一种光伏电池监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术主要涉及光伏电池监测装置，包括一个通信模块，用于在与光伏电池的正负极相连的传输线路上形成通信载波，以实现该光伏电池监测装置向外发送第一通信信息。还包括一个电流检测单元用于监测该传输线路中的电流信息。还包括一个带通滤波器，用于以带通滤波的方式从电流信息中侦测和提取具有预设频率范围的一个或多个预设信号，该预设信号中至少包括了从该光伏电池监测装置外部发送到该传输线路上体现为通信载波的第二通信信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及到检测设备，确切地说，是提供一种光伏电池监测装置以对光伏电池板的当前性能进行及时有效的监控，更重要的是该装置同时还集成有双向通信功能，能与外部设备进行通信实现数据的双向传输。
技术介绍
随着太阳能光伏发电的迅速崛起，对能源、生态、环境等问题及社会的可持续发展都意义重大。光伏电池作为光伏发电系统的重要组成部分，其性能的优良直接影响到发电系统的整体效果，但是实际上光伏电池受到的制约因素较多，每块电池组件自身的特性差异会引起联接组合效率损失。光伏电池阵列一般为串并联方式，如果某一块电池组件受到阴影、灰尘或遮挡或老化等因素而导致功率降低时，所有的串接在链路中的电池组件都可能因电流强度的下降而受到影响。为了保障光伏阵列工作的安全性和可靠性，充分发挥每一块光伏电池组件的最大发电效率和保障它处于正常工作状态显得尤为重要，因此其输出电压和电流、功率及所处的环境温度等实时参数都需要被及时监测到，而且单块电池的损坏或老化等异常情况也需要被及时监测到，从而这些监测信息可以对每一个光伏电池的功率优化提供依据，并且那些故障或老化的光伏组件进行快速定位和及时修复。无论是试图实现外部设备对光伏电池的主动控制，还是在采光本地将光伏电池的参数信息发送到外部设备上，都涉及到光伏电池监测系统的通信问题，本申请的后文内容即将介绍一种光伏电池监测装置，其和外部设备能够实现双向通信。
技术实现思路
在本专利技术提供了一种光伏电池监测装置，包括：一个通信模块，用于在与光伏电池的正负极相连的传输线路上形成通信载波，以实现该光伏电池监测装置向外发送第一通信信息；一个电流检测单元，用于监测该传输线路中的电流信息；一个带通滤波器，用于以带通滤波的方式从所述电流信息中侦测和提取具有预设频率范围的一个或多个预设信号，该预设信号中至少包括了从该光伏电池监测装置外部发送到该传输线路上体现为通信载波的第二通信信息。上述的光伏电池监测装置，还包括一个处理器，以及所述通信模块包括串联在光伏电池的正负极之间的旁路电容与开关器件；该开关器件用于在该光伏电池监测装置发送通信信息的阶段由该处理器控制在关断和接通状态间切换，以便在开关器件接通的时刻产生流经该通信电路的载波电流，注入到该传输线路上以用来形成通信载波。上述的光伏电池监测装置，所述通信模块还包括和旁路电容、开关器件一起串联在光伏电池的正负极之间的第一旁路电阻，以及包括并联在该旁路电容两端的第二旁路电阻；所述处理器输出的用于驱动该开关器件切换状态的驱动信号通过一个耦合电容来耦合到该开关器件的控制端。上述的光伏电池监测装置，所述开关器件是NMOS晶体管，所述旁路电容、第一旁路电阻串接在该NMOS晶体管的漏极和光伏电池的正极之间，光伏电池的负极与该NMOS晶体管的源极具有相同的参考地电位，并且所述通信模块还包括连接在该NMOS晶体管的栅极和源极之间的一个电阻。上述的光伏电池监测装置，所述带通滤波器包括分别耦合到该电流检测单元的一对输出端的第一和第二输入节点：第一输入节点和带通滤波器中的一个运算放大器的反相端之间串联有第一电阻和第一电容，第一电阻和第一电容的互连节点处与该运算放大器的输出端之间连接有第二电容，且该运算放大器的反相端和输出端连接有第二电阻；以及该互连节点与第二输入节点也即运算放大器的正相端间连有另一第三电阻。上述的光伏电池监测装置，在所述第一和第二输入节点之间连接有过压保护元件，过压保护元件是瞬态电压抑制器、放电管、压敏电阻中之一或它们的组合。上述的光伏电池监测装置，还包括将该光伏电池产生的电压转换成稳压源的一个电源供应模块，其提供的稳定电压用于为所述处理器和所述运算放大器提供工作电压。上述的光伏电池监测装置，还包括将所述稳定电压进行分压产生一个参考电压的分压器，该参考电压加载到所述第二输入节点处。上述的光伏电池监测装置，所述带通滤波器还包括串接在一个检测节点和参考地之间的第一、第二检测电阻和第三电容的测试支路；第一检测电阻连在该检测节点和所述第一输入节点之间，第二检测电阻连在第一和第二输入节点之间，第三电容连在第二输入节点和参考地之间；由所述处理器输出的预设高频脉冲电压加载到该检测节点来测试该带通滤波器的带通频段并为校准带通范围提供依据。上述的光伏电池监测装置，所述电流检测单元是罗氏空心线圈传感器、高频传感器、编解码器、分流器中的任意一种。附图说明阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本专利技术的特征和优势将显而易见：图1是串接的光伏电池和它们各自的监测装置配套使用的示意图。图2是单个监测装置的整体结构模块示意图。图3是单个监测装置的内部结构模块示意图。具体实施方式参见图1，串接的光伏电池PV_1、PV_2、……PV_N(N为大于1的自然数)它们的电压叠加在一起可以提供一个较大的直流电压，在光伏发电系统中，图中未示意出来的光伏逆变器可以将该直流电压转换成交流电压进行并网发电。光伏电池PV_1具有一个和
它配套使监测装置DET_1，光伏电池PV_2具有一个和它配套使监测装置DET_2，依此类推，光伏电池PV_N具有一个和它配套使监测装置DET_N，监测装置可以监控光伏电池的工作电压和/或电流以及功率、所处的环境温度等参数。参见图2，现在以图2中的单独的一个光伏电池PV_1以及和它配套使用的一个监测装置DET_1为例来阐明本申请的专利技术精神。在图2中，监测装置DET_1至少包括一个通信模块101，它主要用于在与光伏电池PV_1的正负极相连的传输线路LAN上形成通信载波，由于传输线路LAN将所有的光伏电池都串接起来，所以通信载波会沿着这个传输线路LAN向外广播，任意带有电流互感器的外部电子设备都可以从传输线路LAN上监测到这个通信载波，因此可以实现该光伏电池监测装置DET_1相对自身而言向外部发送加载在传输线路LAN上的第一通信信息(SEND_OUT)。在图2中，监测装置DET_1至少还包括一个电流检测单元102a，它可以是罗氏空心线圈传感器、高频传感器、编解码器、分流器等中的任意一种，主要是检测和监听传输线路LAN上其他设备发送过来的通信载波。上文已经讨论了监测装置DET_1可以向传输线路LAN上传输第一通信信息，这属于发送信息，而监测装置DET_1实现监测的主要载体就是电流检测单元102a，电流检测单元102a从流经传输线路LAN上的电流信息中提取其他设备发送的载波信号，这属于接收信息。在图2中，监测装置DET_1至少还包括一个带通滤波器102，由于电流检测单元102a实现了对传输线路LAN上的电流信息的监测，而且电流信息进一步被传输给该带通滤波器102，则带通滤波器102按照预期的设计，将会从电流信息中侦测和提取具有预设频率范围的一个或多个预设信号，注意这里的预设信号中至少应当包括了从外部发送到该传输线路LAN上同样体现为通信载波的第二通信信息(RECEIVED)。参见图2，监测装置DET_1至少还包括一个处理器(MCU)103，通信模块101产生的载波是由处理器103的驱动实现的，也就是说通信模块101向外部发送的第一通信信息携带的数据内容取决于处理器103。带通滤波器102从外部侦测到的第二通信信息所携带的数据内容同样交由处理器103进行运算处理和解码。考虑到处理器103监测光<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电池监测装置，其特征在于，包括：一个通信模块，用于在与光伏电池的正负极相连的传输线路上形成通信载波，以实现该光伏电池监测装置向外发送第一通信信息；一个电流检测单元，用于监测该传输线路中的电流信息；一个带通滤波器，用于以带通滤波的方式从所述电流信息中侦测和提取具有预设频率范围的一个或多个预设信号，该预设信号中至少包括了从该光伏电池监测装置外部发送到该传输线路上体现为通信载波的第二通信信息。

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池监测装置，其特征在于，包括：一个通信模块，用于在与光伏电池的正负极相连的传输线路上形成通信载波，以实现该光伏电池监测装置向外发送第一通信信息；一个电流检测单元，用于监测该传输线路中的电流信息；一个带通滤波器，用于以带通滤波的方式从所述电流信息中侦测和提取具有预设频率范围的一个或多个预设信号，该预设信号中至少包括了从该光伏电池监测装置外部发送到该传输线路上体现为通信载波的第二通信信息。2.根据权利要求1所述的光伏电池监测装置，其特征在于，还包括一个处理器，以及所述通信模块包括串联在光伏电池的正负极之间的旁路电容与开关器件；该开关器件用于在该光伏电池监测装置发送通信信息的阶段由该处理器控制在关断和接通状态间切换，以便在开关器件接通的时刻产生流经该通信电路的载波电流，注入到该传输线路上以用来形成通信载波。3.根据权利要求2所述的光伏电池监测装置，其特征在于，所述通信模块还包括和旁路电容、开关器件一起串联在光伏电池的正负极之间的第一旁路电阻，以及包括并联在该旁路电容两端的第二旁路电阻；其中所述处理器输出的用于驱动该开关器件切换状态的驱动信号通过一个耦合电容来耦合到该开关器件的控制端。4.根据权利要求3所述的光伏电池监测装置，其特征在于，所述开关器件是NMOS晶体管，所述旁路电容、第一旁路电阻串接在该NMOS晶体管的漏极和光伏电池的正极之间，光伏电池的负极与该NMOS晶体管的源极具有相同的参考地电位，并且所述通信
\t模块还包括连接在该NMOS晶体管的栅极和源极之间的一个电阻。5.根据权利要求1所述的光伏电池监测装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永，应剑东，
申请(专利权)人：丰郅上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31