專利名稱：用于光伏電站直流側(cè)的智能電弧檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光伏技術(shù)，具體涉及一種用于檢測光伏電站直流側(cè)電弧的裝置。
背景技術(shù)：
全球石油危機和氣候變暖導(dǎo)致各種新型綠色可再生能源迅猛發(fā)展。但是由于安裝或者組件質(zhì)量問題，使得光伏電池、光伏直流電纜、光伏電池和光伏電纜間非常容易發(fā)生電氣火災(zāi)。這其主要原因是由于電弧放電故障引起的?！0003]由于原有的光伏保護組件不能有效的判斷電弧放電，極易造成了光伏系統(tǒng)的財產(chǎn)損失。因此，如何實現(xiàn)對光伏系統(tǒng)中電弧放電故障進行有效的檢測是本領(lǐng)域亟需解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有光伏系統(tǒng)中光伏保護組件不能有效的判斷電弧放電故障，極易造成了光伏系統(tǒng)財產(chǎn)損失的問題，而提供一種可對光伏電站直流側(cè)電弧進行的智能檢測的裝置。該裝置集成電弧檢測模塊，可以有效的預(yù)防光伏系統(tǒng)的火災(zāi)的發(fā)生。為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案用于光伏電站直流側(cè)的智能電弧檢測裝置，所述電弧檢測裝置包括電流采集模塊、多路切換模塊、交流分量放大模塊、直流分量放大模塊、四級濾波器、電弧檢測模塊、電壓信號米集模塊、電壓信號調(diào)理模塊、電壓電流米集模塊、CPU模塊、輸入輸出模塊以及485通訊模塊；所述電流采集模塊與多路切換模塊相連，所述多路切換模塊分別與交流分量放大模塊和直流分量放大模塊分別相連；所述交流分量放大模塊的輸出端連接到四級濾波器，所述四級濾波器與電弧檢測模塊相連；所述電壓信號采集模塊連接到電壓信號調(diào)理模塊，所述直流分量放大模塊與電壓信號調(diào)理模塊一起連接到電壓電流采集模塊；所述CPU模塊分別與電弧檢測模塊、輸入輸出模塊、485通訊模塊和電壓電流采集模塊相連。在本實用新型的一實例中，所述四級濾波器由二級高通濾波器和二級低通濾波器組成，所述二級高通濾波器的輸入端與交流分量放大模塊的輸出端相連，輸出端與二級低通濾波器的輸入相接，所述二級低通濾波器的輸出端與電弧檢測模塊相連。根據(jù)上述方案形成的本實用新型采用多路選擇開關(guān)，輪詢各個光伏電池串的電流，降低了系統(tǒng)的成本。同時，采用智能的算法實時分析各路電流信號，能在電弧故障產(chǎn)生的初期就檢測到故障，并且在檢測到故障發(fā)生時，自動切斷接觸器，阻斷電弧，可以有效的預(yù)防光伏系統(tǒng)的火災(zāi)的發(fā)生。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。圖I為本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。參見

圖1，用于光伏電站直流側(cè)的智能電弧檢測裝置100通過集成相應(yīng)的功能模 塊來實現(xiàn)相應(yīng)的功能，具體包括電流采集模塊102、多路切換模塊103、交流分量放大模塊104、直流分量放大模塊107、四級濾波器105、電弧檢測模塊106、電壓信號采集模塊109、電壓信號調(diào)理模塊110、電壓電流采集模塊108、CPU模塊101、輸入輸出模塊111以及485通訊模塊112。其中，電流采集模塊102包括若干電阻或電流互感器，利用電流采樣電阻或電流互感器采集光伏電池串中的電流大小。多路切換模塊103為相應(yīng)的多路切換電路，用于輪詢電流采集模塊102中各個電流傳感器，使得一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以采集8路或16路電流信號，大大降低了系統(tǒng)的成本。交流分量放大模塊104具體為相應(yīng)的交流分量放大電路，其將多路切換模塊103中采集的電流信號取出交流部分，放大后連接到四級濾波器105。四級濾波器105包括二級高通濾波器105a和二級低通濾波器105b。由于逆變器的開關(guān)頻率為10 30KHz，會產(chǎn)生很多低頻干擾，而太陽能電池串的結(jié)構(gòu)和接收天線非常相似，會接收高頻無線電信號，并在光伏電池串中產(chǎn)生高頻干擾，因此通過4級濾波器濾去這些高低頻干擾。在本實用新型中二級高通濾波器105a的輸入端與交流分量放大模塊104的輸出端相連，從而對經(jīng)交流分量放大模塊104放大后的交流信號進行高通濾波，之后傳至二級低通濾波器105b ;二級低通濾波器105b再對傳入的交流信號進行低通濾波后傳至電弧檢測模塊106。電弧檢測模塊106，由于當光伏電池串中發(fā)生電弧故障時，會在電池串的導(dǎo)線電流中產(chǎn)生隨機電流噪聲，電弧本身的電流噪聲可以在0到幾兆赫茲頻譜的高斯分布中被檢測至IJ。因此，本實用新型中的電弧檢測模塊106將濾波后的電流信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后在進行快速傅立葉變換，將信號分解成振幅分量和頻率分量，然后對不同頻率下的振幅幅值進行分析。直流分量放大模塊107具體為相應(yīng)的直流分量放大電路，其將多路切換模塊103中采集的電流信號取出直流部分，放大后傳至電壓電流采集模塊108。電壓信號采集模塊109具體為相應(yīng)的電壓信號采集電路，其從光伏電池串兩端采集光伏電池的電壓信號，并傳至電壓信號調(diào)理模塊110。電壓信號調(diào)理模塊110，用于對電壓信號采集模塊109采集的電壓信號進行衰減和限幅處理，并傳至電壓電流采集模塊108。由于光伏電池串的電壓高達700 800V，所以要對其進行衰減和限幅，防止損壞內(nèi)部電路。電壓電流采集模塊108將采集到的電壓電流信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并送到CPU模塊101。輸入輸出模塊111，用于采集外部的數(shù)字量和輸出開關(guān)量。485通訊模塊112具體為485通訊電路，其將將CPU模塊101的電平轉(zhuǎn)換成485電平，使CPU模塊101可以通過485和上位機通訊。CPU模塊101控制整個系統(tǒng)的工作，采集電弧電路的信號，采集電壓電流信號，采集數(shù)字量輸入信號，控制輸出開關(guān)信號，并通過485通訊接口和上位機通訊。由上述方案形成的智能電弧檢測裝置集成電弧檢測模塊，可以有效的預(yù)防光伏系統(tǒng)的火災(zāi)的發(fā)生。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.用于光伏電站直流側(cè)的智能電弧檢測裝置，其特征在于，所述電弧檢測裝置包括電流采集模塊、多路切換模塊、交流分量放大模塊、直流分量放大模塊、四級濾波器、電弧檢測模塊、電壓信號采集模塊、電壓信號調(diào)理模塊、電壓電流采集模塊、CPU模塊、輸入輸出模塊以及485通訊模塊； 所述電流采集模塊與多路切換模塊相連，所述多路切換模塊分別與交流分量放大模塊和直流分量放大模塊分別相連； 所述交流分量放大模塊的輸出端連接到四級濾波器，所述四級濾波器與電弧檢測模塊相連； 所述電壓信號采集模塊連接到電壓信號調(diào)理模塊，所述直流分量放大模塊與電壓信號調(diào)理模塊一起連接到電壓電流采集模塊； 所述CPU模塊分別與電弧檢測模塊、輸入輸出模塊、485通訊模塊和電壓電流采集模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光伏電站直流側(cè)的智能電弧檢測裝置，其特征在于，所述四級濾波器由ニ級高通濾波器和ニ級低通濾波器組成，所述ニ級高通濾波器的輸入端與交流分量放大模塊的輸出端相連，輸出端與ニ級低通濾波器的輸入相接，所述ニ級低通濾波器的輸出端與電弧檢測模塊相連。
專利摘要本實用新型涉及一種用于光伏電站直流側(cè)的智能電弧檢測裝置，所述電弧檢測裝置包括電流采集模塊、多路切換模塊、交流分量放大模塊、直流分量放大模塊、四級濾波器、電弧檢測模塊、電壓信號采集模塊、電壓信號調(diào)理模塊、電壓電流采集模塊、CPU模塊、輸入輸出模塊以及485通訊模塊；其中電流采集模塊與多路切換模塊相連，多路切換模塊分別和交流分量放大模塊和直流分量放大模塊分別相連；交流分量放大模塊的輸出端連接到四級濾波器，四級濾波器連接到電弧檢測模塊；電壓信號采集模塊連接到電壓信號調(diào)理模塊，電壓信號采集模塊和直流分量放大模塊一起連接到電壓電流采集模塊；CPU模塊分別和電弧檢測模塊、輸入輸出模塊、485通訊模塊和電壓電流采集模塊相連。本實用新型集成電弧檢測模塊，可以有效的預(yù)防光伏系統(tǒng)的火災(zāi)的發(fā)生。
文檔編號H02J13/00GK202586499SQ201220137888
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者許常娜, 徐天, 徐俊 申請人:上海暉保新能源科技有限公司