一种光伏发电系统的能效检测仪技术方案

本实用新型专利技术提供一种光伏发电系统的能效检测仪，包括光照强度检测系统（11）、电流电压检测转换电路（12）、固定负载机（13）、动态负载机（14）、中央处理单元（15）、执行接口单元（16）、操作显示单元（17）；其连接关系是：中央处理单元（15）分别与光照强度检测系统（11）、电流电压检测转换电路（12）、执行接口单元（16）、操作/显示单元（17）相连；执行接口单元（16）分别与固定负载机（13）、动态负载机（14）相连。该检测仪可测量不同容量等级、不同输出方式的光伏系统，该检测仪在现场安装、操作简单。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能源设备中的检测仪，尤其涉及一种用于光伏发电系统的能效检测仪。
技术介绍
随着化石能源价格的不断上涨和供应的日趋紧张，全球对新能源的需求日趋增长。随着环境问题日益突出，绿色发展理念逐渐深入人心，全球经济的发展方向和导航标已然转向低碳经济，太阳能光伏产业受到世界各国的重视。太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一 爆炸式发展的行业。一般太阳能光伏发电系统包括太阳能电池组件及电源转换系统。太阳能电池组件通过光伏效应将太阳光能转换为直流电流，电源转换系统则将直流电流转换为可供用户方便使用的直流电源或交流电源。太阳能光伏发电系统一个很重要的指标是光电转换效率，目前通用的测试方法是在标准光强下对太阳能电池组件进行电池转换效率测试，测试项目一般包括电池组件的开路电压、短路电流、最大功率、最大功率值时的输出电压、输出电流等参数。电池组件的这些参数一般在工厂进行测试，而光伏发电系统作为一个工作在户外的能源转换系统，其转换效率不仅与光伏组件的转换效率有关，还受到电源转换系统效率及最大功率点跟踪（MPPT）的影响。为了对光伏发电系统的效率有一个更全面客观的评价，必须对整个光伏发电系统的效率进行全天候的测试，这样才能反映该系统在现场使用的效果。测试电源的最大输出功率一般采用电子负载机，但当电源的输出功率较大时，就需要配备容量较大的电子负载机，这是很不经济的。如果让固定负载承载大部分功率，而电子负载机只承载小部分功率，通过对电子负载的调节使整个电源的输出功率始终保持在最大值，这样就能保证测试是有效的且是经济的。
技术实现思路
本技术的目的就在于提供一种能够方便检验光伏发电系统整体光电转换效率的检测仪，该检测仪可测量不同容量等级、不同输出方式的光伏系统，该检测仪在现场安装、操作简单。 为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种光伏发电系统的能效检测仪，包括光照强度检测系统（11）、电流电压检测转换电路（12）、固定负载机（13）、动态负载机（14）、中央处理单元（15）、执行接口单元（16）、操作显示单元（17）；其连接关系是：中央处理单元（15）分别与光照强度检测系统（11）、电流电压检测转换电路（12）、执行接口单元（16）、操作/显示单元（17）相连；执行接口单元（16）分别与固定负载机（13）、动态负载机（14）相连。所述光照强度检测系统（11）包括追日系统、支架、圆筒、光电传感器；所述追日系统包括太阳跟踪器、电机、跟踪传感器，其控制支架旋转使圆筒内始终有光照射进来；所述圆筒固定在支架上，支架设置在地面上；所述光电传感器安装在圆筒的底部，圆筒的顶部用玻璃片密封。 所述固定负载机包括固定大功率电阻器（131）、固定半功率电阻器（132）、大功率电子开关（133）、功率开关控制器（134）；固定大功率电阻器（131）、固定半功率电阻器（132）分别与大功率电子开关（133）连接；大功率电子开关（133）与功率开关控制器（134）连接。所述固定负载机包括多个固定的电阻负载。与现有技术相比，本技术具有下列优点和积极效果：①    本技术实现了对光伏发电系统整体转换效率进行能效测试的要求，解决了以前只能对光伏发电系统中的部分部件进行单独测量的缺陷；②本技术负载测试中采用了固定负载机和动态负载机共同作为负载的测试方法，投入成本低，且对光伏发电系统的容量没有要求，适应面广；总之，本检测仪能够方便地检测光伏发电系统的能量转换效率，投入成本低，适应面广，适用于光伏发电系统的整体鉴定和现场评估。附图说明图1是本检测仪的结构方框图；图2 光照强度检测系统；图3 固定负载机结构图；图4 中央处理单元处理流程；图5 能效检测仪上位机界面；图6 能效检测仪测试数据截图；图7 发电系统能效检测仪测试结果；其中，1—能效检测仪； 11—光照强度检测系统；12—电流电压转换电路；13—固定负载机；14—动态负载机；15—中央处理单元；16—执行接口单元；17—操作/显示单元；111-追日系统；112-支架；113-圆筒；114-光电传感器；115-信号输出；131—固定大功率电阻器；132—固定半功率电阻器；133—大功率电子开关；134—功率开关控制器；135—光伏发电系统的电源输出母线。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术的能效检测仪1由光照强度检测系统11、电流电压检测转换12、固定负载机13、动态负载机14、中央处理单元15、执行接口单元16、操作显示单元17组成。其连接关系是：中央处理单元15分别与光照强度检测系统11、电流电压检测转换12、执行接口单元16、操作/显示单元17相连；执行接口单元16还分别与固定负载机13、动态负载机14相连。1—能效检测仪（本技术），用于对整个光伏发电系统的效率进行检测与评估。11—光照强度检测系统，用于检测太阳光的实时光强度值，并将光强度值输送给中央处理单元15。12—电流电压转换电路，检测光伏发电系统馈线上的电流电压值并输送给中央处理单元15。13—固定负载机，由并联的电阻负载组成，通过切换电阻片组合可生成不同功率的固定负载。14—动态负载机，动态负载机为电子负载机，中央处理单元15通过指令对动态负载机进行控制，使固定负载机和动态负载机的并行功率处于最大值。15—中央处理单元，收集外部状态信号并通过执行接口单元控制固定负载机和动态负载机，使两者的并行负载功率达到最大值为电子负载机，中央处理单元15通过指令对动态负载机进行控制，使固定负载机和动态负载机的并行功率处于最大值；同时该中央处理单元还负责和微机进行通讯，通过微机界面也可以对检测仪进行操作。16—执行接口单元，用于将中央处理单元15的指令输送给固定负载机和动态负载机。17—操作/显示单元，用于对检测仪进行操作及读取相关数据，实现人机对话。设计原理：检测仪的核心部分为采用固定负载机和动态负载机并行进行最大功率检测的方法，其中固定负载机通过开关切换改变其接入电路的功耗并消耗发电系统的大部分功率，动态负载机则更精确的检测剩余部分的功率。光照强度检测系统检测太阳光强度大小，根据检测到的最大功率和太阳光强度大小，再结合发电系统装机面积便可检测出光伏发电系统的转换效率。工作原理：太阳辐射强度在一天中是变化的。早晨日出后，当太阳辐射强度达到一定值后，太阳能电池的输出功率大于太阳能光伏发电系统自身消耗所需的功率后，太阳能光伏发电系统开始向外输出功率。动态负载机14开始从最小功率启动，中央处理单元15根据电流电压检测转换单元12传回的电流电压值计算此时动态负载机上消耗的功率。为了使动态负载机工作在最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏发电系统的能效检测仪，其特征在于：包括光照强度检测系统（11）、电流电压检测转换电路（12）、固定负载机（13）、动态负载机（14）、中央处理单元（15）、执行接口单元（16）、操作显示单元（17）；其连接关系是：中央处理单元（15）分别与光照强度检测系统（11）、电流电压检测转换电路（12）、执行接口单元（16）、操作/显示单元（17）相连；执行接口单元（16）分别与固定负载机（13）、动态负载机（14）相连。

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电系统的能效检测仪，其特征在于：包括光照强度检测系统（11）、电流电压检测转换电路（12）、固定负载机（13）、动态负载机（14）、中央处理单元（15）、执行接口单元（16）、操作显示单元（17）；其连接关系是：中央处理单元（15）分别与光照强度检测系统（11）、电流电压检测转换电路（12）、执行接口单元（16）、操作/显示单元（17）相连；执行接口单元（16）分别与固定负载机（13）、动态负载机（14）相连。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统的能效检测仪，其特征在于：所述光照强度检测系统（11）包括追日系统、支架、圆筒、光电传感器；所述追日系统包括太阳跟踪器、电机、跟踪传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕辉，盛飞，陈敬杰，黄楚云，刘文，官成钢，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42