一种便携式自驱动光伏并网检测装置及方法与流程

本发明涉及一种检测装置，尤其是涉及一种便携式自驱动光伏并网检测装置及方法。
背景技术：
：在光伏并网检测项目中，有两项检测内容，直流电能质量检测与功率评估检测，传统检测方式是使用多台仪表进行检测且分步进行，由于光伏电站的特殊性，光伏发电随太阳光的波动而变化，这样分步测试导致数据结果偏差，同时，多台仪表进行检测时，通常需要现场有交流电，这在偏远的光伏电站现场来看，非常不容易实现。而且多台仪表携带及其不方便且价格昂贵。此外中国专利cn204287338u公开了一种新型风电、光伏并网检测综合试验装置，包括交流电网模拟装置、第一变压器、电抗器组合、第二变压器、光伏逆变器、风电变流器，所述交流电网模拟装置由整流器与逆变器组成。本实用新型不仅可以模拟电网的各种频率扰动、电压扰动、三相不平衡及谐波测试等，还可以模拟电网的各种电压跌落情况，实现电压的快速跌落和恢复，也可以很好的实现高电压穿越试验，同时避免做低电压穿越或者高电压穿越试验时无功功率输送到电网，从而减少了电网的影响。然而其不便于携带，测试不方便。技术实现要素：本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种便携式自驱动光伏并网检测装置及方法，不仅可以同时实现两项检测内容，且自驱动供电电路的设计，不需要现场必须配有交流电情况，同时方便携带及成本价格低廉。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种便携式自驱动光伏并网检测装置，包括：变阻调节电路；电压采样模块，通过变阻调节电路连接被检测线路，用于采样电压数据；电流采样电路，通过变阻调节电路连接被检测线路，用于采样电流数据；控制模块，分别与电压采样模块和电流采样电路连接，用于电压数据和电流处理进行处理；传感器模块，与控制模块连接，用于测量太阳光的辐射量数据。所述传感器模块包括依次连接的外部传感器、小信号电压放大电路、信号调理电路、第三模数转换电路，所述第三模数转换电路与控制模块连接。所述装置还包括用于利用检测线路进行自供电的自驱动模块，该自驱动模块包括相互连接的分流调节电路和低电压供电路，所述分流调节电路的输入端连接至被检测线路。所述电压采样模块包括依次连接的电压采集电路和第一模数转换电路，所述电压采集电路通过变阻调节电路连接被检测线路，所述第一模数转换电路与控制模块连接。所述电流采样电路包括依次连接的小信号电压采集电路、信号调理电路和第二模数转换电路，所述小信号电压采集电路通过变阻调节电路连接被检测线路，所述第二模数转换电路与控制模块。所述装置还包括用于装载sd卡的sd卡模块。所述装置还包括rs485通信模块。一种便携式自驱动光伏并网检测装置的方法，包括：步骤s1：上电后自检是否发生故障，若在自检通过后执行初始化；步骤s2：进行电能质量检测；步骤s3：进行功率效率检测。所述步骤s2具体包括：步骤s21：触发变阻调节电路工作启动；步骤s22：电压采样电路采集电压数据；步骤s23：小信号采样电路采集电流数据；步骤s24：控制模块根据采集的电压数据和电流数据处理得到电能质量检测结果。所述步骤s3具体包括：步骤s31：触发变阻调节电路工作启动；步骤s32：电压采样电路采集电压数据；步骤s33：小信号采样电路采集电流数据；步骤s34：采集太阳光的辐射量数据；步骤s35：控制模块根据采集的电压数据、电流数据和太阳光的辐射量数据处理得到功率效率检测结果。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1)通过连接外部传感器件量测太阳光的辐照量，并通过脉冲扰动处理电路来处理内部数模电路的同步性，同时脉冲信息携带外部环境参数辅助触发功能。2)从被测系统编取出一小部分电，供给整个检测系统用电需求，目前检测系统都需要220v的供电，而现场情况通常不具备这样的资源，而本身被检测样品是可以发电的，所以，在检测样品系统的同时，也从中取出微弱的电能供给自己的电量需求，从而实现了自动驱动的工作原理，不需要外部市电的需求，从而实现便携性。附图说明图1为本发明的结构示意图；其中：1、控制模块，2、变阻调节电路，3、被检测线路，4、电压采集电路，5、第一模数转换电路，6、第二脉冲处理电路，7、小信号电压采集，8、信号调理电路，9、第二模数转换电路，10、外部传感器，11、小信号电压放大电路，12、信号调理电路，13、第三模数转换电路，14、第一脉冲处理电路，15、分流调节电路，16、低电压供电路，17、sd卡模块，18、rs485通信模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。一种便携式自驱动光伏并网检测装置，如图1所示，包括：变阻调节电路2；电压采样模块，通过变阻调节电路2连接被检测线路3，用于采样电压数据；电流采样电路，通过变阻调节电路2连接被检测线路3，用于采样电流数据；控制模块1，即mcu，采用stm32处理器芯片，分别与电压采样模块和电流采样电路连接，用于电压数据和电流处理进行处理，负责与各模块进行通信，发送与接收指令，按程序逻辑协调各模块正常工作；传感器模块，与控制模块1连接，用于测量太阳光的辐射量数据。传感器模块包括依次连接的外部传感器10、小信号电压放大电路11、信号调理电路12、第三模数转换电路13，第三模数转换电路13与控制模块1连接，外部传感器10，经过小信号放大电路，信号调理电路12，模数转换电路，连入mcu，完成检测项目中外部信号的采集。装置还包括用于利用检测线路进行自供电的自驱动模块，该自驱动模块包括相互连接的分流调节电路15和低电压供电路16，分流调节电路15的输入端连接至被检测线路3，内部分流调节电路15，经过低电压供电电路，对被检测线路3进行分流，在低电压供电电路中完成内部电路的供电调理，供给整个装置用电需求。电压采样模块包括依次连接的电压采集电路4和第一模数转换电路5，电压采集电路4通过变阻调节电路2连接被检测线路3，第一模数转换电路5与控制模块1连接，被检测线路3经过变阻调节电路2，电压采集电路4及数模转换电路与外围电路，连入mcu，进行信号的采集与调理，完成被检测线路3电压数据的处理。电流采样电路包括依次连接的小信号电压采集7电路4、信号调理电路8和第二模数转换电路9，小信号电压采集7电路4通过变阻调节电路2连接被检测线路3，第二模数转换电路9与控制模块1，被检测线路3经过变阻调节电路2，电压采集电路4及数模转换电路与外围电路，连入mcu，进行信号的采集与调理，完成被检测线路3电压数据的处理。被检测电路经过变阻调节电路2，小信号电压采集7电路4，信号调理电路8及数模转换电路与外围电路，连入mcu，完成被检测线路3的电流数据处理。装置还包括用于装载sd卡的sd卡模块17，经过外部电路连入mcu,完成数据的存储需求。装置还包括rs485通信模块18，完成与上位机软件通信，对检测数据实时显示。由于系统测试项目要求，需要测试样品的瞬间电压与电流值，同时还需要连接外部传感器10件量测太阳光的辐照量，由于太阳光辐照量处于实时波动状态，这种波动状态会影响数据采集的同步性，所以，该测试必须满足外界阳光稳定条件且同步硬件触发，所以在传统测量方式上，两者由于采集的不同步性及外部测量环境不稳定性，造成了测量误差，本发明专利的硬件部分解决该问题，方式如下，通过脉冲扰动处理电路来处理内部数模电路的同步性，同时脉冲信息携带外部环境参数辅助触发功能。本申请使用的方法，包括：步骤s1：上电后自检是否发生故障，若在自检通过后执行初始化；步骤s2：进行电能质量检测，具体包括：步骤s21：触发变阻调节电路2工作启动；步骤s22：电压采样电路采集电压数据；步骤s23：小信号采样电路采集电流数据；步骤s24：控制模块1根据采集的电压数据和电流数据处理得到电能质量检测结果。步骤s3：进行功率效率检测，具体包括：步骤s31：触发变阻调节电路2工作启动；步骤s32：电压采样电路采集电压数据；步骤s33：小信号采样电路采集电流数据；步骤s34：采集太阳光的辐射量数据；步骤s35：控制模块1根据采集的电压数据、电流数据和太阳光的辐射量数据处理得到功率效率检测结果。测试中，首先通过内部软件算法处理，实时编译扰动脉冲编码，其中每一个编码信息都携带相关信息,部分编号如下01f80x20a6b0346897c8a01:代表外部传感器10脉冲解码电路地址f8：代表外部传感器10脉冲解码电路信息字节数ox：代表外部传感器10脉冲解码电路状态20a:携带外部测试环境的状态，两个脉冲解码电路与mcu实时进行信息交换与解码，当解码条件满足要求时，即代表系统满足测量条件，mcu同步触发数模转换电路及外围电路，达到同步测量的状态，优越脉冲扰动编码包含状态信息，所以，系统也满足环境测量稳定性的要求。本申请的便携性与自驱动相关，自驱动是指，从被测系统编取出一小部分电，供给整个检测系统用电需求，目前检测系统都需要220v的供电，而现场情况通常不具备这样的资源，而本身被检测样品是可以发电的，所以，在检测样品系统的同时，也从中取出微弱的电能供给自己的电量需求，从而实现了自动驱动的工作原理，不需要外部市电的需求。此外，数据算法处理的高效与及时性，底层软件的主要算法之一，用说于编译与解析脉冲扰动编码，实时处理与更新，一旦达到测试条件，mcu将触发相应功能的启动。高效是指有效的数据编码，如上面编码示意图，及时性是指高效的逻辑判断，如上面的软件流程图。对于上位机软件的开发：人机显示界面，使整个系统操作方便简洁，整体功能保护数据采集功能，数据可视化功能，数据存储功能等相关功能。当前第1页12