[实用新型]一种电容式光伏电池电压电流采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏电池输出的电压电流检测技术领域，具体涉及一种利用电容充放电技术对光伏电池输出的电压、电流进行采集的装置。

背景技术

当前，太阳能发电的应用越来越广泛。太阳能发电过程中，需要对光伏电池输出的电压、电流进行实时采样，以满足上一级系统或电网调度系统的监控需求。目前，光伏电站监控系统主要由逆变器厂商随设备提供，由于逆变器厂商众多，各逆变器厂端均从本厂逆变器出发，选用相应的光伏电池的电压电流采集装置，不同厂商的产品彼此无法兼容，从而给太阳能电站实际监控工作带来困难；太阳能电站的监控难以形成方便、统一的监控体系。另外，光伏发电的主要缺点之一是太阳能电池阵列的光电转换效率太低，为解决该问题，目前采用的一个重要途径是采用最大功率点跟踪(MPPT)技术，通过实时调整光伏电池的工作点以期达到光伏电池阵列输出功率的最大化。实施最大功率点跟踪(MPPT)技术的第一步即为对光伏电池阵列输出的电压、电流进行采样，而目前其用于采样的装置，其电路结构相对复杂，采样精度不高，采样测量时间较长且稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术中的不足，提供一种电路结构简单、成本较低、采样精度较高、采样周期短、操作方便且工作稳定性好的电容式光伏电池电压电流采集装置。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的电容式光伏电池电压电流采集装置，其结构特点是：包括采样模块、电压信号测量模块、电流信号测量模块、MCU信号处理模块和手动选档模块；

上述的采样模块设有第一信号输入端、第二信号输入端、第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、电压信号输出端和电流信号输出端；电压信号测量模块设有电压信号输入端、第一选档信号输入端、第二选档信号输入端和电压信号输出端；电流信号测量模块设有电流信号输入端、第一选档信号输入端、第二选档信号输入端和电流信号输出端；MCU信号处理模块设有第一控制端、第二控制端、第一选档信号输出端、第二选档信号输出端、第三选档信号输出端、第四选档信号输出端、电压信号输入端、电流信号输入端、选档信号输入端和电压电流信号输出端；手动选档模块设有信号输出端和电源端；

采样模块的第一信号输入端和第二信号输入端使用时分别对应与被测光伏电池的正极和负极电连接；采样模块的第一控制信号输入端和第二控制信号输入端分别对应与MCU信号处理模块的第一控制端和第二控制端信号电连接；电压信号测量模块的电压信号输入端与采样模块的电压信号输出端信号电连接；电压信号测量模块的第一选档信号输入端和第二选档信号输入端分别对应与MCU信号处理模块的第一选档信号输出端和第二选档信号输出端信号电连接；MCU信号处理模块的电压信号输入端与电压信号测量模块的电压信号输出端信号电连接；电流信号测量模块的电流信号输入端与采样模块的电流信号输出端信号电连接；电流信号测量模块的第一选档信号输入端和第二选档信号输入端分别对应与MCU信号处理模块的第三选档信号输出端和第四选档信号输出端信号电连接；MCU信号处理模块的电流信号输入端与电流信号测量模块的电流信号输出端信号电连接；MCU信号处理模块的选档信号输入端与手动选档模块的选档信号输出端信号电连接；手动选档模块的电源端使用时接+5V直流电源；MCU信号处理模块的电压电流信号输出端使用时与上级监控设备信号电连接。

进一步的方案是：上述的采样模块包括电解电容C、场效应管S₁、场效应管S₂和采样电流电阻R；

上述的电解电容C的正级与场效应管S₂的漏极因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为上述的采样模块的第一信号输入端，同时也为上述的采样模块的电压信号输出端；电解电容C的负极、场效应管S₂的源极以及场效应管S₁的漏级共线；场效应管S₁的漏极与采样电阻R的一端因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为上述的采样模块的电流信号输出端；采样电阻R的另一端既为上述的采样模块的第二信号输入端；场效应管S₂的栅极即为采样模块的第一控制信号输入端；场效应管S₁的栅极即为采样模块的第二控制信号输入端。