一种光伏直流电信号测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光伏直流电信号测量装置，与光伏电池板相连，包括：零磁通直流电流传感器、信号处理模块、信号转换与传输模块，所述零磁通直流电流传感器的输入端与光伏电池板的电流输出端相连，所述零磁通直流电流传感器的输出端与信号处理模块的输入端相连以用于对电流信号进行处理，所述信号处理模块的输出端与信号转换与传输模块相连以用于将处理后的电流信号转换成数字信号，所述信号转换与传输模块的输出端用于输出数字电流信号。本装置采用零磁通直流电流传感器1大大提高了采集精度，可以对直流信号进行精准测量、并且抗干扰能力强，结构简单，安装方便。

A measurement device of photovoltaic DC electric signal

【技术实现步骤摘要】
一种光伏直流电信号测量装置
本技术涉及光伏电能计量领域，具体的涉及一种光伏直流电信号测量装置。
技术介绍
光伏电池在我们的日常生活中应用广泛，太阳能发电过程中，需要对光伏电池输出的电压、电流进行测量，以满足上一级系统或电网调度系统的监控需求。但是对于光伏直流电信号的测量方面，还缺乏较为完善的方法与技术。目前常用的电流测量方法比如霍尔法，具有精度不高的缺点。目前，光伏电站测量系统主要由逆变器厂商随设备提供，测量精度低而且目前其用于测量的装置，其电路结构相对复杂，采样精度不高，采样测量时间较长且数据波动大。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的是提供一种结构简单、采样精度高、数据波动小、测量方便的光伏直流电信号测量装置。本技术采用的技术方案是：一种光伏直流电信号测量装置，与光伏电池板相连，包括：零磁通直流电流传感器、信号处理模块、信号转换与传输模块，所述零磁通直流电流传感器的输入端与光伏电池板的电流输出端相连，所述零磁通直流电流传感器的输出端与信号处理模块的输入端相连以用于对电流信号进行处理，所述信号处理模块的输出端与信号转换与传输模块相连以用于将处理后的电流信号转换成数字信号，所述信号转换与传输模块的输出端用于输出数字电流信号。进一步的，所述零磁通直流电流传感器通过汇流箱采集光伏电池板的直流信号。进一步的，所述零磁通直流电流传感器采用双磁芯结构。进一步的，所述零磁通直流电流传感器的输入端为电流接线柱。进一步的，所述信号处理模块包括带通滤波器、仪用放大器、移相器、相敏检波器和低通滤波器；所述带通滤波器的输入端与零磁通直流电流传感器的输出端相连以用于接收传感器信号，所述带通滤波器、仪用放大器、移相器、相敏检波器和低通滤波器依次串联，所述低通滤波器的输出端与信号转换与传输模块相连以用于输出模拟直流信号。进一步的，所述信号处理模块通过航空插头与信号转换与传输模块相连。进一步的，所述信号转换与传输模块包括单片机、A/D转换模块、通讯接口模块，所述单片机的信号输入端与信号处理模块的输出端相连，所述单片机的输出端与A/D转换模块的输入端相连以用于将模拟信号转换为数字信号，所述A/D转换模块的输出端与通讯接口模块相连，所述通讯接口模块用于传输电流数据。进一步的，所述信号转换与传输模块还包括时钟模块、复位模块，所述时钟模块、复位模块分别与单片机相连。进一步的，所述通讯接口模块为TCP网络接口。进一步的，还包括上位机，所述上位机与信号转换与传输模块的输出端相连以用于接收电流数据进行储存并分析。本技术的有益效果在于：本技术方案通过零磁通直流电流传感器采集光伏电池板的直流信号，通过信号处理模块将直流信号进行滤波、整流等处理后输出至信号转换与传输模块，信号转换与传输模块将处理后的模拟直流信号转换成数字信号进行输出。本装置采用零磁通直流电流传感器大大提高了采集精度，可以对直流信号进行精准测量、并且抗干扰能力强，结构简单，安装方便。附图说明图1为本技术光伏直流电信号测量装置的原理框图；图2为本技术中双磁芯结构零磁通直流电流传感器的结构原理图；图3为本技术中信号处理模块的原理框图；图4为本技术中信号转换与传输模块的原理框图；图5为本技术中信号处理模块中带通滤波器的电路图；图6为本技术中信号处理模块中仪用放大器的电路图；图7为本技术中信号处理模块中移相器的电路图；图8为本技术中信号处理模块中相敏检波器的电路图；图9为本技术中信号处理模块中低通滤波器的电路图；图10为本技术的操作流程图。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。如图1所示为本技术的一种光伏直流电信号测量装置，与光伏电池板4相连，包括：零磁通直流电流传感器1、信号处理模块2、信号转换与传输模块3，零磁通直流电流传感器1通过汇流箱5采集光伏电池板4的直流信号。零磁通直流电流传感器1的输出端与信号处理模块2的输入端相连以用于对电流信号进行处理，信号处理模块2的输出端与信号转换与传输模块3相连以用于将处理后的电流信号转换成数字信号，信号转换与传输模块3的输出端，还包括上位机6，上位机6与信号转换与传输模块3的输出端相连以用于接收电流数据进行储存并分析。如图2所示，零磁通直流电流传感器1采用双磁芯结构，双磁芯结构是由两个完全相同的环形磁性材料组成，两个磁环上都绕有一次绕组和二次绕组，且绕线的匝数一致，同时他们的一次绕组反串在一起，即绕线方向是相反的，则输入激励电流在两个磁环上产生的磁场的方向是反向的。而它们的二次绕组则是正串在一起，绕线方向是同相的，以便它们的感应电动势叠加。由双磁芯结构两磁环的一次绕组反串可知，两磁环中由激励产生的磁场在磁芯中的方向是相反的，所以它们在输出绕组上产生的感应电动势的大小一样方向相反，所以总磁通量为零，相对于单磁芯结构，双磁芯结构输出绕组的感应电动势是单磁芯的两倍，在实际应用中更适合模拟磁调制传感器。其中，零磁通直流电流传感器1的输入端为不小于20A的电流接线柱以适应大电流输出。如图3所示，信号处理模块2包括带通滤波器21、仪用放大器22、移相器23、相敏检波器24和低通滤波器25；带通滤波器21的输入端与零磁通直流电流传感器1的输出端相连，带通滤波器21、仪用放大器22、移相器23、相敏检波器24和低通滤波器25依次串联，低通滤波器25的输出端与信号转换与传输模块3相连。带通滤波器21的主要作用是将传感器探头二次绕组中输出信号进行滤波，提取可以反映待测电流大小方向的谐波信号，衰减和抑制输出信号中不需要的其他谐波干扰等；如图5所示，带通滤波器21电路由电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、放大器U11、放大器U12组成。电阻R11一端连接信号输入端，另一端连接电阻R12和电容C12的一端；电阻R12的另一端连接放大器U11的同相输入端；电容C12的另一端连接放大器U11的输出端；电容C11的一端连接放大器U11的同相输入端，另一端接地；电阻R13的一端连接放大器U11的反相输入端和输出端，另一端接地；电容C13一点连接放大器U11的输出端，另一端连接电容C14的一端和电阻R16的一端；电容C14的另一端放大器U12的同相输入端；电阻R16的另一端连接放大器U12的输出端；电阻R14一端连接着放大器U12的同相输入端，另一端接地；电阻R15一端连接着放大器U12的反相输入端和输出端，另一端接地；放大器U12的输出端连接信号输出端。仪用放大器22特点是较高的共模抑制比、线性误差小、高输入阻抗以及低噪声，可以进一步降低信号通过带通滤波器21后未被滤除的噪声等无用干扰。如图6所示，仪用放大器22电路由电阻R21、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏直流电信号测量装置，与光伏电池板(4)相连，其特征在于，包括：零磁通直流电流传感器(1)、信号处理模块(2)、信号转换与传输模块(3)，所述零磁通直流电流传感器(1)的输入端与光伏电池板(4)的电流输出端相连，所述零磁通直流电流传感器(1)的输出端与信号处理模块(2)的输入端相连以用于对电流信号进行处理，所述信号处理模块(2)的输出端与信号转换与传输模块(3)相连以用于将处理后的电流信号转换成数字信号，所述信号转换与传输模块(3)的输出端用于输出数字电流信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏直流电信号测量装置，与光伏电池板(4)相连，其特征在于，包括：零磁通直流电流传感器(1)、信号处理模块(2)、信号转换与传输模块(3)，所述零磁通直流电流传感器(1)的输入端与光伏电池板(4)的电流输出端相连，所述零磁通直流电流传感器(1)的输出端与信号处理模块(2)的输入端相连以用于对电流信号进行处理，所述信号处理模块(2)的输出端与信号转换与传输模块(3)相连以用于将处理后的电流信号转换成数字信号，所述信号转换与传输模块(3)的输出端用于输出数字电流信号。


2.根据权利要求1所述的光伏直流电信号测量装置，其特征在于：所述零磁通直流电流传感器(1)通过汇流箱(5)采集光伏电池板(4)的直流信号。


3.根据权利要求1所述的光伏直流电信号测量装置，其特征在于：所述零磁通直流电流传感器(1)采用双磁芯结构。


4.根据权利要求1所述的光伏直流电信号测量装置，其特征在于：所述零磁通直流电流传感器(1)的输入端为电流接线柱。


5.根据权利要求1所述的光伏直流电信号测量装置，其特征在于：所述信号处理模块(2)包括带通滤波器(21)、仪用放大器(22)、移相器(23)、相敏检波器(24)和低通滤波器(25)；所述带通滤波器(21)的输入端与零磁通直流电流传感器(1)的输出端相连以用于接收传感器信号，所述带通滤波器(21)、仪用放大器(22)、移...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭延峰，李泽沛，何宽芳，刘燕飞，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43