專利名稱：一種便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，可以快速、方便地判別哪塊電池組件發(fā)生故障。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電的基礎(chǔ)部件是光伏電池陣列，而光伏陣列由單個(gè)光伏電池組件串并聯(lián)組成。目前，光伏電站一般都配備光伏電站發(fā)電與運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)檢測(cè)光伏發(fā)電量、逆變器狀態(tài)等信息，但由于設(shè)備廠家標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、通訊協(xié)議開(kāi)放性差等原因，尚不能精確檢測(cè)串并聯(lián)在一起的單塊光伏電池組件運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到與逆變器、匯流箱等相連的光伏組件故障時(shí)，通常切除整串光伏組件。將減少光伏發(fā)電量，降低經(jīng)濟(jì)效益。大型光伏電站安裝的光伏電池組件數(shù)量巨大，及時(shí)排除哪塊電池組件發(fā)生故障，將降低現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員檢修工作量，節(jié)省生產(chǎn)成本。因此，快速便捷、及時(shí)檢修光伏組件是光伏電站運(yùn)行維護(hù)人員急需解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出一種便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，它具有適應(yīng)性強(qiáng)、精確有效、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，包括供電電源、電量采集卡、環(huán)境采集卡、數(shù)據(jù)集中控制器、人機(jī)交互模塊、通信模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器；所述供電電源與電量采集卡、環(huán)境采集卡、數(shù)據(jù)集中控制器和人機(jī)交互模塊相連；所述電量采集卡接收電壓傳感器、電流傳感器輸出信息；所述環(huán)境采集卡接收氣象傳感器輸出信息；所述數(shù)據(jù)集中控制器分別與電量采集卡、環(huán)境采集卡、通信模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器和人機(jī)交互模塊連接，數(shù)據(jù)集中控制器采用高性能數(shù)字信號(hào)處理芯片，具備多種通信、內(nèi)部存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析等功能，快速運(yùn)算數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)，執(zhí)行故障診斷算法，快速判別哪塊光伏組件故障，并在顯示終端中實(shí)時(shí)顯示；所述人機(jī)交互模塊分別通過(guò)接口與鼠標(biāo)、鍵盤和顯示終端連接。所述供電電源采用鋰電池和太陽(yáng)能聚光電池雙電源，雙電源續(xù)航能力強(qiáng)、可靠性高，解決了測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)電源點(diǎn)不足的問(wèn)題。陽(yáng)光充足條件下，優(yōu)先使用太陽(yáng)能電池供電。在陽(yáng)光不足、天氣特殊等條件下，只能使用鋰電池供電。雙電源設(shè)計(jì)保證了設(shè)備充足電源，能完成大量光伏電池組件檢修任務(wù)。所述電壓傳感器、電流傳感器采集串接的每塊光伏組件電量信息，經(jīng)過(guò)電量采集卡信號(hào)調(diào)理后，輸入至數(shù)據(jù)集中控制器。所述電量采集卡可以同時(shí)采集串接在一起的多個(gè)光伏電池組件電量運(yùn)行信息，至少具備8路電壓、8路電流采集端口。所述氣象傳感器采集測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)同一時(shí)刻的光照、溫度、濕度等信息，經(jīng)環(huán)境采集卡信號(hào)調(diào)理后，輸入至數(shù)據(jù)集中控制器，用作測(cè)試背景條件。[0010]所述數(shù)據(jù)集中控制器以高性能數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP、ARM等為CPU，實(shí)現(xiàn)高速信息采集、信號(hào)分析處理、通信、故障檢測(cè)算法等功能。 所述通信模塊采用有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，所述通信接口為USB接口，能將檢測(cè)信息以GPRS方式實(shí)時(shí)傳送至光伏電站監(jiān)控中心。所述人機(jī)交互模塊分別通過(guò)接口與鼠標(biāo)、鍵盤和顯示終端連接。所述便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置還包括人機(jī)接口，所述人機(jī)接口為USB接口，通過(guò)USB接口可以將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息拷貝到移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)。所述數(shù)據(jù)集中控制器配有抗干擾設(shè)計(jì)，設(shè)備可靠性高，保證了裝置在復(fù)雜環(huán)境中都能夠運(yùn)行。所述顯示終端以合適尺寸的LED或IXD為主，在外殼上合理布局，主要用以顯示被檢測(cè)光伏組件檢測(cè)信息。本實(shí)用新型的有益效果在于:(I)克服了現(xiàn)有的光伏電站無(wú)法準(zhǔn)確定位單一光伏組件故障的缺點(diǎn)，快速定位光伏組件故障、安全隱患，便于光伏電站及時(shí)維修、更換。(2)測(cè)量所依賴的設(shè)備簡(jiǎn)單，測(cè)量快捷，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。(3)能夠快速、準(zhǔn)確地采集光伏組件參數(shù)，可以保證檢測(cè)裝置計(jì)算快速性、準(zhǔn)確性的要求。(4)具有多種通信接口，有線網(wǎng)絡(luò)、或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，具備遠(yuǎn)程通信功能。(5)采用機(jī)箱便攜式設(shè)計(jì)，適應(yīng)性強(qiáng)、精確有效、操作簡(jiǎn)單，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。(6)具有在線軟件升級(jí)的功能。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型判別故障流程示意圖。其中，1、機(jī)箱；2、電壓傳感器；3、電流傳感器；4、氣象傳感器；5、供電電源；6、電量采集卡；7、環(huán)境采集卡；8、顯示屏；9、數(shù)據(jù)集中控制器；10、人機(jī)交互模塊；11、通信模塊；12、內(nèi)部存儲(chǔ)器；13、鼠標(biāo)；14、鍵盤。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1中，一種便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，其組成包括:機(jī)箱1，所述機(jī)箱I內(nèi)設(shè)有供電電源5、電量采集卡6、環(huán)境采集卡7、數(shù)據(jù)集中控制器9、人機(jī)交互模塊10、通信模塊
11、內(nèi)部存儲(chǔ)器12 ;所述供電電源5與電量采集卡6、環(huán)境采集卡7、數(shù)據(jù)集中控制器9和人機(jī)交互模塊10相連；所述電量采集卡6接收電壓傳感器2、電流傳感器3輸出信息；所述環(huán)境采集卡7接收氣象傳感器4輸出信息；所述數(shù)據(jù)集中控制器9采用高性能數(shù)字信號(hào)處理芯片，具備多種通信、內(nèi)部存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析等功能，快速運(yùn)算數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)，執(zhí)行故障診斷算法，快速判別哪塊光伏組件故障，并在顯示屏8中實(shí)時(shí)顯示；所述人機(jī)交互模塊10分別通過(guò)接口與鼠標(biāo)13、鍵盤14和顯示屏8連接。[0028]所述供電電源5采用鋰電池和太陽(yáng)能聚光電池雙電源，雙電源續(xù)航能力強(qiáng)、可靠性高，解決了測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)電源點(diǎn)不足的問(wèn)題。陽(yáng)光充足條件下，優(yōu)先使用太陽(yáng)能電池供電。在陽(yáng)光不足、天氣特殊等條件下，只能使用鋰電池供電。雙電源設(shè)計(jì)保證了設(shè)備充足電源，能完成大量光伏電池組件檢修任務(wù)。所述電壓傳感器2、電流傳感器3采集串接的每塊光伏組件電量信息，經(jīng)過(guò)電量采集卡6信號(hào)調(diào)理后，輸入至數(shù)據(jù)集中控制器9。所述電量采集卡6可以同時(shí)采集串接在一起的多個(gè)光伏電池組件電量運(yùn)行信息，至少具備8路電壓、8路電流采集端口。所述氣象傳感器4采集測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)同一時(shí)刻的光照、溫度、濕度等信息，經(jīng)環(huán)境采集卡7信號(hào)調(diào)理后，輸入至數(shù)據(jù)集中控制器9，用作測(cè)試背景條件。所述數(shù)據(jù)集中控制器9以高性能數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP、ARM等為CPU，實(shí)現(xiàn)高速信息采集、信號(hào)分析處理、通信、故障檢測(cè)算法等功能。所述通信模塊11采用有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，所述通信接口為USB接口，能將檢測(cè)信息以GPRS方式實(shí)時(shí)傳送至光伏電站監(jiān)控中心。所述人機(jī)交互模塊10包括分別通過(guò)接口與鼠標(biāo)13、鍵盤14和顯示屏8連接。所述便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置還包括人機(jī)接口，人機(jī)接口為USB接口，通過(guò)USB接口可以將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息拷貝到移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)。所述數(shù)據(jù)集中控制器9配有抗干擾設(shè)計(jì)，設(shè)備可靠性高，保證了裝置在復(fù)雜環(huán)境中都能夠運(yùn)行。所述顯示屏8以合適尺寸的LED或IXD為主，在外殼上合理布局，主要用以顯示被檢測(cè)光伏組件檢測(cè)信息。圖2中，在同一氣象條件下，電量采集卡6采集的串接在一起的光伏電池組件電壓、電流信息，若各光伏電池組件沒(méi)有明顯誤差存在，可判斷沒(méi)有發(fā)生故障現(xiàn)象；若某個(gè)光伏電池組件電量值與其他光伏電池組件的測(cè)量值偏差較大，若兩次測(cè)試結(jié)果一致，則可認(rèn)為此電量采集卡6所連接的光伏組件有故障發(fā)生。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，其特征是，包括供電電源、電量采集卡、環(huán)境采集卡、數(shù)據(jù)集中控制器、人機(jī)交互模塊、通信模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器；所述供電電源與電量采集卡、環(huán)境采集卡、數(shù)據(jù)集中控制器和人機(jī)交互模塊相連；所述電量采集卡接收電壓傳感器、電流傳感器輸出信息；所述環(huán)境采集卡接收氣象傳感器輸出信息；所述數(shù)據(jù)集中控制器分別與電量采集卡、環(huán)境采集卡、通信模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器和人機(jī)交互模塊連接；所述人機(jī)交互模塊分別通過(guò)接口與鼠標(biāo)、鍵盤和顯示終端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，其特征是，所述供電電源采用鋰電池和太陽(yáng)能電池雙電源。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，其特征是，所述電量采集卡至少具備8路電壓、8路電流采集端口。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，其特征是，所述數(shù)據(jù)集中控制器以DSP或ARM為CPU。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，其特征是，所述通信模塊采用有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，通信模塊的通信接口為USB接口。
6.如權(quán)利要求1所述的便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，其特征是，所述便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置還包括人機(jī)接口，所述人機(jī)接口為USB接口。
7.如權(quán)利要求1所述的便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，其特征是，所述顯示終端為L(zhǎng)ED或 L CD。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種便攜式光伏組件故障檢測(cè)裝置，包括供電電源、電量采集卡、環(huán)境采集卡、數(shù)據(jù)集中控制器、人機(jī)交互模塊、通信模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器；所述供電電源與電量采集卡、環(huán)境采集卡、數(shù)據(jù)集中控制器和人機(jī)交互模塊相連；所述電量采集卡接收電壓傳感器、電流傳感器輸出信息；所述環(huán)境采集卡接收氣象傳感器輸出信息；所述數(shù)據(jù)集中控制器分別與電量采集卡、環(huán)境采集卡、通信模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器和人機(jī)交互模塊連接；所述人機(jī)交互模塊分別通過(guò)接口與鼠標(biāo)、鍵盤和顯示終端連接。本實(shí)用新型能快速定位光伏組件故障、安全隱患，便于光伏電站及時(shí)維護(hù)、更換，設(shè)備可靠性高，保證了裝置在復(fù)雜環(huán)境中不間斷運(yùn)行，便攜式設(shè)計(jì)、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本較低。
文檔編號(hào)G01R31/36GK203164387SQ20132020712
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者李廣磊, 孫樹(shù)敏, 程艷, 毛慶波, 臧宏志 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院