光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，包括：三相电能测量电路模块、与所述三相电能测量电路模块相连的控制模块；所述三相电能测量电路模块包括：适于分别测量各相电压、电流参数的电能检测芯片，以及各相电流、电压采集电路；所述各相电流、电压采集电路的输出端分别与相应相的电能检测芯片的电流、电压输入端相连，各相电能检测芯片分别将相应相线的测量参数输入至控制模块；所述控制模块与一显示模块相连，以显示所述测量参数；本实用新型的电能监测仪充分考虑了数据采集的实时性、精确性、效率性，实现了对三相电进行同时测量，并使数据采集分析的直观化、自动化和网络化。
【专利说明】光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪。
【背景技术】
[0002]在光伏发电系统中，光伏组件发出的直流电，最终要经过逆变等处理变为单相或三相交流电，因此，需对此单相或三相交流电进行准确、完整的电力参数在线监测和分析，从而为光伏发电的电能质量分析提供有效依据。目前，现有产品都是将三相交流电压和交流电流通过一定的降压、采样处理电路变成低压信号，再经过模数处理，利用智能芯片完成电力参数的检测、计算。长时间使用往往带来零点偏移和增益偏移的问题，无法在线校准。而且一般无法直观的实时查看当前检测的电力参数，必须采用相应的计算机软件来实时读取数据进行监测和分析。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，以解决三相交流电在线测量的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，包括:三相电能测量电路模块、与所述三相电能测量电路模块相连的控制模块；所述三相电能测量电路模块包括:适于分别测量各相电压、电流参数的电能检测芯片，以及各相电流、电压采集电路；所述各相电流、电压采集电路的输出端分别与相应相的电能检测芯片的电流、电压输入端相连，各相电能检测芯片分别将相应相线的测量参数输入至控制模块；所述控制模块与一显示模块相连，以显示所述测量参数。
[0005]优选的，为了实现对各电能检测芯片进行选择控制，所述控制模块的片选端分别与各电能检测芯片的片选控制端相连。
[0006]优选的，为了避免长时间使用带来的零点偏移和增益偏移的问题，所述各电能检测芯片的相应电流、电压输入端还适于连接接地开关，即当接地开关闭合时，所述控制模块进行数值校正。
[0007]优选的，为了实现远程控制，以读取本监测仪的检测数据，所述控制模块还与RS485通讯模块和/或GPRS无线模块相连。
[0008]可选的，为了进一步实现指令输入，所述显示模块采用触摸屏，以实现对所述控制模块的指令输入；或所述控制模块与一键盘相连，以实现对所述控制模块的指令输入。
[0009]优选的，为了满足整个监测仪中各芯片的供电需要，所述光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪还包括一多路输出的稳压电源，该稳压电源包括:整流滤波模块、与该整流滤波模块的输出端依次与12V稳压模块、5V稳压模块、3.3V稳压模块相连，以适于同时输出5V、3.3V直流电压。
[0010]本实用新型的有益效果是，本实用新型的电能监测仪充分考虑了数据采集的实时性、精确性、效率性，实现了对三相电进行同时测量，并使数据采集分析的直观化、自动化和网络化。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0012]图1示出了光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪的原理框图；
[0013]图2示出了一相电能监测专用芯片CS5463与接地开关相连的电路图；
[0014]图3示出了稳压电源的原理框图。
【具体实施方式】
[0015]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0016]图1示出了光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪的原理框图。
[0017]如图1所示，一种光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，包括:三相电能测量电路模块、与所述三相电能测量电路模块相连的控制模块。
[0018]所述三相电能测量电路模块包括:
[0019]适于分别测量各相电压、电流参数的电能检测芯片，以及各相电流、电压采集电路；所述各相电流、电压采集电路的输出端分别与相应相的电能检测芯片的电流、电压输入端相连，各相电能检测芯片分别将相应相线的测量参数输入至控制模块；所述控制模块与一显示模块相连，以显示所述测量参数。
[0020]其中，所述测量参数包括但不限于瞬时电压、电流、频率、瞬时功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数和计算电流有效值IRMS、电压有效值VRMS。
[0021]所述控制模块可以采用但不限于单片机、嵌入式芯片、DSP芯片等，例如DSP芯片TMS320F28035，该DSP芯片TMS320F28035，具有强大的数据计算能力，包含高速SPI通信模块，特有的控制逻辑加速器CLA模块、通用1 口。具体的，所述DSP芯片TMS320F28035通过SPI通信，每隔1ms实现对3片电能监测芯片CS5463检测的电力参数数据的读取。
[0022]所述相电流采集电路、电压采集电路适于对相电压经过降压滤波处理，被测交流电流经过电阻取样处理成低电压信号，处理后的电压送入CS5463进行测量。
[0023]所述电能检测芯片例如但不限于采用电能监测专用芯片CS5463，具体的，所述电流、电压输入端分别对应电能监测专用芯片CS5463的VIN +脚、VIN-脚，IIN +脚、IIN-脚。
[0024]本技术方案中，所述DSP芯片与电能监测专用芯片CS5463相连的软件设计的技术方案在论文文献:2007年湖南大学，作者甘建平的硕士论文“基于CS5463的多功能电子式电能表的研究与设计”已被公开，这里不再赘述。
[0025]图2示出了一相电能监测专用芯片CS5463与接地开关相连的电路图。
[0026]具体的，如图2所示，所述各电能检测芯片的相应电流、电压输入端还适于连接接地开关K，即当接地开关K闭合时，所述控制模块进行数值校正，以避免长时间使用带来的零点偏移和增益偏移的问题，可以进行现场零点偏移和增益偏移校准操作。校准仪表操作步骤:断开外部电压电流，校准按钮接通，目的是使所有被测电压和电流端口接地，进行校准操作。
[0027]所述控制模块的片选端分别与各电能检测芯片的片选控制端相连。
[0028]所述控制模块还与RS485通讯模块和/或GPRS无线模块相连，以实现远程、无线控制和数据传输，以及与上位机进行数据通讯。
[0029]所述显示模块采用触摸屏，以实现对所述控制模块的指令输入。或所述控制模块与一键盘相连，以实现对所述控制模块的指令输入，具体的，显示模块块可以采用128*64点阵式液晶显示器，可以选择显示的监测的电力参数内容，根据监测量程设置电压、电流、功率测量比例系数；设置单/三相测量类型。
[0030]所述控制模块通过芯片74LS164与显示模块相连。
[0031]图3示出了稳压电源的原理框图。
[0032]如图3所示，所述光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪还包括一多路输出的稳压电源，该稳压电源包括:整流滤波模块、与该整流滤波模块的输出端依次与12V稳压模块、5V稳压模块、3.3V稳压模块相连，以适于同时输出5V、3.3V直流电压，以满足整个监测仪中各芯片的供电需要。
[0033]其中，所述12V稳压模块可以采用但不限于7812三端稳压管，所述5V稳压模块可以采用但不限于7805三端稳压管，所述3.3V稳压模块可以采用但不限于AS1117-33。
[0034]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，其特征在于，包括:三相电能测量电路模块、与所述三相电能测量电路模块相连的控制模块； 所述三相电能测量电路模块包括: 适于分别测量各相电压、电流参数的电能检测芯片，以及各相电流、电压采集电路；所述各相电流、电压采集电路的输出端分别与相应相的电能检测芯片的电流、电压输入端相连，各相电能检测芯片分别将相应相线的测量参数输入至控制模块； 所述控制模块与一显示模块相连，以显示所述测量参数。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，其特征在于，所述控制模块的片选端分别与各电能检测芯片的片选控制端相连。
3.根据权利要求2所述的光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，其特征在于，所述各电能检测芯片的相应电流、电压输入端还适于连接接地开关，即当接地开关闭合时，所述控制模块进行数值校正。
4.根据权利要求3所述的光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，其特征在于，所述控制模块还与RS485通讯模块和/或GPRS无线模块相连。
5.根据权利要求4所述的光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，其特征在于，所述显示模块采用触摸屏，以实现对所述控制模块的指令输入；或 所述控制模块与一键盘相连，以实现对所述控制模块的指令输入。
6.根据权利要求5所述的光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪，其特征在于，所述光伏发电系统交流侧电力参数在线监测仪还包括一多路输出的稳压电源，该稳压电源包括:整流滤波模块、与该整流滤波模块的输出端依次与12V稳压模块、5V稳压模块、3.3V稳压模块相连，以适于同时输出5V、3.3V直流电压。
【文档编号】G01R31/00GK204101662SQ201420581295
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】史中权, 丁坤, 王祥 申请人:河海大学常州校区