小型光伏系统数据采集测试仪技术方案

本实用新型专利技术涉及一种太阳能光伏系统，具体地说是涉及一种小型光伏系统数据采集测试仪。本实用新型专利技术所述传感器通过传感器接线板与变送器输入端连接，所述的变送器输出端与信号调理板输入端连接，信号调理板输出端与滤波器输入端连接，滤波器输出端与微处理器控制板连接，微处理器控制板输出端与ＳＤ卡接口板连接，微处理器控制板输出端与上位机连接；微处理器控制板输出端与显示器连接。本实用新型专利技术的优点是：１）设备体积小、成本低、重量轻、使用方便、简单、不受地区和条件的限制。２）不需外加的任何电源。３）监测系统可以测得光伏系统的效率，使用灵活、简便。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能光伏系统，具体地说是涉及一种用于对小型光伏发电系统进行检测的小型光伏系统数据采集测试仪。
技术介绍
随着新能源事业的快速发展，太阳能发电的监测系统也已经相继产生，比如中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心研制的小型独立光伏实时数据采集监测系统。该系统是建于一个150W的独立光伏发电(PV)系统上的。上位机采用一台赛扬400的PC机，配备64M内存，15时彩色显示器，并行打印口，标准鼠标和键盘。前端数据采集采用传感器、调理板、通用端子板和A/D采集卡构成一套完整的监测系统。该系统采集的参数有水平面的太阳总辐照度、系统阵列表面的太阳辐照度、室外温度、光伏组件的温度、蓄电池温度、光伏阵列的输出电压、电流、蓄电池电压、电流、逆变器输入电压、电流、直流负载的输入电压、电流、逆变器输出电压、电流等。在该系统中采集量为每分钟采集10次数据，求出平均值，保存每分钟的平均值；在采集过程中通过对不同的采集参数进行估值来设定出合适的阈值，从而能够判断出异常值，使其不参加平均值的计算，并且能够对此值及其发生的时刻单独存储。该监测系统中所涉及的传感器有电压传感器、电流传感器、智能传感器、电压传感器用于采集光伏阵列的输出电压、蓄电池电压、逆变器输入电压、直流负载的输入电压。采用电磁调制型隔离原理，有效克服直流飘移，由于A/D采集板的输入电压要求为士5V，所以要求电压传感器的输出电压为0 5V，精度达到0.2级。电流传感器用于采集光伏阵列的输出电流、蓄电池电流、逆变器输入电流、直流负载的输入电流，其原理与电压传感器一样，测量蓄电池电流时采用了可测双向电流的传感器，精度0.2级。智能传感器用于采集逆变器的输出电压、电流、有效功率(电度)、无功功率(电度)、功率因数。传感器采用了高性能MCU，全隔离，精度高，其输出采用RS485总线，经RS485/ RS232转换后即可与PC机进行数据通讯。温度传感器和调理板用于采集室外、光伏组件和蓄电池的温度。采用PtlOO热电阻器件。后端用电阻调理板得到0 5V的电压信号送入A/D采集卡。热电阻的测量采用三线恒流激励方式。辐照计用于测量水平面的太阳总辐照度和光伏阵列表面的辐照度。由于辐照计的输出是一个mV级的弱电信号，在后端接一块小信号放大板，使输出0 5V的电压信号后送入A/D采集卡。A,/D采集p适用丁具有ISA总线的PC机，模入通道为32单端。微机部分从传感器采集得到的信息量将全部送至该部分进行数据处理和显示。PC机以WIND0W2000为操作系统，进入监测系统程序后，在浏览各界面—的同吋，进行后台数据采集工作，在界面上按照事先设定的时间段可以观察到实时数据，数据的保存记录工作也按照设定同时进行，软件设计采用了力控组态软件。该系统存在一些问题和缺点51) 该监测系统是将传感器上采集到的信号通过调理板送给PC机，然后由PC机对信号进行显示、打印、存储等一系列操作。在一套监测系统中必须有配套的PC机、显示器、打印机及存储卡等，不能实现离线操作，而一般的小型独立光伏电源往往是使用于一些偏远的无电地区，在这些地方很难提供显示器、打印机等这些设备的电源，操作也比较复杂，并且不便于流动性的使用，这将大大影响了监测系统的使用范围，整个监测系统的成本也很高。2) 在该系统监测的15路参数中，其中蓄电池的电压、直流负载的电压和逆变器的输入电压通常都是相等的，即是蓄电池的电压，测量时，只测其中的一路即可。3) 在以上的参数测量中，没有测量监测系统和光伏系统自身的功耗、太阳电池的发电量、用户端的用电量以及光伏系统的效率等。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种可进行数据测试/采集、显示系统主要参数、现场时间设定、与计算机实现串行通讯、支持大容量在线存储、对某一时间的数据进行查询操作的小型光伏系统数据采集测试仪。本技术一种小型光伏系统数据采集测试仪通过下述技术方案予以实现本技术一种小型光伏系统数据采集测试仪包括传感器、信号调理板、存储卡、SD卡接口板、微处理器控制板、液晶显示屏、按键板、上位机，所述的传感器包括光伏组件输出电流传感器、蓄电池的充电电流传感器、蓄电池放电电流传感器、控制器输出电流传感器、逆变器输出电流传感器、光伏组件输出电压传感器、蓄电池电压传感器、逆变器输出电压传感器、光伏阵列背结温传感器、蓄电池温度传感器、太阳能电池组件表面辐射计、环境辐射计，所述传感器通过传感器接线板分别与变送器的光伏阵列输出电压BSQ1、蓄电池电压信号输入BSQ2、逆变器输出电压信号输入BSQ3、光伏阵列输出电流BSQ4、控制器输出电流信号输入BSQ5、蓄电池充电电流信号输入BSQ6、逆变器输出电流信号输入BSQ7、蓄电池放电电流信号输入BSQ8、蓄电池工作温度信号输入BSQ9、光伏组件背面结温度信号输入BSQIO、电池板表面辐射计BSQ11和环境辐射计BSQ12输入端连接，所述的BSQ1 BSQ12输出端与信号调理板输入端连接，信号调理板输出端12路44 55分别与滤波器LBQ1 LBQ12输入端连接，滤波器输出端12路58 69与微处理器输入端MSP430FG4619的采样通道J7的1 12脚连接，微处理器控制板输出端J8通过SP1模式与SD卡接口板连接，所述的微处理器控制板输出端J6通过TS—232串口与上位机连接；所述的微处理器控制板输出端J5与显示器连接，所述的微处理器控制板输出端J4与按键板连接。本技术一种小型光伏系统数据采集测试仪与现有技术相比较有如下有益效果本技术小型光伏系统数据采集测试仪可实现数据测试、采集、显示系统主要参数、现场时间的设定、与计算机实现串行通讯、支持大容量在线存储、对某一时间的数据进行査询等功能，可测量、采集的参数包括辐照度、温度、电流、电压、功率，发电量和耗电量等。由于本技术是针对高寒偏远的无电显示器、打卬机设备短缺的地区设计的，本技术系统可做到无人值守，离线大容量存储。通过按键板设定存储时间，将所有的参数数据采集到存储卡，检测人员可流动对光伏系统进行检测，届时可将笔记木电脑等上位机通过RS232接口与微处理器连接，便可得到系统测试数据。本技术一种小型光伏系统数据采集测试仪的优点是1)不需配备PC机、打印机、显示器等一系列设备，体积小、成本低、重量轻、使用方便、简单、不受地区和条件的限制。2) MSP430FG4619单片机是整个系统的控制核心，它完成的主要任务是数 据的采集、处理、显示、存储、查询及系统与上位机的通信、系统内各部件正 常工作等。3) 在本技术中所涉及到的所有电源都由控制系统中的蓄电池提供，不 需外加的任何电源。4) 监测系统作为控制系统的负载，既可以检测自身的功耗，又能检测光伏 系统的自身功耗，这样就可以测得光伏系统的效率，使用灵活、简便。附图说明本技术小型光伏系统数据采集测试仪有如下附图图1为本技术小型光伏系统数据采集测试仪数据采集、变送及信号调 理电路结构示意图2为本技术小型光伏系统数据采集测试仪数据信号滤波电路结构示 意图3为本技术小型光伏系统数据采集测试仪微处理器电路结构示意图； 图4为本技术小型光伏系统数据采集测试仪直流指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型光伏系统数据采集测试仪，包括传感器（１）、信号调理板（２）、存储卡（３）、微处理器控制板（４）、液晶显示屏（５）、按键板（６）、上位机（７）、ＳＤ卡接口板（８），其特征在于：所述的传感器（１）包括光伏组件输出电流传感器、蓄电池的充电电流传感器、蓄电池放电电流传感器、控制器输出电流传感器、逆变器输出电流传感器、光伏组件输出电压传感器、蓄电池电压传感器、逆变器输出电压传感器、光伏阵列背结温传感器、蓄电池工作温度传感器、太阳能电池组件表面辐射计、环境辐射计，所述传感器（１）通过传感器接线板（１１）分别与变送器（１２）的光伏阵列输出电压ＢＳＱ１、蓄电池电压信号输入ＢＳＱ２、逆变器输出电压信号输入ＢＳＱ３、光伏阵列输出电流ＢＳＱ４、控制器输出电流信号输入ＢＳＱ５、蓄电池充电电流信号输入ＢＳＱ６、逆变器输出电流信号输入ＢＳＱ７、蓄电池放电电流信号输入ＢＳＱ８、蓄电池工作温度信号输入ＢＳＱ９、光伏组件背面结温度信号输入ＢＳＱ１０、电池板表面辐射计ＢＳＱ１１和电池板环境辐射计ＢＳＱ１２输入端连接，所述的ＢＳＱ１～ＢＳＱ１２输出端与信号调理板（２）输入端连接，信号调理板（２）输出端１２路４４～５５分别与滤波器（２１）ＬＢＱ１～ＬＢＱ１２输入端连接，滤波器（２１）输出端１２路５８～６９与微处理器（４）输入端ＭＳＰ４３０ＦＧ４６１９的采样通道Ｊ７的１～１２脚连接，微处理器（４）输出端Ｊ８通过ＳＰ１模式与ＳＤ卡接口板（８）连接，所述的微处理器控制板（４）输出端Ｊ６通过ＴＳ－２３２串口与上位机（７）连接；所述的微处理器控制板（４）输出端Ｊ５与显示器（５）连接，所述的微处理器控制板（４）输出端Ｊ４与按键板（６）连接。...

【技术特征摘要】
1、一种小型光伏系统数据采集测试仪，包括传感器(1)、信号调理板(2)、存储卡(3)、微处理器控制板(4)、液晶显示屏(5)、按键板(6)、上位机(7)、SD卡接口板(8)，其特征在于所述的传感器(1)包括光伏组件输出电流传感器、蓄电池的充电电流传感器、蓄电池放电电流传感器、控制器输出电流传感器、逆变器输出电流传感器、光伏组件输出电压传感器、蓄电池电压传感器、逆变器输出电压传感器、光伏阵列背结温传感器、蓄电池工作温度传感器、太阳能电池组件表面辐射计、环境辐射计，所述传感器(1)通过传感器接线板(11)分别与变送器(12)的光伏阵列输出电压BSQ1、蓄电池电压信号输入BSQ2、逆变器输出电压信号输入BSQ3、光伏阵列输出电流BSQ4、控制器输出电流信号输入BSQ5、蓄电池充电电流信号输入BSQ6、逆变器输出电流信号输入BSQ7、蓄电池放电电流信号输入BSQ8、蓄电池工作温度信号输入BSQ9、光伏组件背面结温度信号输入BSQ10、电池板表面辐射计BSQ11和电池板环境辐射计BSQ12输入端连接，所述的BSQ1～BSQ12输出端与信号调理板(2)输入端连接，信号调理板(2)输出端12路44～55分别与滤波器(21)LBQ1～LBQ12...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治民，陈慧玲，王建军，孙峻峭，江林静，蒲盼年，刘攀峰，莫小红，邓洁，
申请(专利权)人：青海新能源集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：63[]