一种智能光伏电池系统的自动检测及故障排除方法技术方案

本发明专利技术提供一种可以方便检测电池片工作状态及进行简单电路转换的光伏发电系统自动检测及故障排除的方法，其通过在光伏电池片阵列中设置外围电路，通过相关程序可自动检测出并联光伏阵列中无法维持正常电压输出的故障支路动并断接，减小因光伏发电阵列中各支路电压不均衡造成输出功率受到的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种智能光伏电池系统的自动检测及故障排除方法
本专利技术涉及一种基于中央控制系统的光伏发电组件的设计及自动检测及故障排除的方法，具体而言，涉及到一种可以方便检测电池片工作状态及进行简单电路转换的方法。
技术介绍
目前，独立式光伏发电系统在广大农村地区已经得到了一定程度的应用且具有广阔的发展前景。但在实际使用的过程中，经常会出现系统内某一电池片或某一支路发电故障导致各支路电压均衡发生电流倒贯现象，严重影响充电效率。例如，在光伏发电阵列为并联结构，且每一个支路为电池片串联而成的情况中，经常出现其中一个支路中的某一个或几个电池片出现故障，导致该支路的电压减小，致使其他正常支路的电流倒贯入故障支路，严重影响光伏发电阵列的输出效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于中央控制系统的光伏发电组自动检测及故障排除的方法，其利用信息采集模块对光伏发电阵列中的电池片进行检测，若发现异常情况，利用简单的开关控制电路可自动将损坏的电池组断开，使光伏发电系统在充电效率不受到明显影响的情况下继续工作，直到例行检修。本专利技术可以通过以下技术方案来实现：一种光伏发电系统自动检测及故障排除的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1）为光伏发电系统设置一中央控制系统；2）光伏发电系统的光伏发电阵列为并联结构且每一个支路由电池片串联而成，每一个支路的正极端串联一个可控开关，负极设置一个采样装置；所述采样装置连接至中央控制系统的信息采集模块，所述可控开关均连接至中央控制系统的开关控制模块；3）保持所有可控开关常闭，利用程序通过中央控制系统的信息采集模块依次检测各支路上的采样装置的采样电流；4）中央控制系统根据预先编写程序，依次将当前采集的支路电流值与采集的上一个支路的电流值进行相减运算；若运算后的数值大于程序中预设的一个正的阈值电流，则利用中央控制系统的开关控制模块将上一个支路的可控开关断开，否则保持开关状态不变。进一步地，本专利技术可利用以下技术方案实现：所述中央控制系统为PC控制系统或单片机。所述采样装置为一个连接至信息采集模块的电流传感器，或一个两端电压连接至信息采集模块的串联电阻。所述电流传感器为套在导线上的霍尔传感器。所述开关为继电器。本方案的优点在于：光伏电池阵列中有一支路出现故障，导致输出电压变小时，系统通过检测可自动识别出故障支路，同时将故障支路断开，这样可以避免电流倒贯入故障支路，保证开路电压，使充电功率不受到明显的影响。附图说明图1为本专利技术光伏系统的结构示意图。具体实施方式以下将参照附图1更详细地描述本专利技术，以下说明中，省略了对本领域内技术人员公知结构和技术的描述。如图1中所示，本光伏发电阵列由8个支路并联组成，每一个支路由光伏电池片1串联而成。在每一个支路的阳极串联一开关S1…S8，阴极设置有一采样装置2连接至信息采集模块。本实例中，采样装置为套在导线上的霍尔传感器，但也可以采用其他种类的电流传感器将电流数据输送至信息采样模块，或者采用直接串联一电阻，然后采集电阻两端电压的方式完成采样。所述信息采集模块和开关控制模块通过I/O口与中央控制系统连接并通过预设程序进行数据通讯，例如：中央控制系统发送“2”至信息采集模块，则信息采集模块将第2条支路的采集数据送入中央控制系统进行处理；或中央控制系统发送“2”至开关控制模块，则开关控制模块输出控制信号将第2条支路的开关断开。在上述设计的基础上，以单片机作为中央控制系统为例，结合附图1介绍本系统的工作过程：本系统开关S1、S2…S8正常工作时均为常闭状态；单片机执行预设程序不停或每隔一个时间周期依次检测一次光伏阵列中各支路中的电流，然后利用程序将后一个支路的电流与前一支路电流做相减运算，即第二支路电流减第一支路电流，第三支路电流减第二支路电流，以此类推至第一支路的电流减第八支路的电流，依次若所得电流差值正向过大，大于程序内的预设阈值电流，则说明前一支路的电流过小，单片机执行预先编写的程序通过开关控制模块断开该支路的开关。由上一段所述原理可知，对于本系统的优点在于：当光伏阵列中某一电池片1无法工作，其所在支路无法正常输出足额电压时，将该支路断开，这样避免了其他正常工作的支路将电流倒贯入故障支路内，在保证光伏电池阵列电压的基础上，理论上电流仅减小约1/8，避免的电流的过于减小对充电效率的影响。另外，对于实际中经常使用的先将光伏电池片1先并联成电池组，然后将电池组彼此串联的阵列结构，因所使用的单体电池片的规格相同，例如普通的22cm×22cm的多晶硅片，其输出电压和功率均一致，因此可将其等效变换成如图1所示的光伏阵列结构后应用本专利技术。例如：8组串联，每一组由8个单体电池片并联的光伏电池阵列，可转换成8路并联，每路由8个串联的单体电池片构成的阵列。最后，若采用单片机最后应将其固定置于光伏电池片阵列背面且与背面保持一定距离或其它阴凉处避免温度过高。关于单片机或PC控制系统及外接模块具体控制程序的编写为技术人员均可编写完成，在此不再赘述。上面具体描述了本专利技术技术方案的应用实例，它仅作为例子给出，不视为本专利技术的应用限制。凡操作条件的等同替换，均落在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏发电系统自动检测及故障排除的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1）为光伏发电系统设置一中央控制系统；2）光伏发电系统的光伏发电阵列为并联结构且每一个支路由电池片串联而成，每一个支路的正极端串联一个可控开关，负极设置一个采样装置；所述采样装置连接至中央控制系统的信息采集模块，所述可控开关均连接至中央控制系统的开关控制模块；3）保持所有可控开关常闭，利用程序通过中央控制系统的信息采集模块依次检测各支路上的采样装置的采样电流；4）中央控制系统根据预先编写程序，依次将当前采集的支路电流值与采集的上一个支路的电流值进行相减运算；若运算后的数值大于程序中预设的一个正的阈值电流，则利用中央控制系统的开关控制模块将上一个支路的可控开关断开，否则保持开关状态不变。

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电系统自动检测及故障排除的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1）为光伏发电系统设置一中央控制系统；2）光伏发电系统的光伏发电阵列为并联结构且每一个支路由电池片串联而成，每一个支路的正极端串联一个可控开关，负极设置一个采样装置；所述采样装置连接至中央控制系统的信息采集模块，所述可控开关均连接至中央控制系统的开关控制模块；3）保持所有可控开关常闭，利用程序通过中央控制系统的信息采集模块依次检测各支路上的采样装置的采样电流；4）中央控制系统根据预先编写程序，依次将当前采集的支路电流值与采集的上一个支路的电流值进行相减运算；若运算后的数值大于程序中预设的一个正的阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亮，梁兰菊，
申请(专利权)人：孙睿超，
类型：发明
国别省市：山东,37