一种检测光伏电池组件特性参数的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏电池组件检测技术领域，尤其涉及一种检测光伏电池组件特性参数的装置。
【背景技术】
[0002]随着光伏太阳能发电技术日趋成熟，光伏电池组件开始在工业领域大量使用。目前，组件厂家均把如何提升光伏电池组件光电转换效率作为其研宄的重点，开发出多晶硅、单晶硅、薄膜等各种材料的光伏电池组件。另外，组件厂家也从组件的角度考量，就如何提高光伏电池组件可用性、可靠性以及如何进行组件匹配等方面进行了一些研宄。但是，这些研宄均是静态的，是针对出厂的每一光伏电池组件进行静态的测量，筛选组件特性相对一致的组件，标出特性等级，按照同一特性等级光伏电池组件组成组件方阵的原则进行组件匹配，减少失配因素，达到提升效率的目的。
[0003]不过，在实际的电站使用中，由于遮挡、意外损坏、PID现象以及长期工作损耗等因素均会导致光伏电池组件出现新的不一致现象，影响了整个电站的发电效率。目前光伏电站若想实现对光伏电池组件参数的测量，一方面需要请专业公司，携带专业的设备，并需将要检测的光伏电池组件离线下来进行测试，不仅工作量巨大，而且周期长，成本很高。目前较简便的方案是通过逆变器扫描来获取光伏电池组件参数。但现有逆变器输入端一般连接多组串光伏电池组件，得出的是总的特性曲线，每一组串光伏电池组件的特性很难获取。
【实用新型内容】
[0004]针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种在线检测光伏电池组件特性参数的装置，能够在线检测每一组串/块光伏电池组件特性参数，并且结构简单、成本低廉。
[0005]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种检测光伏电池组件特性参数的装置，包括N个光伏电池组件、N个电子分断器、一个具有N路输入的能量转换器及一个上位机，所述N个光伏电池组件、N个电子分断器与能量转换器的N路对应，光伏电池组件的输出端连接电子分断器输入端，电子分断器的输出端与能量转换器连接，能量转换器通过通讯电缆与上位机连接；其中，所述电子分断器采用绝缘栅双极型晶体管与继电器并联，绝缘栅双极型晶体管的栅极外接能量转换器，绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极与继电器并联后串联于光伏电池组件输出端至能量转换器之间的支路；所述能量转换器采用具有MPPT功能的智能汇流箱或逆变器。
[0007]特别地，所述N个光伏电池组件为采用N组串光伏电池组件或N块光伏电池组件任一种。
[0008]特别地，所述上位机采用PC机。
[0009]本实用新型提出的一种检测光伏电池组件特性参数的装置，该装置通过在每一组串/块光伏电池组件输出端至能量转换器之间的支路上设置一电子分断器，逐路将光伏电池组件接入能量转换器进行参数扫描，在线检测每一组串/块光伏电池组件特性参数，在原有光伏发电系统的基础上，仅增加少量硬件设备，即可获取每一组串/块光伏电池组件的运行情况，实现对电站所有光伏电池组件的全面监控，确保电站健康运行。同时，采用的电子分断器体积小、价格低，使该装置具有结构简单、成本低廉的特点。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型实施例提供的检测光伏电池组件特性参数的装置框图。
[0011]图2是本实用新型实施例提供的电子分断器原理框图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0013]如图1所示，图1是本实用新型实施例提供的检测光伏电池组件特性参数的装置框图。
[0014]该装置包括:N个光伏电池组件、N个电子分断器、一个具有N路输入的能量转换器及一个上位机。
[0015]N个光伏电池组件可以为N组串光伏电池组件，也可以为N块光伏电池组件，对应N个电子分断器，对应检测每一组串或者每一块光伏电池组件的特性参数。其中，第一光伏电池组件输出端连接第一电子分断器输入端，第二光伏电池组件输出端连接第二电子分断器输入端，以此类推，第N光伏电池组件输出端连接第N电子分断器输入端。
[0016]N个电子分断器对应能量转换器的N路，其中，第一电子分断器输出端连接能量转换器的第一路，第二电子分断器输出端连接能量转换器的第二路，以此类推，第N电子分断器输出端连接能量转换器的第N路。所述电子分断器采用继电器和全控可控半导体器件并联实现，具有主动分断直流电流的能力，可以根据控制接通、断开光伏电池组件和能量转换器之间的连接，将光伏电池组件接入能量转换器。如图2所示，图2是本实用新型实施例提供的电子分断器原理框图。所述电子分断器采用绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor, IGBT)T21与继电器K21并联，绝缘栅双极型晶体管T21的栅极外接能量转换器，绝缘栅双极型晶体管T21的集电极和发射极与继电器K21并联后串联于每一组串/块光伏电池组件输出端至能量转换器之间的支路。当需要接通电子分断器时，控制绝缘栅双极型晶体管T21断开，继电器K21闭合，光伏电池组件接入能量转换器。因继电器K21接触电阻很小，故几乎没有导通损耗；当需要断开电子分断器时，因继电器所能承载的直流分断电压值远远小于光伏电池组件输出的电压数值，仅通过继电器进行分断，将会产生“拉弧”现象，故能量转换器先发出指令控制绝缘栅双极型晶体管T21导通，再控制继电器K21断开。此时绝缘栅双极型晶体管T21处于导通状态，需要分断的故障电流从继电器K21转移到绝缘栅双极型晶体管T21，待继电器K21断开后，再断开绝缘栅双极型晶体管T21。继电器K21断开时两端无电压，因此可以可靠断开光伏电池组件与能量转换器之间的连接。同理，上述绝缘栅晶体管也可以采用MOSFET、功率三极管和其他全控半导体器件。
[0017]能量转换器具有N路输入，N的具体数值与所选能量转换器的型号有关。其中，能量转换器与电子分断器和上位机连接。所述能量转换器采用具有MPPT功能的智能汇流箱或逆变器，通过上位机或自身程序发送指令，控制电子分断器导通，逐路对每个光伏电池组件进行扫描，获取特性参数，并将获取的数据发送到上位机。
[0018]上位机采用PC机，用于向能量转换器发送控制命令和接收并显示能量转换器发送的扫描数据，并根据扫描数据判断光伏电池组件是否发生故障，检测到故障时报警提不O
[0019]该装置工作原理为:能量转换器或上位机定时、人工或者通过外部条件触发向能量转换器发送指令，控制第一光伏电池组件支路的第一电子分断器接通，其他电子分断器断开，只将第一光伏电池组件接入，能量转换器控制自身输出功率从最大功率点分别向电池组件短路电压侧和电池组件开路电压侧按照一定电压步长扫描，获取第一光伏电池组件的电压、电流、功率等特性参数的实时数据，从而生成第一光伏电池组件的特性参数曲线，该特性参数曲线包括但不限于1-U曲线、P-U曲线等电池组件的特性参数。能量转换器将获取的第一光伏电池组件的特性参数发送到上位机，之后，控制第一光伏电池组件支路的第一电子分断器断开，接入下一个待测光伏电池组件支路的电子分断器。同理，控制不同的电子分断器接通，可以获取每一个光伏电池组件的特性参数。上位机接收能量转换器输出的扫描数据并进行显示，进一步判断待测光伏电池组件是否发生故障，检测到故障时报警提示。其中，电压扫描步长、扫描速度需要根据现场光照条件、功率变换器的响应速度而定。
[0020]本实用新型的技术方案在每一组串/块光伏电池组件输出端至能量转换器之间的支路上设置一电子分断器，逐路将光伏电池组件接入能量转换器进行参数扫描，在线检测每一组串/块光伏电池组件特性参数，在原有光伏发电系统的基础上，仅增加少量硬件设备，即可获取每一组串/块光伏电池组件的运行情况，实现对电站所有光伏电池组件的全面监控，确保电站健康运行。同时，采用的电子分断器体积小、价格低，使该装置具有结构简单、成本低廉的特点。
[0021]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种检测光伏电池组件特性参数的装置，其特征在于，包括N个光伏电池组件、N个电子分断器、一个具有N路输入的能量转换器及一个上位机，所述N个光伏电池组件、N个电子分断器与能量转换器的N路 对应，光伏电池组件的输出端连接电子分断器输入端，电子分断器的输出端与能量转换器连接，能量转换器通过通讯电缆与上位机连接；其中，所述电子分断器采用绝缘栅双极型晶体管与继电器并联，绝缘栅双极型晶体管的栅极外接能量转换器，绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极与继电器并联后串联于光伏电池组件输出端至能量转换器之间的支路；所述能量转换器采用具有MPPT功能的智能汇流箱或逆变器。2.根据权利要求1所述的检测光伏电池组件特性参数的装置，其特征在于，所述N个光伏电池组件为N组串光伏电池组件或N块光伏电池组件。3.根据权利要求1所述的检测光伏电池组件特性参数的装置，其特征在于，所述上位机采用PC机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种检测光伏电池组件特性参数的装置，包括N个光伏电池组件、N个电子分断器、一个具有N路输入的能量转换器及一个上位机，所述N个光伏电池组件、N个电子分断器与能量转换器的N路一一对应，光伏电池组件的输出端连接电子分断器输入端，电子分断器的输出端连接能量转换器，能量转换器通过通讯电缆与上位机连接，所述电子分断器采用继电器和全控可控半导体器件并联实现。本实用新型能够在线检测每一组串/块光伏电池组件特性参数，在原有光伏发电系统的基础上，仅增加少量硬件设备，即可获取每一组串/块光伏电池组件的运行情况，实现对电站所有光伏电池组件的全面监控，确保电站健康运行，并且结构简单、成本低廉。
【IPC分类】H02S50/10
【公开号】CN204697003
【申请号】CN201520111025
【发明人】罗劼, 赵龙, 李建飞
【申请人】无锡上能新能源有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年2月15日