專利名稱：智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種監(jiān)控裝置，具體涉及一種智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)生產(chǎn)的日益發(fā)展，對(duì)能源的需求量在不斷增加，全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)也日益突出。由于對(duì)傳統(tǒng)能源，尤其是煤炭、石油、天然氣的不合理使用，對(duì)全球的環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，同時(shí)也使傳統(tǒng)能源瀕臨枯竭。能源危機(jī)已近在眼前。隨著化石能源的減少，其價(jià)格也不斷上漲，這將嚴(yán)重制約生產(chǎn)力的發(fā)展和人民生活水平的提高。為了解決上述問題，自然能源發(fā)電技術(shù)受到越來越普遍的重視，清潔廉價(jià)的太陽(yáng)能被人們作為可再生的替代能源。太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電可以減輕能源危機(jī)的壓力，解決電力緊缺地區(qū)的供電問題，緩解峰值時(shí)間的電力緊張，又有保護(hù)環(huán)境、便于安裝、適應(yīng)地域廣、無(wú)能源消耗等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以，太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電成為世界上多個(gè)國(guó)家政府支持的長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，是今后新能源的發(fā)展趨勢(shì)。近些年來，光伏技術(shù)有了迅速的發(fā)展，首先是制造技術(shù)有了很大的改進(jìn)，二是生產(chǎn)成本不斷下降，三是產(chǎn)量不斷增加，市場(chǎng)滲透初具規(guī)模。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)其相關(guān)技術(shù)的提高以及安全的要求也越來越高?，F(xiàn)有的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括至少兩組太陽(yáng)能陣列、至少一個(gè)匯流箱和太陽(yáng)能并網(wǎng)逆變器組，匯流箱與太陽(yáng)能陣列和太陽(yáng)能并網(wǎng)逆變器組相連，用于采集太陽(yáng)能陣列的發(fā)電電壓和電流，并根據(jù)采集的發(fā)電電壓和電流控制太陽(yáng)能陣列之間的串并聯(lián)方式，達(dá)到并網(wǎng)逆變器所需的工作電壓和電流，根據(jù)太陽(yáng)能方陣的輸出功率，通過匯流箱自身的輸出電壓和電流，選擇開啟與關(guān)閉并網(wǎng)逆變器組中并網(wǎng)逆變器的數(shù)量，令每個(gè)并網(wǎng)逆變器以滿功率下工作。所述匯流箱包括電流傳感器、電壓傳感器、切換開關(guān)、穩(wěn)壓恒流裝置、功率抑制裝置和控制電路；其中電流傳感器用于采集所述太陽(yáng)能陣列的發(fā)電電流；電壓傳感器用于采集所述太陽(yáng)能陣列的發(fā)電電壓；切換開關(guān)用于更改所述太陽(yáng)能陣列的串并聯(lián)連接方式；穩(wěn)壓恒流裝置用于在所述太陽(yáng)能陣列的連接方式變換時(shí)，保證所述太陽(yáng)能陣列輸入到所述并網(wǎng)逆變器組的直流電壓和電流平穩(wěn)；功率抑制裝置用于在所述太陽(yáng)能的輸出電壓和電流發(fā)生突變時(shí)抑制功率，保證控制電路給切換開關(guān)的信號(hào)平穩(wěn)；控制電路用于對(duì)電流傳感器采集的電流信號(hào)、電壓傳感器采集的電壓信號(hào)以及功率抑制裝置的功率抑制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出控制信號(hào)?，F(xiàn)有的太陽(yáng)能系統(tǒng)中的匯流箱是單獨(dú)作業(yè)，不利于統(tǒng)一控制和管理，不滿足統(tǒng)一監(jiān)控的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，該裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)電池板的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置。一種智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，包括電源輸入接口、處理模塊、DI輸入端、DO輸出端、電壓采集模塊、電流采集模塊、通信模塊；所述電源輸入接口用以接通電源；所述處理模塊用以處理數(shù)字量信息；所述DI輸入端與所述處理模塊通信相連，用以輸入數(shù)字量到處理模塊；所述DO輸出端與所述處理模塊通信相連，用以輸出控制外部斷路器；所述電壓采集模塊與所述處理模塊通信相連，用以采集電壓數(shù)據(jù)給處理模塊；所述電流采集模塊與所述處理模塊通信相連，用以采集電流數(shù)據(jù)給處理模塊；所述通信模塊與所述處理模塊通信相連，用以將處理模塊的數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)并可接受上位機(jī)的控制。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置還包括顯示模塊、溫度采集模塊、按鍵模塊；所述顯示模塊與所述處理模塊通信相連，用以顯示監(jiān)測(cè)內(nèi)容；所述溫度采集模塊與所述處理模塊通信相連，用以采集所述監(jiān)控裝置自身的溫度；所述按 鍵模塊與所述處理模塊通信相連，用以調(diào)節(jié)選擇顯示內(nèi)容。作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，所述按鍵模塊包上、下、左、右四個(gè)按鍵。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述通信模塊為Modbus通信模塊。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述電流采集模塊為8路、12路或16路電流采集模塊。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述電流采集模塊采用霍爾傳感器。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述電壓采集模塊為隔離放大器。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述處理模塊為CPU。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置設(shè)置在匯流箱內(nèi)部。作為本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選方案，所述DI輸入端為3路或5路無(wú)源輸入端；所述DO輸出端為2路無(wú)源輸出端。如上所述，本實(shí)用新型所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，具有以下有益效果通過本實(shí)用新型所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，不用到現(xiàn)場(chǎng)就可以監(jiān)制整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電廠中每個(gè)電池板的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)智能控制的目的；而且，其可以對(duì)匯流箱進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析、顯示、數(shù)據(jù)傳輸以及遠(yuǎn)程控制。

圖I為本實(shí)用新型所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)框圖。元件標(biāo)號(hào)說明I、處理模塊；2、DI輸入端；3、DO輸出端；4、電流采集模塊；5、電壓采集模塊；6、通信模塊；7、溫度采集模塊；8、顯示模塊；9、按鍵模塊。
具體實(shí)施方式
以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式
加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱附圖。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例本實(shí)施例提供一種智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，如圖I所示，包括電源輸入接口、處理模塊1、DI輸入端2、D0輸出端3、電流采集模塊4、電壓采集模塊5、通信模塊6、溫度采集模塊7、顯示模塊8、按鍵模塊9。所述電源輸入接口用以接通電源。本實(shí)用新型所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置可以實(shí)現(xiàn)多種供電選擇，如AD/DC 110-380V輸入、DC 660V-1000V輸入?？蛻艨梢愿鶕?jù)實(shí)際情況選擇不同的電源供電。所述處理模塊用以處理數(shù)字量信息。所述處理模塊可以采用CPU、ARM或其他類型的處理器。例如采用芯片STM32系列ARM，該類型的ARM自備溫度測(cè)量功能，可以使裝置更輕便實(shí)用。所述DI輸入端與所述處理模塊通信相連，用以輸入數(shù)字量到處理模塊。所述DI輸入端可以為3路或5路無(wú)源輸入端，也可以根據(jù)需要設(shè)置其他路數(shù)的無(wú)源輸入端。該輸入端接收外部開關(guān)量輸入，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器、斷路器的工作狀態(tài)、匯流箱開門報(bào)警的監(jiān)控。所述DO輸出端與所述處理模塊通信相連，用以輸出控制外部斷路器。所述DO輸出端為2路無(wú)源輸出端。2路DO輸出可以實(shí)現(xiàn)通過5V繼電器進(jìn)行無(wú)源開關(guān)量輸出，如可控制外部斷路器等。所述電流采集模塊與所述處理模塊通信相連，用以采集電流數(shù)據(jù)給處理模塊。所述電流采集模塊可以為8路、12路或16路電流采集模塊。電流采集采用高精度的霍爾傳感
器，安全可靠。所述電壓采集模塊與所述處理模塊通信相連，用以采集電壓數(shù)據(jù)給處理模塊。所述電壓采集模塊可以采用隔離放大器實(shí)現(xiàn)。若電壓采集采用隔離放大器實(shí)現(xiàn)，可使設(shè)備運(yùn)行更安全可靠。所述通信模塊與所述處理模塊通信相連，用以使處理模塊與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換處理。所述顯示模塊與所述處理模塊通信相連，用以顯示監(jiān)測(cè)內(nèi)容。所述顯示模塊除了能夠提供常用的電流、電壓、溫度、功率的顯示外，還能顯示DI、D0的狀態(tài)。所述顯示模塊可以為液晶顯示器，使閱讀更直觀。所述按鍵模塊包上、下、左、右四個(gè)調(diào)節(jié)鍵，該四個(gè)調(diào)節(jié)按鍵可以調(diào)節(jié)顯示不同的內(nèi)容。所述溫度采集模塊與所述處理模塊通信相連，用以采集所述監(jiān)控裝置自身的溫度；[0040]所述按鍵模塊與所述處理模塊通信相連，用以調(diào)節(jié)選擇顯示內(nèi)容。所述通信模塊可以為Modbus通信模塊,也可以為其他協(xié)議的通信模塊。Modbus通信模塊采用Modbus通訊協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，也達(dá)到2路通訊，可以實(shí)現(xiàn)與其他的裝置的互聯(lián)互通本實(shí)用新型所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置設(shè)置在匯流箱內(nèi)部。本實(shí)用新型是一款可對(duì)匯流箱進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析、控制、顯示以及數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制的智能化監(jiān)控裝置。該裝置外形體積小，便于安裝；外殼上面設(shè)有電源輸入接口、輸入輸出接口、通信接口以及表面設(shè)有LED顯示屏和操作按鍵等；此監(jiān)控裝置通過高精度霍爾電流傳感器把各太陽(yáng)能電池板采集到的電流數(shù)據(jù)以及匯流后電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯總，同時(shí)可以采集匯流箱內(nèi)避雷器、脫扣器、匯流箱門控、內(nèi)部溫度等信息，然后進(jìn)行分析處理，按照客戶需求在液晶屏上顯示需要的內(nèi)容；也可以通過Modbus通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和命令操作；遇到運(yùn)行狀態(tài)與客戶要求不符的情況時(shí)，可以通過液晶顯示報(bào)警、跳閘自動(dòng)控制匯流箱的運(yùn)行，也可以把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，通過上位機(jī)的命令來進(jìn)一步操作整個(gè)匯流箱內(nèi)的運(yùn)行。通過本實(shí)用新型所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，不用到現(xiàn)場(chǎng)就可以監(jiān)制整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電廠中每個(gè)電池板的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)智能控制的目的。而且，其可以對(duì)匯流箱進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析、顯示、數(shù)據(jù)傳輸以及遠(yuǎn)程控制。本實(shí)用新型所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)空白，不但可以對(duì)每個(gè)電池組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以通過Modbus通訊協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和控制，使監(jiān)控人員能夠輕松的檢測(cè)光伏發(fā)電的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，不需要到現(xiàn)場(chǎng)操作，而且可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)匯流箱的智能化監(jiān)控，不但可以保護(hù)操作人員的人身安全，而且可以節(jié)約人員成本。這樣的智能化控制將是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。所以，本實(shí)用新型所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)，具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于，所述智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置包括 電源輸入接口，用以接通電源； 處理模塊，用以處理數(shù)字量信息； DI輸入端，與所述處理模塊通信相連，用以輸入數(shù)字量到處理模塊； DO輸出端，與所述處理模塊通信相連，用以輸出控制外部斷路器； 電壓采集模塊，與所述處理模塊通信相連，用以采集電壓數(shù)據(jù)給處理模塊； 電流采集模塊，與所述處理模塊通信相連，用以采集電流數(shù)據(jù)給處理模塊； 通信模塊，與所述處理模塊通信相連，用以使處理模塊與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置還包括 顯示模塊，與所述處理模塊通信相連，用以顯示監(jiān)測(cè)內(nèi)容； 溫度采集模塊，與所述處理模塊通信相連，用以采集所述監(jiān)控裝置自身的溫度； 按鍵模塊，與所述處理模塊通信相連，用以調(diào)節(jié)選擇顯示內(nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述按鍵模塊包上、下、左、右四個(gè)按鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述通信模塊為Modbus通信模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述電流采集模塊為8路、12路或16路電流采集模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述電流采集模塊采用霍爾傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述電壓采集模塊為隔離放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述處理模塊為CPU。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置設(shè)置在匯流箱內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，其特征在于所述DI輸入端為3路或5路無(wú)源輸入端；所述DO輸出端為2路無(wú)源輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種智能光伏匯流箱監(jiān)控裝置，該裝置包括電源輸入接口、處理模塊、DI輸入端、DO輸出端、電壓采集模塊、電流采集模塊、通信模塊；所述電源輸入接口用以接通電源；所述處理模塊用以處理數(shù)字量信息；所述DI輸入端與所述處理模塊通信相連，用以輸入數(shù)字量到處理模塊；所述DO輸出端與所述處理模塊通信相連，用以輸出控制外部斷路器；所述電壓采集模塊與所述處理模塊通信相連，用以采集電壓數(shù)據(jù)給處理模塊；所述電流采集模塊與所述處理模塊通信相連，用以采集電流數(shù)據(jù)給處理模塊；所述通信模塊與所述處理模塊通信相連，用以處理模塊與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換處理。本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)電池板的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202362653SQ20112045037
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者劉杰, 王俊峰 申請(qǐng)人:上海大全賽奧法電氣科技有限公司