過調制、濾波、升壓等，得到與照明負載頻率、額定電壓等相匹配的正弦交流電供電系統終端用戶使用。有了逆變器，就可使用直流蓄電池為電器提供交流電。逆變器的首要功能是把輸入的DC電壓轉換為一穩定的值。該功能通過升壓轉換器來實現，并需要升壓開關和升壓二極管。在第一種結構中，升壓之后是一個隔離的全橋變換器。全橋變壓器的作用是提供隔離。輸出上的第二個全橋變換器是用來從第一級的全橋變換器的直流DC變換成交流（AC）電壓。其輸出再經由額外的雙觸點繼電器開關連接到AC電網網絡之前被濾波，目的是在故障事件中提供安全隔離及在夜間與供電電網隔離。第二種結構是非隔離方案。其中，AC交流電壓由升壓級輸出的DC電壓直接產生。第三種結構利用功率開關和功率二極管的創新型拓撲結構，把升壓和AC交流產生部分的功能整合在一個專用拓撲中盡管太陽能電池板的轉換效率非常低，讓逆變器的效率盡可能接近100％卻非常重要。

發明內容