[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的光伏組件隱裂檢測系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111024711B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 張侃健;鄧程皓;魏海坤;方仕雄;葛健
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的光伏組件隱裂檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為三個部分，分為硬件模塊、軟件部分、硬件模塊與軟件的數(shù)據(jù)交互部分。此系統(tǒng)解決了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)規(guī)模大，架構復雜，通信繁瑣，無法檢測組件隱裂的問題。用戶通過web頁面發(fā)送查詢指令，查詢當前組件電氣信息。后臺讀取組件信息后，通過電能損耗算法可以判斷當前組件是否處于健康狀態(tài)。若當前組件不處于健康狀態(tài)，則用戶可以發(fā)送控制指令，添加反向電壓并拍攝隱裂圖像并分析，得出當前組件是否存在隱裂，結構簡單，系統(tǒng)檢測可靠性好，操作簡單，自動化程度高。

技術領域

本發(fā)明屬于隱裂檢測系統(tǒng)技術領域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的光伏組件隱裂檢測系統(tǒng)。

背景技術

高效便捷易于使用的光伏組件以及環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)可以幫助電站和個體用戶實現(xiàn)對光伏組件的的有效控制和管理，易于進行下一步故障診斷以及電氣數(shù)據(jù)的分析，利于從業(yè)人員和使用者實時監(jiān)控組件，易于日常維護，能夠在一定程度上降低組件的損耗，提高經(jīng)濟效益、降低成本，確保發(fā)電的順利運行。

隨著全球應對氣候變化呼聲的日益高漲以及能源短缺、能源供應安全形勢的日趨嚴峻，風能、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能等新能源以其清潔、安全、可再生的特點，在各國能源戰(zhàn)略中的地位不斷提高。其中太陽能相對而言成本較低、技術較成熟、可靠性較高，近年來發(fā)展迅猛，并開始在能源供應中發(fā)揮之后重要作用。到2014年底，全國光伏發(fā)電裝機容量達到2905萬kW，成為僅次于德國的世界光伏裝機第二大國。但是，目前的光伏電站以及戶用的光伏電站存在以下問題：

（1）沒有對組件數(shù)據(jù)進行采集，采集的數(shù)據(jù)大都為逆變器組串級別數(shù)據(jù)，很難通過逆變器組串級別數(shù)據(jù)定位到具體組件。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)大多為桌面端應用，對于開發(fā)來說需要開發(fā)一個桌面應用，開發(fā)周期較長，開發(fā)效率遠不如web端的BS架構開發(fā)效率。

（3）目前的光伏數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，僅局限與數(shù)據(jù)的采集，并不能診斷光伏組件的健康情況與隱裂狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的光伏組件隱裂檢測系統(tǒng)，結構簡單，系統(tǒng)檢測可靠性好，操作簡單，自動化程度高。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的光伏組件隱裂檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為三個部分，分為硬件模塊（數(shù)據(jù)采集板）、軟件部分、硬件模塊（數(shù)據(jù)采集板）與軟件的數(shù)據(jù)交互部分。

作為本發(fā)明的一種改進，所述硬件模塊（數(shù)據(jù)采集板）包括單片機系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)融合線；

單片機系統(tǒng)設計：根據(jù)實際的需求，將光伏組件的PV正負線接在電流傳感器和電壓傳感器兩端，并將輸出接入單片機的AD采樣口，通過單片機的AD采樣芯片以239.5個機器周期為周期讀取光伏組件的直流側電壓電流。同時，擬定好數(shù)據(jù)協(xié)議，采用標準的modbus協(xié)議，針對于廣播指令和點對點指令可以返回相應的電路電壓采樣值，同樣使用modbus協(xié)議返回。單片機系統(tǒng)除了電壓電流AD檢測采樣，還在兩個GPIO口處加入了兩個繼電器的控制開關，此控制開關同樣可以通過接收上位機所發(fā)送的控制指令控制對應繼電器的通斷，從而能夠實現(xiàn)外接電源對光伏組件進行反向加電，方便進行隱裂的EL檢測。除此之外，單片機還配有1個8位的撥碼開關，此開關對應的二進制數(shù)值則為此單片機以及對應光伏組件的物理地址（即編號）。

所述環(huán)境檢測數(shù)據(jù)與電氣數(shù)據(jù)融合線：各類環(huán)境檢測傳感器與所有的光伏組件數(shù)據(jù)采集板的數(shù)據(jù)連接到一根485總線上，通過分時復用傳遞至軟件。

作為本發(fā)明的一種改進，所述軟件部分包括業(yè)務流程處理、數(shù)據(jù)存儲管理中心、電能損耗算法和隱裂檢測算法；