一种光伏离网电站故障智能检测系统技术方案

一种光伏离网电站故障智能检测系统属于太阳能光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏离网电站故障智能检测系统。本发明专利技术提供一种光伏离网电站故障智能检测系统。本发明专利技术包括电流信号检测电路、电压信号检测电路、蓄电池本体与环境温度检测电路、辐照强度检测电路、远程无线通信电路、键盘电路、LCD显示屏电路和主控CPU电路，其结构要点电流信号检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，电压信号检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，蓄电池本体与环境温度检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，辐照强度检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，远程无线通信电路的信号输入端口与主控CPU电路的信号输出端口相连，键盘电路的控制信号输出端口与主控CPU电路的控制信号输入端口相连，LCD显示屏电路的信号传输端口分别与主控CPU电路的信号传输端口、LCD液晶显示屏的信号传输端口相连；所述键盘电路的控制信号输入端口与键盘的控制信号输出端口相连。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏离网电站故障智能检测系统
本专利技术专利属于太阳能光伏发电
，尤其涉及一种光伏离网电站故障智能检测系统。
技术介绍
光伏离网电站是独立运行的光伏发电系统，它不与公共电网有任何接口，属于发、储、供一体的发电系统。其基本工作原理是，光伏组件在太阳光照射下产生电能，电能通过离网控制器供给负载，并将多余的电能储存到蓄电池中，在光照不足或夜间时蓄电池中的电能通过离网控制器继续给负载供电。光伏离网电站规模较小，适合分布建设，在海岛、沙漠、戈壁等偏远地区或连接公共电网有困难的地区，光伏离网电站是一种较好的供电方式。光伏离网电站除蓄电池外，设计使用寿命一般为25年。蓄电池使用寿命根据蓄电池的种类、质量、使用环境、系统充放电参数匹配等原因，寿命一般在5~8年之间不等。由于光伏离网系统结构复杂，采购设备质量不一，施工质量参差不齐等原因影响，光伏离网电站在运行一段时间后会出现多种问题或故障，包括组件损坏、导线断路、离网控制器损坏、蓄电池因盐化等原因引起的性能下降等。由于光伏离网电站常常建设在偏远、交通不便的地区，所以维修检测需要耗费大量人力、物力和时间，往往因为小问题需要支付高昂的维修费用，偏离了发展和建设光伏离网电站的初衷。随着光伏离网电站的发展建设，如何对光伏离网电站进行故障诊断成为一个非常重要的问题。而目前尚缺乏成熟有效的光伏离网电站故障诊断设备，特别是便携式又具有无线通讯能力的故障诊断设备。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供一种光伏离网电站故障智能检测系统。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术包括电流信号检测电路、电压信号检测电路、蓄电池本体与环境温度检测电路、辐照强度检测电路、远程无线通信电路、键盘电路、LCD显示屏电路和主控CPU电路，其结构要点电流信号检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，电压信号检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，蓄电池本体与环境温度检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，辐照强度检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，远程无线通信电路的信号输入端口与主控CPU电路的信号输出端口相连，键盘电路的控制信号输出端口与主控CPU电路的控制信号输入端口相连，LCD显示屏电路的信号传输端口分别与主控CPU电路的信号传输端口、LCD液晶显示屏的信号传输端口相连；所述键盘电路的控制信号输入端口与键盘的控制信号输出端口相连。作为一种优选方案，本专利技术所述电流信号检测电路为由钳口式电流探头将线路中的电流按比例取样，取样得到的模拟信号经过电压跟随电路后通过主控CPU内部的AD转换模块变为数字信号；所述电压信号检测电路为由电压检测探头将线路中的电压通过霍尔传感器按比例取样，取样得到的模拟信号经过信号调理电路后通过主控CPU内部的AD转换模块变为数字信号；所述蓄电池本体与环境温度检测电路为由温度检测芯片内部的温度传感器检测蓄电池本体与所处环境的温度，并将温度信号通过检测芯片内部的模数转换器变为数字信号；所述辐照强度检测电路为由辐照强度检测芯片内部的光强度传感器检测环境辐照强度模拟信号，并将辐照强度模拟信号通过检测芯片内部的模数转换器变为数字信号；所述远程无线通信电路为由无线通信模块通过主控CPU的串行通信接口读取故障信息，并将故障信息通过GPRS网络进行远程无线发送。作为另一种优选方案，本专利技术所述键盘电路和LCD显示屏电路的功能是设置智能检测系统的控制参数，包括辐照度阈值、温度阈值和巡检间隔时间，并通过LCD屏在线查看系统的工作状态和各参数的历史数据。作为另一种优选方案，本专利技术所述主控CPU电路包括系统时钟电路、程序下载与在线仿真电路、主控CPU和电源转换电路，主控CPU端口分别与系统时钟电路端口、程序下载与在线仿真电路端口相连，电源转换电路为主控CPU和电路中其它需要3.3V电源供电的芯片供电。作为另一种优选方案，本专利技术所述主控CPU采集各种物理量信号，对信号综合分析，进行故障诊断，对诊断结果远程无线发送。作为另一种优选方案，本专利技术所述主控CPU采用PIC18F6720芯片U1。作为另一种优选方案，本专利技术所述系统时钟电路包括电容C5、电容C6、晶振X1，晶振X1一端分别与电容C5一端、U1的39脚相连，电容C5另一端分别与地线、电容C6一端相连，电容C6另一端分别与晶振X1另一端、U1的40脚相连。作为另一种优选方案，本专利技术所述电容C5、C6采用18pF电容，晶振X1采用20MHz晶振。作为另一种优选方案，本专利技术所述程序下载与在线仿真电路包括二极管D1、电阻R1、电阻R2、电容C7、接插口J2，电阻R1一端分别与电源VCC3.3V、二极管D1阴极相连，电阻R1另一端分别与电容C7一端、二极管D1阳极、电阻R2一端相连，电容C7另一端接地，电阻R2另一端分别与接插口J2的1脚相连、U1的7脚相连，接插口J2的2脚分别与电源VCC3.3V、J2的6脚相连，接插口J2的3脚接地，接插口J2的4脚与U1的37脚相连，接插口J2的5脚与U1的42脚相连。作为另一种优选方案，本专利技术所述电阻R1采用10K欧姆电阻，电阻R2采用1K欧姆电阻，二极管D1采用1N4148型二极管，电容C7采用0.1μF电容。作为另一种优选方案，本专利技术所述电源转换电路包括电解电容C1和C4、电容C2和C3、电源转换芯片U2、接插口J1，电解电容C1的正极分别与电源VCC5V、电容C2一端、U2的3脚、接插口J1的1脚相连，电解电容C1的负极分别与电容C2另一端、U2的1脚、电容C3一端、电解电容C4的负极、接插口J1的2脚相连，U2的1脚接地，电解电容C4的正极分别与电容C3另一端、U2的2脚、电源VCC3.3V相连，接插口J1的3脚与电源-15V相连，接插口J1的4脚与电源+15V相连。作为另一种优选方案，本专利技术所述电容C1、C4采用10μF电解电容，电容C2、C3采用0.1μF电容，电源转换芯片采用AMS1117-3.3。作为另一种优选方案，本专利技术所述键盘电路包括排阻RA1、电阻R3～R7、接插口J3，接插口J3的1～5脚分别与排阻RA1的2～6脚、U1的60～64脚对应连接，接插口J3的6脚通过电阻R3与U1的12脚相连，接插口J3的7脚通过电阻R4与U1的13脚相连，接插口J3的8脚通过电阻R5与U1的14脚相连，接插口J3的9脚通过电阻R6与U1的15脚相连，接插口J3的10脚通过电阻R7与U1的16脚相连，排阻RA1的1脚与电源VCC3.3V相连。作为另一种优选方案，本专利技术所述电阻R3～R7采用20欧姆电阻，排阻RA1采用1K*5排阻。作为另一种优选方案，本专利技术所述LCD显示屏电路包括电阻R8～R11、NPN三极管Q1、液晶显示屏U3，U3的12～18脚分别与U1的49～55脚对应相连，U3的19脚与U1的33脚相连，U3的20脚通过电阻R11分别与电阻R10一端、U3的4脚相连，电阻R10另一端分别与电源VCC3.3V、U3的3脚相连；U3的21脚与NPN三极管Q1的发射极相连，NPN三极管Q1的集电极分别与电源VCC3.3V、电阻R8一端相连，电阻R8另一端分别与电阻R9一端、U1的36脚相连，电阻R9另一端与NPN三极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏离网电站故障智能检测系统，包括电流信号检测电路、电压信号检测电路、蓄电池本体与环境温度检测电路、辐照强度检测电路、远程无线通信电路、键盘电路、LCD显示屏电路和主控CPU电路，其特征在于电流信号检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，电压信号检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，蓄电池本体与环境温度检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，辐照强度检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，远程无线通信电路的信号输入端口与主控CPU电路的信号输出端口相连，键盘电路的控制信号输出端口与主控CPU电路的控制信号输入端口相连，LCD显示屏电路的信号传输端口分别与主控CPU电路的信号传输端口、LCD液晶显示屏的信号传输端口相连；所述键盘电路的控制信号输入端口与键盘的控制信号输出端口相连；所述主控CPU电路包括系统时钟电路、程序下载与在线仿真电路、主控CPU和电源转换电路，主控CPU端口分别与系统时钟电路端口、程序下载与在线仿真电路端口相连，电源转换电路为主控CPU和电路中其它需要3.3V电源供电的芯片供电；所述主控CPU采用PIC18F6720芯片U1；所述电源转换电路包括电解电容C1和C4、电容C2和C3、电源转换芯片U2、接插口J1，电解电容C1的正极分别与电源VCC5V、电容C2一端、U2的3脚、接插口J1的1脚相连，电解电容C1的负极分别与电容C2另一端、U2的1脚、电容C3一端、电解电容C4的负极、接插口J1的2脚相连，U2的1脚接地，电解电容C4的正极分别与电容C3另一端、U2的2脚、电源VCC3.3V相连，接插口J1的3脚与电源‑15V相连，接插口J1的4脚与电源+15V相连；所述电流信号检测电路包括电阻R14和R15、电容C11、稳压二极管D2、运算放大器CA1、钳口式电流探头M1、接插口J5，M1的1脚分别与电源+15V、J5的4脚相连，M1的2脚分别与地线、J5的3脚相连，M1的3脚分别与电源‑15V、J5的2脚相连，M1的4脚接地，M1的5脚分别与CA1的1脚、J5的1脚相连，CA1的5脚与电源+15V相连，CA1的2脚与电源‑15V相连，CA1的3脚分别与CA1的4脚、电阻R14一端相连，电阻R14另一端分别与电容C11一端、电阻R15一端相连，电容C11另一端接地，电阻R15另一端分别与稳压二极管D2的阴极、U1的24脚相连，稳压二极管D2的阳极接地；所述电压信号检测电路包括电阻R16～R51、电容C12～C14、稳压二极管D3～D5、运算放大器CA2～CA7、接插口J6～J8、电压互感器U6～U8，U6的1脚通过电阻R16与接插口J6的2脚相连，U6的2脚与接插口J6的1脚相连，U6的3脚与电源‑15V相连，U6的4脚与电源+15V相连，U6的5脚分别与电阻R17一端、电阻R18一端相连，电阻R17另一端接地，电阻R18另一端分别与CA2的3脚、电阻R19一端相连，CA2的1脚分别与电阻R20一端、电阻R21一端相连，电阻R20另一端分别与地线、电阻R21另一端相连，CA2的5脚与电源+15V相连，CA2的2脚与电源‑15V相连，电阻R19另一端分别与CA2的4脚、电阻R22一端相连，电阻R22另一端分别与CA3的3脚、电阻R23一端相连，CA3的1脚分别与电阻R24一端、电阻R25一端相连，电阻R24另一端分别与地线、电阻R25另一端相连，CA3的5脚与电源+15V相连，CA3的2脚与电源‑15V相连，电阻R23另一端分别与CA3的4脚、电阻R26一端相连，电阻R26另一端分别与电阻R27一端、电容C12一端相连，电容C12另一端接地，电阻R27另一端分别与U1的23脚、稳压二极管D3的阴极相连，稳压二极管D3的阳极接地；U7的1脚通过电阻R28与接插口J7的2脚相连，U7的2脚与接插口J7的1脚相连，U7的3脚与电源‑15V相连，U7的4脚与电源+15V相连，U7的5脚分别与电阻R29一端、电阻R30一端相连，电阻R29另一端接地，电阻R30另一端分别与CA4的3脚、电阻R31一端相连，CA4的1脚分别与电阻R32一端、电阻R33一端相连，电阻R32另一端分别与地线、电阻R33另一端相连，CA4的5脚与电源+15V相连，CA4的2脚与电源‑15V相连，电阻R31另一端分别与CA4的4脚、电阻R34一端相连，电阻R34另一端分别与CA5的3脚、电阻R35一端相连，CA5的1脚分别与电阻R36一端、电阻R37一端相连，电阻R36另一端分别与地线、电阻R37另一端相连，CA5的5脚与电源+15V相连，CA5的2脚与电源‑15V相连，电阻R35另一端分别与CA5的4脚、电阻R38一端相连，电阻R38另一端分别与电阻R39一端、电容C...

【技术特征摘要】
1.一种光伏离网电站故障智能检测系统，包括电流信号检测电路、电压信号检测电路、蓄电池本体与环境温度检测电路、辐照强度检测电路、远程无线通信电路、键盘电路、LCD显示屏电路和主控CPU电路，其特征在于电流信号检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，电压信号检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，蓄电池本体与环境温度检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，辐照强度检测电路的信号输出端口与主控CPU电路的信号输入端口相连，远程无线通信电路的信号输入端口与主控CPU电路的信号输出端口相连，键盘电路的控制信号输出端口与主控CPU电路的控制信号输入端口相连，LCD显示屏电路的信号传输端口分别与主控CPU电路的信号传输端口、LCD液晶显示屏的信号传输端口相连；所述键盘电路的控制信号输入端口与键盘的控制信号输出端口相连；所述主控CPU电路包括系统时钟电路、程序下载与在线仿真电路、主控CPU和电源转换电路，主控CPU端口分别与系统时钟电路端口、程序下载与在线仿真电路端口相连，电源转换电路为主控CPU和电路中其它需要3.3V电源供电的芯片供电；所述主控CPU采用PIC18F6720芯片U1；所述电源转换电路包括电解电容C1和C4、电容C2和C3、电源转换芯片U2、接插口J1，电解电容C1的正极分别与电源VCC5V、电容C2一端、U2的3脚、接插口J1的1脚相连，电解电容C1的负极分别与电容C2另一端、U2的1脚、电容C3一端、电解电容C4的负极、接插口J1的2脚相连，U2的1脚接地，电解电容C4的正极分别与电容C3另一端、U2的2脚、电源VCC3.3V相连，接插口J1的3脚与电源-15V相连，接插口J1的4脚与电源+15V相连；所述电流信号检测电路包括电阻R14和R15、电容C11、稳压二极管D2、运算放大器CA1、钳口式电流探头M1、接插口J5，M1的1脚分别与电源+15V、J5的4脚相连，M1的2脚分别与地线、J5的3脚相连，M1的3脚分别与电源-15V、J5的2脚相连，M1的4脚接地，M1的5脚分别与CA1的1脚、J5的1脚相连，CA1的5脚与电源+15V相连，CA1的2脚与电源-15V相连，CA1的3脚分别与CA1的4脚、电阻R14一端相连，电阻R14另一端分别与电容C11一端、电阻R15一端相连，电容C11另一端接地，电阻R15另一端分别与稳压二极管D2的阴极、U1的24脚相连，稳压二极管D2的阳极接地；所述电压信号检测电路包括电阻R16～R51、电容C12～C14、稳压二极管D3～D5、运算放大器CA2～CA7、接插口J6～J8、电压互感器U6～U8，U6的1脚通过电阻R16与接插口J6的2脚相连，U6的2脚与接插口J6的1脚相连，U6的3脚与电源-15V相连，U6的4脚与电源+15V相连，U6的5脚分别与电阻R17一端、电阻R18一端相连，电阻R17另一端接地，电阻R18另一端分别与CA2的3脚、电阻R19一端相连，CA2的1脚分别与电阻R20一端、电阻R21一端相连，电阻R20另一端分别与地线、电阻R21另一端相连，CA2的5脚与电源+15V相连，CA2的2脚与电源-15V相连，电阻R19另一端分别与CA2的4脚、电阻R22一端相连，电阻R22另一端分别与CA3的3脚、电阻R23一端相连，CA3的1脚分别与电阻R24一端、电阻R25一端相连，电阻R24另一端分别与地线、电阻R25另一端相连，CA3的5脚与电源+15V相连，CA3的2脚与电源-15V相连，电阻R23另一端分别与CA3的4脚、电阻R26一端相连，电阻R26另一端分别与电阻R27一端、电容C12一端相连，电容C12另一端接地，电阻R27另一端分别与U1的23脚、稳压二极管D3的阴极相连，稳压二极管D3的阳极接地；U7的1脚通过电阻R28与接插口J7的2脚相连，U7的2脚与接插口J7的1脚相连，U7的3脚与电源-15V相连，U7的4脚与电源+15V相连，U7的5脚分别与电阻R29一端、电阻R30一端相连，电阻R29另一端接地，电阻R30另一端分别与CA4的3脚、电阻R31一端相连，CA4的1脚分别与电阻R32一端、电阻R33一端相连，电阻R32另一端分别与地线、电阻R33另一端相连，CA4的5脚与电源+15V相连，CA4的2脚与电源-15V相连，电阻R31另一端分别与CA4的4脚、电阻R34一端相连，电阻R34另一端分别与CA5的3脚、电阻R35一端相连，CA5的1脚分别与电阻R36一端、电阻R37一端相连，电阻R36另一端分别与地线、电阻R37另一端相连，CA5的5脚与电源+15V相连，CA5的2脚与电源-15V相连，电阻R35另一端分别与CA5的4脚、电阻R38一端相连，电阻R38另一端分别与电阻R39一端、电容C13一端相连，电容C13另一端接地，电阻R39另一端分别与U1的22脚、稳压二极管D4的阴极相连，稳压二极管D4的阳极接地；U8的1脚通过电阻R40与接插口J8的2脚相连，U8的2脚与接插口J8的1脚相连，U8的3脚与电源-15V相连，U8的4脚与电源+15V相连，U8的5脚分别与电阻R41一端、电阻R42一端相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵婷婷，李潇潇，夏之秋，刘莹，王春鹏，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21