一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统及关断方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统及关断方法。一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，包括太阳能组件、智能接线盒、太阳能逆变器和服务器；每个太阳能组件的输出端与其对应的智能接线盒连接，所述智能接线盒的输出端依次串连，多个太阳能组件通过智能接线盒依次串接组成太阳能串组，太阳能串组的输出端与太阳能逆变器连接，服务器与智能接线盒可进行数据交互和远程控制。本发明专利技术采用检测主回路的电压和电流的方式，在太阳能系统发生火灾时，每一块太阳能组件的输出均能被切断，从而切断太阳能串组的高压，避免二次伤害，解决了太阳能电站失火后，由于消防用水会导电，无法直接水枪灭火，消防灭火较为困难的问题。

A ZIGBEE-based Intelligent Turn-off System and Method for Solar Power Series

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统及关断方法
本专利技术属于太阳能组件
，特别是涉及一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统及关断方法。
技术介绍
在太阳能系统中，传统的太阳能接线盒通过连接二极管输出电压电流，这种接线盒仅起到续流作用。单块太阳能组件通过串联组成太阳能串组，此时太阳能串组的正负两端电压上千伏特，然后通过线缆连接至太阳能逆变器。当发生火灾或其他故障时，有可能损坏线缆的绝缘层，使导电部分裸露在环境中，存在漏电隐患，并且该漏电隐患不易排查，当维修员或消防员接触到漏电区域时，极易发生触电危险。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，解决了太阳能电站失火后，由于消防用水会导电，无法直接水枪灭火，消防灭火较为困难的问题，也可以在服务器通过ZIGBEE无线通信切断太阳能串组，保证进入太阳能电站人员的安全，具有很高的商业价值。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，包括太阳能组件，其特征在于：还包括智能接线盒、太阳能逆变器和服务器；所述太阳能组件的数量为多个；每个太阳能组件对应一个智能接线盒，每个太阳能组件的输出端与其对应的智能接线盒连接，所述智能接线盒的输出端依次串连，多个太阳能组件通过智能接线盒依次串接组成太阳能串组，所述太阳能串组的输出端与太阳能逆变器连接，所述服务器与智能接线盒可进行数据交互和远程控制。进一步地，上述智能接线盒包括智能触发装置、ZIGBEE系统、关断系统；所述智能触发装置用于检测太阳能组件的电压和电流；所述ZIGBEE系统获取智能触发装置检测到的太阳能组件电压和电流数据，ZIGBEE系统与服务器实现数据交互；所述服务器通过ZIGBEE系统可控制智能触发装置的关断系统。进一步地，上述智能触发装置包括电压检测电路、电流检测电路、辅助电源和主控MCU；所述电压检测电路、电流检测电路分别用于检测太阳能组件的电压和电流；所述辅助电源用于对智能接线盒进行供电，主控MCU用于获取电压检测电路、电流检测电路测得的电压和电流。进一步地，上述ZIGBEE系统包括板载天线和匹配网络。进一步地，上述关断系统包括单刀双掷继电器。进一步地，上述主控MCU选用的型号为CC2538SF23RTQR。进一步地，上述板载天线为蛇形PCB天线，用于与服务器进行ZIGBEE无线通信。进一步地，上述匹配网络为50欧姆π型阻抗匹配电路、无源带通滤波电路和巴伦电路，用于为主控MCU发射和接受的无线信号进行选频和功率分配。进一步地，上述单刀双掷继电器选用的型号为SRA-05VDC-CL，用于接通和切断输入端和输出端。另外，本专利技术还提出一种上述基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统的关断方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)获取太阳能组件的电流和电压；2)判断步骤1)中的电压和电流是否超过设定阈值；3)若超过设定阈值，则通过ZIGBEE系统将步骤1)中的数据和步骤2)中的判断结果发送至服务器；4)服务器接收ZIGBEE系统的数据，判断是否需要打开关断系统，5)服务器通过ZIGBEE系统控制关断系统。进一步地，上述步骤1)中获取太阳能组件的电流和电压，具体是通过电压检测电路、电流检测电路检测太阳能组件的电压和电流。进一步地，上述步骤2)中，检测步骤1)中的电压和电流是否超过设定阈值具体为：用主控MCU用于获取电压检测电路、电流检测电路测得的电压和电流，并和设定阈值进行比较后得到。进一步地，上述步骤2)中，设定阈值具体为：服务器通过ZIGBEE系统把阈值信息发送到智能接线盒，智能接线盒把阈值信息保存到主控MCU中。本专利技术的优点：1)本专利技术的智能接线盒用于引出太阳能组件主回路电流，智能接线盒中的智能触发装置可以实时检测太阳能组件的电压和电流，并通过关断系统控制智能接线盒的输出回路电路来触发太阳能组件的导通。2)本专利技术采用检测主回路的电压和电流的方式，在太阳能系统发生火灾、需要维修、安装维护等异常状态下，每一块太阳能组件的输出电压均能被切断，从而切断太阳能串组的高压，避免二次伤害，解决了太阳能电站失火后，由于消防用水会导电，无法直接水枪灭火，消防灭火较为困难的问题，也可以在服务器通过ZIGBEE无线通信切断太阳能串组，保证进入太阳能电站人员的安全，具有很高的商业价值。附图说明图1为本专利技术实施例1的系统框图。图2为本专利技术实施例1的智能接线盒结构图。其中：1-太阳能组件、2-智能接线盒、21-电压检测电路、22-电流检测电路、23-辅助电源、24-主控MCU、25-板载天线、26-匹配网络、27-单刀双掷继电器、3-太阳能逆变器、4-太阳能串组、5-服务器、6-ZIGBEE系统、7-关断系统、8-智能触发装置。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，包括太阳能组件1、智能接线盒2、太阳能逆变器3和服务器5；所述太阳能组件1的数量为多个；每个太阳能组件1对应一个智能接线盒2，每个太阳能组件1的输出端与其对应的智能接线盒2连接，所述智能接线盒2的输出端依次串连，多个太阳能组件1通过智能接线盒2依次串接组成太阳能串组4，所述太阳能串组4的输出端与太阳能逆变器3连接，所述服务器5与智能接线盒2可进行数据交互和远程控制。所述智能接线盒2包括智能触发装置8、ZIGBEE系统6、关断系统7；所述智能触发装置8用于检测太阳能组件1的电压和电流；所述ZIGBEE系统6获取智能触发装置8检测到的太阳能组件1电压和电流数据，ZIGBEE系统6与服务器5实现数据交互；所述服务器5通过ZIGBEE系统6可控制智能触发装置8的关断系统7。如图1所示，以3个太阳能组件举例说明，一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，包括3个太阳能组件1，每个太阳能组件1的输出端均与一个智能接线盒2连接，3个智能接线盒3的输出端依次串接(即PV1-与PV2+、PV2-与PV3+连接)，3个太阳能组件1通过智能接线盒2依次串接组成太阳能串组4，所述太阳能串组4的输出PV+(即PV1+)、PV-(即PV3-)与太阳能逆变器3连接。如图2所示，所述智能触发装置8包括电压检测电路21、电流检测电路22、辅助电源23、主控MCU24、检测电阻R1、检测电阻R2；所述辅助电源23输入端与太阳能组件1输出端连接，为智能接线盒2整个系统供电；所述电压检测电路21输入端分别与检测电阻R1两端连接，输出端与主控MCU24连接；所述电流检测电路22输入端分别与检测电阻R2两端连接，输出端与主控MCU24连接；所述检测电阻R1两端分别与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，包括太阳能组件(1)，其特征在于：还包括智能接线盒(2)、太阳能逆变器(3)和服务器(5)；所述太阳能组件(1)的数量为多个；每个太阳能组件(1)对应一个智能接线盒(2)，每个太阳能组件(1)的输出端与其对应的智能接线盒(2)连接，所述智能接线盒(2)的输出端依次串连，多个太阳能组件(1)通过智能接线盒(2)依次串接组成太阳能串组(4)，所述太阳能串组(4)的输出端与太阳能逆变器(3)连接，所述服务器(5)与智能接线盒(2)可进行数据交互和远程控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，包括太阳能组件(1)，其特征在于：还包括智能接线盒(2)、太阳能逆变器(3)和服务器(5)；所述太阳能组件(1)的数量为多个；每个太阳能组件(1)对应一个智能接线盒(2)，每个太阳能组件(1)的输出端与其对应的智能接线盒(2)连接，所述智能接线盒(2)的输出端依次串连，多个太阳能组件(1)通过智能接线盒(2)依次串接组成太阳能串组(4)，所述太阳能串组(4)的输出端与太阳能逆变器(3)连接，所述服务器(5)与智能接线盒(2)可进行数据交互和远程控制。2.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，其特征在于：所述智能接线盒(2)包括智能触发装置(8)、ZIGBEE系统(6)、关断系统(7)；所述智能触发装置(8)用于检测太阳能组件(1)的电压和电流；所述ZIGBEE系统(6)获取智能触发装置(8)检测到的太阳能组件(1)电压和电流数据，ZIGBEE系统(6)与服务器(5)实现数据交互；所述服务器(5)通过ZIGBEE系统(6)可控制智能触发装置(8)的关断系统(7)。3.根据权利要求2所述的一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，其特征在于：所述智能触发装置(8)包括电压检测电路(21)、电流检测电路(22)、辅助电源(23)和主控MCU(24)；所述电压检测电路(21)、电流检测电路(22)分别用于检测太阳能组件(1)的电压和电流；所述辅助电源(23)用于对智能接线盒进行供电，主控MCU(24)用于获取电压检测电路(21)、电流检测电路(22)测得的电压和电流。4.根据权利要求3所述的一种基于ZIGBEE的太阳能串组智能关断系统，其特征在于：所述ZIGBEE系统(6)包括板载天线(25)和匹配网络(26)。5.根据权利要求4所述的一种基于ZIGB...

【专利技术属性】
技术研发人员：周江涛，黄海金，
申请(专利权)人：杭州中科先进技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33