專利名稱：利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號雙向饋送連接系統(tǒng)，尤指一種利用光伏直流饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光伏電站監(jiān)控就是將光伏電站的逆變器、匯流箱、輻照儀、氣象儀、電表等設(shè)備通過數(shù)據(jù)線連接起來，用光伏電站數(shù)據(jù)采集器進行這些設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，并通過GPRS、以太網(wǎng)、WIFI等方式上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或本地電腦，使用戶可以在互聯(lián)網(wǎng)或本地電腦上查看相關(guān)數(shù)據(jù)，方便電站管理人員和用戶對光伏電站的運行數(shù)據(jù)查看和管理。此外，還可以進行集群監(jiān)測和管理，無需到現(xiàn)場逐臺設(shè)備查看狀況，更有利于進行數(shù)據(jù)匯總、生成曲線、數(shù)據(jù)分析，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控更加便于進行遠程管理，大量節(jié)約人力成本。
由于技術(shù)市場的要求不斷提高，以及國際、國內(nèi)電力行業(yè)及其特殊性，對監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求，即對每一塊太陽能電池板組件的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控。這就要求有一個包括傳感裝置、信號處理及傳輸裝置的綜合系統(tǒng)，由它來完成以上功能。在這其中傳感及信號處理裝置技術(shù)成熟、集成度高、模塊化小型化好；而對于傳輸裝置，由于在光伏電池板陣列中沒有現(xiàn)成的傳輸線，所以傳輸裝置成為解決電池板組件逐個實時監(jiān)控的瓶頸問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種方便簡易、且既無對外干擾又不受外界干擾的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，包括通過直流饋電線連接的總控室和若干個電池板組串，總控室內(nèi)設(shè)置有信號控制單元，電池板組串內(nèi)設(shè)置有分信號單元，直流饋電線上串接的部件上均并聯(lián)設(shè)置有交流耦合電容，直流饋電線及其上設(shè)置的交流耦合電容構(gòu)成交流信號輸送路線，信號控制單元和分信號單元之間通過該交流信號輸送路線來相互傳輸交流信號。進一步，所述信號控制單元包括通訊信號接收機，該通訊信號接收機與所述直流饋電線之間設(shè)置有感應(yīng)式信號傳輸單元，感應(yīng)式信號傳輸單元將所述直流饋電線上輸送的所述交流信號傳送到通訊信號接收機，或?qū)⑼ㄓ嵭盘柦邮諜C發(fā)出的交流信號傳送到所述直流饋電線來進行輸送。進一步，所述分信號單元包括采集編碼模塊，該采集編碼模塊與所述直流饋電線之間設(shè)置有感應(yīng)式信號傳輸單元，感應(yīng)式信號傳輸單元將所述直流饋電線上輸送的所述交流信號傳送到采集編碼模塊，或?qū)⒉杉幋a模塊發(fā)出的交流信號傳送到所述直流饋電線來進行輸送。進一步，所述直流饋電線包括正極饋電線和負極饋電線，所述感應(yīng)式信號傳輸單元包括天線雙工器和天線，該天線與正極饋電線之間平行間隔設(shè)置，并且兩者間隔的間距填充有絕緣介質(zhì)；天線與天線雙工器的天線端相連接，天線雙工器的另一端設(shè)置有發(fā)射端輸出線和接收端輸出線，該發(fā)射端輸出線和接收端輸出線用于與所述通訊信號接收機、采集編碼模塊相連接。進一步，所述天線雙工器與所述負極饋電線之間通過第二交流耦合電容相連接， 形成信號虛地。進一步，若干個所述電池板組串對應(yīng)于一個匯流箱，一個所述電池板組串包括若干個串聯(lián)設(shè)置的電池板，一個電池板對應(yīng)設(shè)置有一個所述分信號單元。進一步，所述直流饋電線上串接的部件包括所述電池板，設(shè)置在所述匯流箱內(nèi)的開關(guān)、斷路保護、保險裝置。進一步，所述絕緣介質(zhì)為低信號損耗的絕緣材料。進一步，所述天線預(yù)制在所述正極饋電線中。進一步，所述感應(yīng)式信號傳輸單元采用感應(yīng)式信號耦合方式工作。本發(fā)明方便簡易、且既無對外干擾又不受外界干擾，系統(tǒng)集成在現(xiàn)有太陽能電池板組件中，節(jié)省材料及成本的同時，提高了生產(chǎn)制造的效率和通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。此外，信號對外的輻射很低或基本沒有。


圖I為本發(fā)明的總體連接結(jié)構(gòu)及信號工作示意圖2為本發(fā)明的天線耦合電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面，參考附圖，對本發(fā)明進行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。 因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。如圖I、圖2所示，本發(fā)明利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，包括通過直流饋電線連接的總控室21、若干個匯流箱4和若干個電池板組串，其中，若干個電池板組串對應(yīng)于一個匯流箱4，一個電池板組串包括若干個串聯(lián)設(shè)置的電池板I。總控室21內(nèi)設(shè)置有信號控制單元，電池板組串內(nèi)設(shè)置有分信號單元，一個電池板I對應(yīng)設(shè)置有一個分信號單元。具體應(yīng)用中，設(shè)置匯流箱4和電池板組串的數(shù)量將根據(jù)實際要求進行設(shè)置。直流饋電線包括正極饋電線2和負極饋電線3，直流饋電線上串接的部件包括若干個電池板1，設(shè)置在匯流箱4內(nèi)的開關(guān)或斷路器6、保險裝置5等，在直流饋電線上串接的部件上均并聯(lián)設(shè)置有交流耦合電容7，直流饋電線及其上設(shè)置的交流耦合電容7構(gòu)成交流信號輸送路線，信號控制單元和分信號單元之間通過該交流信號輸送路線來相互傳輸交流信號。信號控制單元包括通訊信號接收機23，通訊信號接收機23與直流饋電線之間設(shè)置有感應(yīng)式信號傳輸單元，該感應(yīng)式信號傳輸單元采用感應(yīng)式信號耦合方式工作，其區(qū)別于其他方式的信號耦合方式。感應(yīng)式信號傳輸單元將直流饋電線上輸送的交流信號傳送到通訊信號接收機23，或?qū)⑼ㄓ嵭盘柦邮諜C23發(fā)出的交流信號傳送到直流饋電線，來進行雙向輸送。分信號單元包括采集編碼模塊13，采集編碼模塊13與所述直流饋電線之間設(shè)置有感應(yīng)式信號傳輸單元，感應(yīng)式信號傳輸單元將直流饋電線上輸送的交流信號傳送到采集編碼模塊13，或?qū)⒉杉幋a模塊13發(fā)出的交流信號傳送到直流饋電線，來進行雙向輸送。感應(yīng)式信號傳輸單元包括天線雙工器12和天線11，天線11與正極饋電線2之間平行間隔設(shè)置，并且兩者間隔的間距填充有絕緣介質(zhì)，該絕緣介質(zhì)為低信號損耗的絕緣材料制成。天線11與天線雙工器12的天線端相連接，天線雙工器12的另一端設(shè)置有發(fā)射端 18輸出線和接收端19輸出線，發(fā)射端18輸出線和接收端19輸出線用于與通訊信號接收機 23、采集編碼模塊13相連接。天線雙工器12與負極饋電線3之間通過第二交流耦合電容8相連接，形成信號虛地。在實際應(yīng)用中，根據(jù)不同闡述頻率，可省略電池板組串的負極與信號地之間的第二交流耦合電容8，解除虛地。應(yīng)用原理
I、信號傳輸
利用太陽能電池板發(fā)電的光伏直流饋電線作為信號傳輸線，將若干個電池板組件相互串聯(lián)形成組串與總控室終端相互連接成為一個系統(tǒng)，使各個組件采集的信號可受控傳入總控室終端。采用電容耦合方式將來自電池板組件交流信號導(dǎo)入光伏直流饋電線路，在總控室再將其導(dǎo)出；同理可實現(xiàn)信號反向傳輸。在遇到串聯(lián)在電路中的開關(guān)、斷路保護、保險裝置時，則將交流耦合電容并聯(lián)其上讓交流信號短路通過，一直到總控室。電池板組串的負極通過交流耦合電容C連接天線雙工器的信號地，形成虛地。2、天線耦合
在每個組件中利用一段金屬導(dǎo)體作為天線，與光伏直流饋電線的正極饋電線間隔一段距離平行設(shè)置，之間填充以絕緣介質(zhì)保持間距并絕緣。此外，導(dǎo)體一端連接天線雙工器，天線雙工器連接組件的采集編碼模塊，實現(xiàn)光伏直流饋電線與組件采集編碼模塊間雙向放大、傳輸信號。3、信號傳輸原理說明
如圖I所示，電池板組串由若干電池板I正極+負極相連，其方式象手電筒的干電池一樣串接成組串，本實施例以三個一串為例，實際應(yīng)用中，可根據(jù)實際要求來設(shè)置。組串的正負極導(dǎo)線進入?yún)R流箱4，正極線又經(jīng)過開關(guān)或斷路器6、保險裝置5繼續(xù)向下傳送。在逐個電池板I上并聯(lián)交流耦合電容7 ;在饋電線路的開關(guān)或斷路器6上也并聯(lián)交流耦合電容7。每個電池板I配備一套天線11及天線雙工器12及采集編碼模塊13。其連接方式為天線雙工器12的發(fā)射端18和接收端19分別連接采集編碼模塊13的接收和發(fā)射端； 天線雙工器12的信號端14連接其配套天線11，與其相對應(yīng)的信號地端15通過交流耦合電容C與電池板組串的負極相連，形成虛地。
如圖2所示，將電池板I之間的饋電連線32與天線11的導(dǎo)體33平行且按一定間隔設(shè)置，其空隙以低信號損耗的絕緣材料填充，可預(yù)制成一定尺寸規(guī)格的電纜單元，固定于線路之中。天線11的導(dǎo)體33與天線雙工器12的信號端14連接。由采集編碼模塊13將采集的信號首先數(shù)字化，而后經(jīng)過編碼、調(diào)制后輸出到天線雙工器12，此信號通過天線雙工器12及其信號端14、天線11耦合到電池板組件I的饋電線中，再通過若干電容C耦合并經(jīng)匯流箱4進入總控室21，隨后通過天線11耦合到天線雙工器12，由發(fā)射端18，經(jīng)此將信號最終傳給通訊信號接收機23，單程信號傳輸結(jié)束。信號反向傳輸時過程原理相同，只是方向相反。其中天線11及天線雙工器12為定型的通用產(chǎn)品，彼此之間技術(shù)、功能上無差別。 其功能為天線11接收和發(fā)射的信號由天線雙工器12進行區(qū)別和隔離避免相互串擾，天線 11接受的信號由發(fā)射端18送出，而由接收端19輸入的信號則由天線雙工器12切換給天線 11耦合出去。由總控室21的通訊信號接收機23發(fā)出經(jīng)調(diào)制的采集指令信號，并通過天線雙工器12的接收端19輸給天線11，并從天線11耦合到饋電線，此信號為下行信號在饋電網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)耦合電容傳播，待其傳至各個電池板組件的天線時，就被天線耦合到天線雙工器并從其發(fā)射端傳給采集編碼模塊，此模塊指示傳感器采集信號并編碼儲存，包括所有組件同時完成以上米集動作。接下來總控室21的通訊信號接收機23發(fā)出經(jīng)調(diào)制的上傳指令信號，此信號包含其中一個電池板組件的地址碼，同樣傳到每個電池板組件的采集編碼模塊13，其中只有地址碼指定的那塊電池板組件的采集編碼模塊13被激活并將被存儲的編碼經(jīng)調(diào)制后從接收端傳輸給天線，由天線信號被耦合到饋電網(wǎng)絡(luò)；與上述下行信號傳播方向相反但路徑相同， 此上行信號通過饋電網(wǎng)絡(luò)傳輸至總控室天線，經(jīng)此天線耦合到其雙工器的發(fā)射端，經(jīng)此傳給通訊信號接收機完成傳輸過程。
權(quán)利要求
1.利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括通過直流饋電線連接的總控室和若干個電池板組串，總控室內(nèi)設(shè)置有信號控制單元，電池板組件內(nèi)設(shè)置有分信號單元，直流饋電線上串接的部件上均并聯(lián)設(shè)置有交流耦合電容，直流饋電線及其上設(shè)置的交流耦合電容構(gòu)成交流信號輸送路線，信號控制單元和分信號單元之間通過該交流信號輸送路線來相互傳輸交流信號。
2.如權(quán)利要求I所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述信號控制單元包括通訊信號接收機，該通訊信號接收機與所述直流饋電線之間設(shè)置有感應(yīng)式信號傳輸單元，感應(yīng)式信號傳輸單元將所述直流饋電線上輸送的所述交流信號傳送到通訊信號接收機，或?qū)⑼ㄓ嵭盘柦邮諜C發(fā)出的交流信號傳送到所述直流饋電線來進行輸送。
3.如權(quán)利要求I所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述分信號單元包括采集編碼模塊，該采集編碼模塊與所述直流饋電線之間設(shè)置有感應(yīng)式信號傳輸單元，感應(yīng)式信號傳輸單元將所述直流饋電線上輸送的所述交流信號傳送到采集編碼模塊，或?qū)⒉杉幋a模塊發(fā)出的交流信號傳送到所述直流饋電線來進行輸送。
4.如權(quán)利要求2或3所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于， 所述直流饋電線包括正極饋電線和負極饋電線，所述感應(yīng)式信號傳輸單元包括天線雙工器和天線，該天線與正極饋電線之間平行間隔設(shè)置，并且兩者間隔的間距填充有絕緣介質(zhì)；天線與天線雙工器的天線端相連接，天線雙工器的另一端設(shè)置有發(fā)射端輸出線和接收端輸出線，該發(fā)射端輸出線和接收端輸出線用于與所述通訊信號接收機、采集編碼模塊相連接。
5.如權(quán)利要求4所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述天線雙工器與所述負極饋電線之間通過第二交流耦合電容相連接，形成信號虛地。
6.如權(quán)利要求5所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，若干個所述電池板組串對應(yīng)于一個匯流箱，一個所述電池板組串包括若干個串聯(lián)設(shè)置的電池板，一個電池板對應(yīng)設(shè)置有一個所述分信號單元。
7.如權(quán)利要求4所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述直流饋電線上串接的部件包括所述電池板，設(shè)置在所述匯流箱內(nèi)的開關(guān)、斷路保護、保險>j-U ρ α裝直。
8.如權(quán)利要求4所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)為低信號損耗的絕緣材料。
9.如權(quán)利要求4所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述天線預(yù)制在所述正極饋電線中。
10.如權(quán)利要求3所述的利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述感應(yīng)式信號傳輸單元采用感應(yīng)式信號耦合方式工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用光伏饋電線的信號雙向寄生傳輸系統(tǒng)，包括通過直流饋電線連接的總控室和若干個電池板組串，總控室內(nèi)設(shè)置有信號控制單元，電池板組件內(nèi)設(shè)置有分信號單元，直流饋電線上串接的部件上均并聯(lián)設(shè)置有交流耦合電容，直流饋電線及其上設(shè)置的交流耦合電容構(gòu)成交流信號輸送路線，信號控制單元和分信號單元之間通過該交流信號輸送路線來相互傳輸交流信號。本發(fā)明方便簡易、且既無對外干擾又不受外界干擾，系統(tǒng)集成在現(xiàn)有太陽能電池板組件中，節(jié)省材料及成本的同時，提高了生產(chǎn)制造的效率和通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。此外，信號對外的輻射很低或基本沒有。
文檔編號G08C19/12GK102592433SQ20121004931
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者劉伯昂, 薛黎明 申請人:上海禪德智能科技有限公司