专利名称：光伏阵列故障诊断监控箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光伏发电系统中光伏阵列装置，尤其涉及一种用于对光伏阵列工作状态进行监测、数据采集和故障诊断的光伏阵列故障诊断监控箱。
背景技术：
目前，太阳能光伏汇流箱已经历了两代的发展。第一代光伏汇流箱可实现对若干并联的光伏串列进行汇流，并具备防雷功能。第二代光伏汇流箱在第一代的基础上，可以监控每一电池串列的电流和电压，还可以监测汇流箱内的温度和防雷装置的工作状态。上述功能的汇流箱的缺点是，不具备光伏阵列工作状态显示、红外感应开关或手动开关控制液晶屏电源通断、数据采集、故障诊断、故障报警、无线通信和远程监控功能。另外，由于汇流箱零散分布在电站各区域，汇流箱装置内的辅助供电布线比较困难。
发明内容本实用新型的目的是，针对目前汇流箱未实现光伏阵列状态显示、液晶屏电源通断控制、故障诊断及远程监控的功能，及辅助供电困难、RS485电缆传输布线复杂的问题，提供一种具备光伏阵列工作状态显示、红外感应开关和手动开关控制液晶屏电源通断(当有人进入红外感应范围内，红外感应开关接通，即液晶屏电源接通)、数据采集、故障诊断、故障报警、无线通信和远程监控功能，具有独立的电源模块、有多种供电选择的光伏阵列故障诊断监控箱。本实用新型通过如下技术方案予以实现。一种光伏阵列故障诊断监控箱，包括箱体、底板、正极接线端、正、负输出端、正极母排、负极母排、防反接模块、电流传感器模块、防雷装置、断路器，其特征在于，所述底板上还设置有无线通讯模块、电源模块、核心控制模块，所述核心控制模块中包括数据采集模块和温度传感器接口，所述箱体上设置有IXD液晶显示屏、红外感应开关和手动开关；各模块之间电路连接关系为光伏阵列每一串列的正极经过正极接线端后，连接一个防反接模块和电流传感器模块，从电流传感器模块流出来的电流汇流到正极母排，光伏阵列每一串列的负极汇流到负极母排，正极母排和负极母排之间连接断路器和防雷装置后连接至正、负输出端；电流传感器检测到的电流量、电压量和温度传感器接口接收到的温度值经核心控制模块中的数据采集模块转化为数字量，经核心控制模块进行处理，诊断光伏阵列的工作状态；通过LCD液晶显示屏显示光伏阵列工作状态，红外感应开关或手动开关控制LCD液晶屏电源的通断；最后通过与核心控制器相连的无线通讯模块，将光伏阵列工作状态经过无线网络发送到上位机，实现远程监控和进一步的数据分析，对光伏阵列是否发生故障进行更精确的诊断。所述箱体上设置有故障指示灯。本实用新型的有益效果是，可以防雷及检测防雷元件的有效性。可以采集光伏阵列电流、电压及太阳能电池板温度，根据采集的数据诊断光伏电池板是否发生故障并显示工作状态。可以通过红外开关或手动开关控制LCD液晶显示屏电源的通断，各个状态信息经过无线网络可传送到上位机，实现远程监控功能。提供了独立的电源模块，具有多种供电选择，简化了箱体构造。较RS485电缆通信，大大减少布线的复杂程度。配置无线传输模块，使各光伏阵列故障诊断监控箱具有上电自组网功能，构成无线网络传输系统，将采集的光伏阵列数据传送到上位机以实现远程监控和故障诊断。
图1是本实用新型的底板结构示意图；图2是本实用新型的箱盖正视图；图3是本实用新型实施例的底板结构示意图。附图标记如下1——箱体2——底板[0015]3——一正极接线端4——一正极母排[0016]5——一负极母排6——一防反接模块[0017]7——一电流传感器模块8——一防雷装置[0018]9——一断路器ΙΟ-一电源模块[0019]11-一无线通讯模块Ι 2-一核心控制模块(MCU/DSP/FPGA)[0020]13-一正、负输出端14——IXD液晶显不屏[0021]1 δ-一红外感应开关16-一故障指示灯[0022]17-一手动开关
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。光伏阵列故障诊断监控箱底板结构布局如图1所示。其中，防反接模块6可防止并联的电池阵列中形成环流；断路器9可在外围接线短路时保护光伏电池阵列；防雷装置8 可以防止雷击损坏箱体内部的元器件；电流传感器模块7可防止光伏阵列高电压造成人员伤害和设备损坏；核心控制模块(MCU/DSP/FPGA) 12中包括数据采集功能及其他外围控制； 无线通讯模块11的使用相比外接RS485电缆，大大减小了布线的复杂程度。图2为箱盖主视图，包括一个IXD液晶显示屏14、红外感应开关控制模块15、故障指示灯16、手动开关17。LCD液晶显示屏14用于显示采集出来的光伏阵列各串列电流量、 汇流后的电压量、温度值，辐照度等光伏阵列的工作状态，并由红外感应开关控制模块15 或手动开关17控制液晶屏的工作与否。故障指示灯16用于指示光伏阵列是否发生故障， 指示灯闪烁表示光伏阵列工作异常，即有故障发生，指示灯灭表示光伏阵列工作正常。图3为12个光伏电池串列的实施例。光伏阵列的12路电流正极连至正极接线端 3，负极连至负极母排5的前12个端子，引出两个负接线端-1和_2，正极接线端3流出来的电流经过12个防反接模块6汇流到正极母排4，引出两个正接线端+1和+2。+1端子流出的电流经过断路器9连接至正、负输出端13的正极，+2端子流出的电流经过防雷装置8 后连至负极母排上的-1，-2直接连接到正、负输出端13的负极。12个防反接模块6流出的电流经过12个电流传感器模块7进入核心控制模块(MCU/DSP/FPGA) 12中的数据采集模块。采集出来的12路数字量，经过核心控制模块(MCU/DSP/FPGA)12进行处理，在与其控制的LCD液晶显示屏14上显示光伏阵列工作状态并提示故障阵列。同时将这些数据发送到与之相连的无线通讯模块11中。无线通讯模块将检测到的电流值、电压值、温度值，通过无线网络发送到上位机，以实现远程实时监控和进一步的故障诊断。电源模块10有多种供电选择，可满足不同元件所需电源不同的要求。 当有人进入红外感应开关控制模块15的感应范围内，红外感应开关便接通，使 IXD液晶显示屏14正常工作，也可操作手动开关17，接通IXD液晶显示屏14电源。光伏阵列若有故障发生，会通过故障指示灯16进行报警显示，同时LCD液晶显示屏14上会反白提示故障阵列。
权利要求1.一种光伏阵列故障诊断监控箱，包括箱体、底板、正极接线端、正、负输出端、正极母排、负极母排、防反接模块、电流传感器模块、防雷装置、断路器，其特征在于，所述底板上还设置有无线通讯模块、电源模块、核心控制模块，所述核心控制模块中包括数据采集模块和温度传感器接口，所述箱体上设置有IXD液晶显示屏、红外感应开关和手动开关；各模块之间电路连接关系为光伏阵列每一串列的正极经过正极接线端后，连接一个防反接模块和电流传感器模块，从电流传感器模块流出来的电流汇流到正极母排，光伏阵列每一串列的负极汇流到负极母排，正极母排和负极母排之间连接断路器和防雷装置后连接至正、负输出端；电流传感器检测到的电流量、电压量和温度传感器接口接收到的温度值经核心控制模块中的数据采集模块转化为数字量，经核心控制模块进行处理，诊断光伏阵列的工作状态；通过LCD液晶显示屏显示光伏阵列工作状态，红外感应开关或手动开关控制LCD液晶屏电源的通断；最后通过与核心控制器相连的无线通讯模块，将光伏阵列工作状态经过无线网络发送到上位机，实现远程监控和进一步的数据分析，对光伏阵列是否发生故障进行更精确的诊断。
2.根据权利要求1的光伏阵列故障诊断监控箱，其特征在于，所述箱体上设置有故障指示灯。
专利摘要本实用新型公开了一种光伏阵列故障诊断监控箱，包括底板、防反接模块、电流传感器、防雷装置、断路器，底板上还设置有无线通讯模块、电源模块、核心控制模块，箱体上设置有LCD液晶显示屏、红外感应开关和手动开关。传感器将检测到的电流量、电压量和温度值经核心控制模块进行处理，诊断光伏阵列的工作状态，通过LCD液晶显示屏显示光伏阵列工作状态，红外感应开关和手动开关控制LCD液晶屏电源的通断，最后通过无线通讯模块，将光伏阵列工作状态发送到上位机，实现远程监控和进一步数据分析，对光伏阵列是否发生故障进行更精确的诊断。本实用新型还具有独立的电源模块、多种供电选择，简化了箱体构造；较RS485电缆通信，大大减少布线的复杂程度。
文档编号G01R31/26GK202119876SQ20112021934
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者刘艳莉, 孙颖, 徐勇, 程泽, 钟丹 申请人:天津大学