专利名称：一种太阳能电池板状态监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种太阳能电池板状态实时监测系统。
背景技术：
近30年来，太阳能利用技术在技术研发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为快速、稳定发展的新兴产业之一。随着太阳能发电系统的应用普及，尤其是用于住宅屋顶的小型太阳能发电系统的建设，用户对太阳能系统中每个电池板的状态监测及故障诊断要求随之上升。目前，传统的光伏逆变器采用多个太阳能电池板串联后接入到逆变器中。如果阵列中某个电池板出现异常，电流将通过旁路二极管直接跳过失效的电池板。逆变器中一般都带有状态检测功能，但是只是针对整个光伏阵列进行监测，无法精确定位那块电池板异常，需要靠人工巡检进行故障排除，这给系统运行、维护带来麻烦，尤其是在光伏建筑系统中，有些电池板安装在不容易靠近的地方(如屋顶，幕墙)。现有的产品大多采用无线通讯技术实现电池板的实时监测，此方法给每块电池板配备无线通讯�？橛爰衅鹘惺萁换唬佣迪质凳奔嗖猓俏尴咄ㄑ赌？槿菀资艿匦�、建筑物、相邻电池板、支架、设备等干扰，造成通讯失败。本实用新型采用载波通讯技术，无需增加通讯线缆，利用原有直流电缆线进行载波通讯，实现对电池板的实时监测数据的传输。通过提供多种形式的交互访问方式，用户可以实时监测系统运行情况，也可查询历史数据。
实用新型内容本实用新型为解决上述的技术问题，提供一种太阳能电池板实时监测系统。为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种太阳能电池板状态实时监测系统，包括安装在每块太阳能电池板上的监测�？椋惺莶杉鳎沧霸谟没ТΦ挠没Ъ嗖庵斩耍约癢eb服务器。所述监测�？榘ㄊ莶杉？�、数据处理�？�、载波通讯�？楹偷缭茨？椋凰鍪莶杉？榘ǖ缪勾衅�、电流传感器和温度传感器，分别采集太阳能电池板的电压、 电流等信息。所述数据处理�？榘ㄎ⒋砥鳎檬荽砟？槎允莶杉？槭涑龅牡缪埂⒌缌骱推渌衅餍藕沤械骼泶恚儆伤鑫⒋砥鞫缘骼砗蟮男藕乓来尾裳�、A/ D转换、数据处理，最后通过所述载波通讯�？橐愿咂档脑夭ㄐ藕虐淹ㄐ攀莸拥街绷鞯缋律希涞剿黾惺莶杉鳎凰龅缭茨？榻龅绯匕宓牡缪棺怀晌榷ǹ煽康牡缪乖矗黾嗖饽？樘峁┑缭�。所述集中数据采集器包括下行通信�？�、人机接口�？�、数据处理�？�、数据存储�？�、上行通信�？楹偷缭茨？椤Ｋ鱿滦型ㄐ拍？橐栽夭ǖ耐ㄐ欧绞酵ü裟苤绷鞯缋掠朊扛鏊黾嗖饽？槭迪质萁换ィ凰鋈嘶涌谀？榘ㄏ允酒骱褪淙肷璞福梢晕没峁┤嘶换ゲ僮鳎凰鍪荽砟？榘ㄎ⒋砥鳎鑫⒋砥魍ü鱿滦型ㄐ拍？橐来味运鲈夭嗖饽？榻惺莶杉运鋈嘶涌谀？榈氖淙胄藕沤写�、响应，并通过所述上行通信�？榻杉降男畔⒋涞剿鲇没Ъ嗫刂斩耍凰龃娲⒛？榭梢源娲⒁欢问奔涞募嗫厥荩凰錾闲型ㄐ拍？榭梢允荊PRS无线传输模块、以太网接口、RF通信、RS485通信接口、CAN通信接口中的一种或多种通信�？椋唤鱿抻谏鲜黾钢滞ㄐ欧绞剑梢越鱿低车氖荽涓抖说挠没Ъ嗫刂斩斯┦凳辈檠蛘咚龇衿髦薪写娲ⅰＫ龅缭茨？榻鲋绷骰懔飨浣尤氲牡绯匕宕涑龅牡缪棺怀晌榷ǹ煽康牡缪乖矗黾惺莶杉魈峁┑缭�。所述用户监控终端是基于个人电脑或者其它可以进行网页浏览的设备。监控软件可以是运行于所述用户监控终端上特殊软件，或者是由所述web服务器提供的网页浏览界面。监控软件可以显示所述每个太阳能电池板的电压、电流、输出功率、温度等其它信息，并可显示相关的故障报警信息。所述的web服务器可以提供监控数据的存储服务，以及提供网页浏览服务，供远程用户实时查询系统状态，或者查看历史数据。 与现有技术相比，本实用新型在每一个太阳能电池板安装有监控该太阳能电池板的监测�？椋畔⑼ü夭ǚ绞降拥皆械闹绷鞯缋孪呦呱辖型ㄑ叮嗖饽？榭梢远懒沧霸谔裟艿绯匕褰酉吆型猓蛘呒稍诮酉吆心冢患嗖饽？榻裟艿绯匕宓氖凳辈问ü夭ㄍㄐ欧绞酱涞郊惺莶杉鳎惺莶杉骺砂沧霸谥绷骰懔飨淠诨蛘叨懒沧霸诨懔飨渫饷妫患惺莶杉髟偻ü尴呋蛴邢叻绞酱湎低车募嗫厥莸接没Ъ嗖庵斩嘶騱eb服务器上，最后用户通过安装在用户监测终端的监测软件，或者通过网页浏览方式访问web服务器，观察到每块太阳能电池板的实时状态信息以及历史数据 fn息ο本实用新型的有益效果是采用载波通讯技术，无需额外的通讯线缆，利用原有直流电缆线进行载波通讯，实现对电池板的实时监测，并可通过web服务器查询历史数据。
图1是本实用新型的太阳能电池板状态实时监测的系统结构示意图。图2是本实用新型的监测模块的结构示意图。图3是本实用新型的集中数据采集器的结构示意图。具体实现方式图1所示的一种太阳能电池板状态实时监测系统结构，包括多个太阳能电池板 (1)、直流电缆线(12)、直流汇流箱(3)，安装在每块太阳能电池板上的监测�？�(6)，集中数据采集器(7)，安装在用户处的用户监测终端(9)，以及web服务器(11)。其中，安装在每个太阳能电池板⑴的监测�？�(6)实时监测该太阳能电池板⑴的电压、电流、输出功率、温度等一种或几种信息，并通过电缆线(1 以高频载波通讯的方式将通信数据叠加到直流电缆线上，将监测数据传输到集中数据采集器(7)，再由集中数据采集器(7)以GPRS、 以太网、RS485通信、CAN、RF通信中的一种或几种通信方式，但不仅限于上述几种通信方式，将监测数据传输至用户监测终端(9)或公司的web服务器(11)，最后，由安装在用户监测终端(9)上的监测软件显示相应的监测信息，用户也可以通过互联网形式访问web服务器(11)，以网页形式提供信息。当某一块太阳能电池的状态异常时，系统将记录相应信息，并在用户终端(9)发出报警信息。图2所示为监测�？榈南低辰峁故疽馔迹墒莶杉？�(61)、数据处理�？� (62)、载波通信�？�(63)以及电源�？楣钩�(64)。监测�？�(61)可以并联安装在接线盒外部，或者集成在接线盒内部。数据采集�？�(61)包括电压传感器(611)、电流传感器(612) 和温度传感器(613)的一种或者几种。电压传感器(611)、电流传感器(61 和温度传感器(61 分别采集太阳能电池板(1)的电压、电流和温度，这些物理量转换为数据处理�？� (62)可以处理的信号。数据处理�？�(6 的调理电路对数据采集�？槭涑龅男藕沤械骼肀浠唬⒋砥鞫缘骼砗蟮男藕沤蠥/D转换、滤波、处理。数据处理�？�(6 通过载波通信�？�(6 与集中数据采集器(7)连接，通过载波通信模块(6 接收集中数据采集器的命令，并对该命令做出响应，将处理后的太阳能电池板(1)状态信息按照定义的通信数据格式通过载波通信�？�(6 以载波通信的方式上传到集中数据采集器(7)。载波通信�？�(6 包括载波通信接口(631)，载波通信�？�(6 通过在太阳能原有的直流电缆线 (12)上叠加高频载波信号的方法，与集中数据采集器(7)进行通信，监测�？�(6)通过载波通信�？�(6 可以接收集中数据采集器(7)发出的命令，并将信息返回给集中数据采集器 (J)。电源�？�(64)将电池板提供的直流电压转换为监测�？�(6)可使用的直流电压。图3所示为集中数据采集器的系统结构示意图，由下行通信�？�(71)、数据处理�？�(72)、人机接口�？�(74)、上行通信模块(7 以及电源�？�(7 构成。该集中数据采集器可以安装在直流汇流箱⑶外部，也可以安装在直流汇流箱⑶内部，作为直流汇流箱的一部分。下行通信�？�(71)包括载波通信接口(711)，集中数据采集器(7)通过下行通信�？�(71)以载波通信的方式与各个监测�？�(6)进行数据通信。数据处理�？�(72) 包括微处理器模块(721)，通过下行通信�？�(71)以载波通信的方式与各个监测模块(6) 进行连接，实时采集各块太阳能电池板(1)的监测信息，再由微处理器�？�(721)对信息处理，通过上行通信模块(7 把各块太阳能电池板(1)的实时状态信息传送给用户监测终端 (9)。同时，数据处理�？槎匀嘶涌谀？�(74)的输入信息进行响应人机接口模块 (74)由显示器(741)和输入设备(74 构成，通过输入设备(74 对数据处理�？�(72) 输入命令，可以在显示器(741)上查询集中数据采集器(7)采集到的各个太阳能电池(1) 的监测信息。所述数据存储�？�(76)可以存储一定时间长度的监控数据，以备数据查询使用。上行通信模块(7 可以是GPRS通信方式、以太网接口、RF通信、RS485通信接口， CAN通信接口中的一种或几种的通信�？椋唤鱿抻谏鲜黾钢滞ㄐ欧绞�。当上行通讯�？� (73)的通讯媒介连接有效时，该�？槭迪旨惺莶杉�(7)与用户监测终端(9)或web 服务器(11)的通讯连接。用户监测终端(9)可以在任何具备以太网接入的地方访问到监控系统采集的数据，也可通过RS485或局域网直接访问。当上行通讯媒介连接正常时，数据存储�？�(76)中的内容可以上传到用户监测终端(9)或web服务器(11)中进行存储。电源�？�(7 将直流电缆线上的直流电源转换成可以供集中数据采集器(7)使用的直流电源。监测软件可以显示太阳能电池板电压，电流，功率等状态信息以及相关的故障报
警信息。
权利要求1.一种太阳能电池板状态监测系统，包括多个太阳能电池板(1)、直流电缆线(12)、监测�？�(6)、集中数据采集器(7)、用户监测终端(9) ,web服务器(11)，其特征在于每块电池板上安装一个监测�？�(6)；系统中安装一个集中数据采集器(7)；所述监测�？�(6)通过所述直流电缆线( 与所述集中数据采集器(7)以载波方式通讯；所述集中数据采集器 (7)以GPRS、以太网、RS485通信、CAN、RF通信中的一种或几种通信方式，将监测数据传输至用户监测终端(9)或者web服务器(11)；所述用户监测终端(9)可以提供监测信息查询； 所述web服务器(11)可以提供监测数据的存储及网页浏览服务。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述的监测�？�(6)与所述的集中数据采集器(7)之间通过载波通讯方式进行数据传输；通过在直流电缆(1 上叠加高频载波信号的方式来传输数据，无需增加通讯电缆。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于该�？榘ㄊ莶杉？�(61)，数据处理�？�(62)，载波通信�？�(6 及电源模块(64)。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述的监测�？�(6)采集对应的电池板的电压、电流、温度的一种或多种信息，并将信息传送给所述的集中数据采集器(7)。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述的监测模块(6)可以独立安装在太阳能电池板的接线盒(8)之外，也可以集成到接线盒(8)内部。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述集中数据采集器(7)包括下行通信�？�(71)、人机接口�？�(74)、数据处理�？閙、数据存储�？�(76)、上行通信模块(73)和电源�？�(75)。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述集中数据采集器(7)通过下行通信�？�(71)，以载波通讯方式查询系统中所有的监测�？�(6)的信息，并将监测数据存储在集中数据采集器(7)中的数据存储�？�(76)中。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于用户可以通过人机接口�？�(74)在本地进行系统中的光伏板状态查询及历史数据查询。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述集中数据采集器(7)可以通过上行通信�？�(7 将监测数据传送给用户监测终端(9)或者web 服务器(11)，以供用户在远程进行系统中的光伏板状态查询及历史数据查询。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述上行通信�？�(74)可以支持GPRS无线传输�？�(731)、以太网接口(732)、RF通信(73 、RS485 通信接口(734)、CAN通信接口(73 中的一种或多种通信方式，但不仅限于上述几种通信方式。
11.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述的集中数据采集器(7)可以独立安装在直流汇流箱C3)之外，也可以集成在直流汇流箱C3)之内。
12.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于所述用户监测终端(9)可以通过RS485、CAN接口、以太网、无线通信方式，但不仅限于上述几种通信方式，与集中数据采集器⑵直接通信。或者通过互联网访问web服务器(11)的方式间接与集中数据采集器(7)进行通信。
13.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板状态监测系统，其特征在于系统中包括一个web服务器(11)，用于存储长期的监控数据，并提供给用户以网页形式通过互联网实现远程访问的功能。
专利摘要本实用新型一种太阳能电池板状态监测系统，采用载波通讯方式，利用太阳能电池板的直流电缆线进行通讯，并在系统中增加电力线载波通讯的主控设备，结合监控软件，可以实现对电池板阵列的实时工作状态监测及历史信息，方便用户对光伏发电系统的维护。系统不增加额外的通讯线，具有安装简单、成本低特点，可以和传统的光伏板的接线盒集成在一起。
文档编号G01R31/02GK202196155SQ20112002439
公开日2012年4月18日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者吴春华, 许富强, 陈聪, 黄建明 申请人:上海岩芯电子科技有限公司
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