[发明专利]一种太阳能微逆变光伏组件监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏技术领域，具体涉及一种太阳能微逆变光伏组件监控系统。

背景技术

在太阳能光伏科技领域中，通常需要使用太阳能光伏并网微逆变器将太阳能电池板的每一个光伏组件获得的直流电力转换成可并网输出的交流电力，并且对每一个光伏组件进行电力输出的优化，例如最大功率点跟踪等。太阳能光伏发电系统的逆变器最近趋向于采用分布式的微型逆变器( 微逆变器)。微型逆变器对每个直流光伏组件提供最大功率点控制，从而使每个直流光伏组件产生最大的能量，提高整个太阳能光伏发电系统的性能。另外，微型逆变器还能产生交流低压输出，而不是中心式逆变器系统的高直流电压输出，提高了系统的安全性和工作效率。

图1 为现有技术的太阳能光伏并网单微逆变器的结构框图。如图所示，单微逆变器100 一般由直流升压电路101 和交流转换电路103 构成，其中直流升压电路101 用于将直流输入电压升高，交流转换电路103 用于将升高的直流输入电压转换成交流输出电压，以待并网输出。直流升压电路101 可以包括直流- 直流转换电路105、直流控制电路107 和直流检测电路109。交流转换电路103 可以包括交流电路1011、数据处理器1013、通信电路1015 和并网电路1017。其中，交流电路1011 还可以包括直流- 交流转换电路1019、交流控制电路1021 和交流检测电路1023。

从上图可以看出，太阳能微逆变光伏发电系统是由众多的单微逆变器构成的。在运行过程中,由于阴影、污垢、电池板老化等因素,太阳能组件效率会有不同程度的下降,而单个组件效率下降或损坏会带来系统整体的效率大幅下降。目前,主要通过对太阳能发电系统中微逆变器电流电压的监控来检查太阳能组件是否正常工作,通常只能监控到串级光伏组件,无法第一时间准确定位故障位置,只能感应到哪一组组件异常。大型光伏电站的组件阵列如有损坏,会给发电系统带来很大的损失,而人工检查耗时耗力,不能满足系统快速检修的要求。因此,实时准确地监控太阳能微逆变光伏组件已成为必然趋势。而太光伏组件在高温和低温环境中都会受到伤害，为确保电池高效，长寿命工作，对该光伏组件进行恒温、恒湿的保护也显得至关重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，克服现有的太阳能光伏组件故障监测和定位困难,本发明提供了一种太阳能微逆变光伏组件监控系统，本发明基于物联网的太阳能光伏组件监控系统实现对太阳能微逆变光伏组件的电压、电流、功率、温度等的实时监测,以迅速发现组件故障,提高系统效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种太阳能微逆变光伏组件监控系统，包括光伏组件、实时监测模块、智能显示终端和监控中心，所述实时监测模块用于实时采集光伏组件的工作参数进行实时采集和监测，并将该监测数据发送至监控中心，数据中心对该工作参数进行存储，并发送至智能显示终端显示；

所述光伏组件包括太阳能电池板、正激变换器、MPPT控制器、逆变器、EMC电路和微控制器，所述正激变换器、MPPT控制器、逆变器和EMC电路均与微控制器电性连接，正激变换器获取太阳能电池板的光伏电压，经过高频变换调制后进入MPPT控制器，实现电流源高频变换，再通过逆变器进行逆变，微控制器控制逆变器产生与电网同频率、同相位的正弦波交流信号，经并网EMC电路馈入电网，完成光伏组件逆变功能。

所述实时监测模块包括第二微处理器、无线模块、电源电路、电压测量电路、温度测量电路、报警电路和掉电检测电路，所述无线模块、电源电路、电压测量电路、温度测量电路、报警电路和掉电检测电路均与第二微处理器电性连接，所述电压测量电路由计量芯片RN8205及其外围电路构成，通过第二微处理器的SPI口电压，电流值，并经无线模送入监控中心，监控中心根据本块电池板的电压，电流和周围电池板的电压，电流来判断电池板是否正常工作。

所述掉电检测电路由电阻R9、电阻R13、电阻R15、三极管Q4、电容C14和电容C12构成，所述电阻R9一端接VCC，另一端与三极管Q4的集电极连接，所述电阻R13和电阻R15串联后一端接+5V电压，另一端接地，R13和R15的共同连接端与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的发射极接地，电容C14与电阻R15并联，电容C12一端与三极管Q4的集电极连接，另一端接地，掉电检测电路把输入的电压经过电阻R13和电阻R15分压后，如果电压能使三极管Q4导通，则PWRDN输出低电平，表示外部太阳能输入正常，反之说明太阳能电池板没有工作，是通过电容C45电容供电。