一种光伏板故障监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏板故障监控系统。


背景技术：

2.为解决日益严峻的能源短缺和环境问题，并网光伏发电技术得到迅速发展。光伏系统设有移动部件，维护成本较低，但它们长时间暴露在复杂的户外环境下，经受各种恶劣环境因素的影响，会导致各种各样的故障。这些故障不仅会造成功率损失，影响发电效率，还会缩短组件的使用寿命，严重时局部的过热甚至会引发火灾，给光伏电站带来不可估量的损失。传统光伏系统的日常维护主要依靠人工定期检查故障，费时费力，人工成本昂贵。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种光伏板故障监控系统，能够自动快速准确地确定故障位置。
4.本实用新型实施例提供一种光伏板故障监控系统，包括若干个熔断式隔离开关、若干个防逆二极管、若干个霍尔开环电流传感器、两个断路器、控制模块、通信模块、供电模块及终端，所述熔断式隔离开关、所述防逆二极管及所述霍尔开环电流传感器依次串联连接，所述熔断式隔离开关的另一端连接光伏组件，所述若干个霍尔开环电流传感器的另一端分别通过两条汇流母线连接所述两个断路器的一端，所述断路器的另一端连接逆变器，所述控制模块连接所述霍尔开环电流传感器及所述供电模块，所述控制模块通过所述通信模块连接所述终端。
5.可选地，所述系统还包括防雷器，所述防雷器的一端连接所述断路器，所述防雷器的另一端接地。
6.可选地，所述通信模块包括无线模块或蓝牙模块中的任一种。
7.可选地，所述系统还包括存储模块，所述存储模块通过所述通信模块连接所述控制模块。
8.可选地，所述终端包括云平台、手持终端或佩戴终端中的任一种或多种。
9.可选地，所述系统还包括摄像机，所述摄像机连接所述控制模块。
10.可选地，所述系统还包括机器人，所述机器人连接所述控制模块。
11.实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型实施例通过串联连接的熔断式隔离开关、防逆二极管及断路器，实现对光伏板和线路的保护；通过霍尔开环电流传感器测量各光伏板支路的电流，并通过控制模块根据各光伏板支路的电流确定电流离散率及故障位置，从而自动快速准确地确定故障位置。
附图说明
12.图1是本实用新型实施例提供的一种光伏板故障监控系统的结构示意图。
具体实施方式
13.下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
14.如图1所示，本实用新型实施例提供一种光伏板故障监控系统，包括若干个熔断式隔离开关、若干个防逆二极管、若干个霍尔开环电流传感器、两个断路器、控制模块、通信模块、供电模块及终端，所述熔断式隔离开关、所述防逆二极管及所述霍尔开环电流传感器依次串联连接，所述熔断式隔离开关的另一端连接光伏组件，所述若干个霍尔开环电流传感器的另一端分别通过两条汇流母线连接所述两个断路器的一端，所述断路器的另一端连接逆变器，所述控制模块连接所述霍尔开环电流传感器及所述供电模块，所述控制模块通过所述通信模块连接所述终端。
15.需要说明的是，图1中的#1、#2、#3、#4、#5及#6为光伏直流正极端，图1中的#7、#8、 #9、#10、#11及#12为光伏直流负极端。光伏直流正极端和光伏直流负极端的数量相同；每个光伏直流正极端或光伏直流负极端经过熔断式隔离开关、防逆二极管及霍尔开环电流传感器后，光伏直流正极端经过汇流母线与其中一个断路器连接，光伏直流负极端经过汇流母线与另一个断路器连接。断路器另一端连接逆变器及电网。
16.本领域技术人员可以理解的是，熔断式隔离开关是将传统熔断器、隔离器和开关结合为一体的熔断器组合器，不仅可以带负荷操作，而且限流特性明显，选择特性好，可以实现线路的最佳保护。
17.需要说明的是，防反二极管主要是防止逆流的发生，起到保护光伏板的作用。
18.本领域技术人员可以理解的是，霍尔开环电流传感器用于光伏组串电流检测，其优点在于：响应时间快、精度高、体积小、抗干扰能力强、过载能力强；
19.需要说明的是，断路器是光伏板的输出控制器件，主要用于线路的分/合闸，保护线路的安全。
20.上述光伏板故障监控系统的工作原理如下：光伏组件产生的电能经过熔断式隔离开关、防逆二极管、霍尔开环电流传感器及断路器后与逆变器连接，其中，霍尔开环电流传感器采集的电流发送给控制模块，控制模块根据接受的电流及预设的计算公式计算光伏组串的电流离散率，并根据离散率阈值确定电流异常值及故障位置，并将电流异常值及故障位置发送给终端，在终端进行显示，同时可以通过终端对控制模块发送控制指令，如下发开合闸指令等。
21.需要说明的是，霍尔开环电流传感器采集的电流发送给控制模块，控制模块根据电流值及现有计算方法计算光伏组串的电流离散率，并根据离散率阈值确定电流异常值，从而确定故障位置。
22.光伏组串电流离散率通常是指光伏电站某一汇流箱或逆变器下组串电流的离散率。离散率数值越小，则表明汇流箱或逆变器下光伏组串之间电流差异小，电流曲线集中，光伏组串性能良好，发电情况越稳定。离散率数值大，则表明汇流箱或逆变器下光伏组串之间电流差异大，电流曲线分散，存在光伏组串异常或故障等问题。
23.汇流箱或逆变器组串电流离散率计算公式为：
24.cv
组串电流j
＝σ/μ
25.式中，cv
组串电流j
为j时刻某汇流箱或逆变器下光伏组串电流离散率；j为某汇流箱或逆变器组串电流的采集时刻点；μ为j时刻某汇流箱或逆变器下组串电流平均值，计算公式
为：
[0026][0027]
σ为j时刻某汇流箱或逆变器下组串电流标准差，计算公式为：
[0028][0029]
式中，xi为j时刻某汇流箱或逆变器下第i组串支路的电流，n为某汇流箱或逆变器下光伏组串总数量。
[0030]
光伏组串全天平均电流离散率为某汇流箱或逆变器下光伏组串电流每个时刻离散率的加权平均值。逆变器/汇流箱组串电流离散率取值范围可分为4个等级：
[0031]
1)、若汇流箱或逆变器组串电流离散率取值在(0.5％)以内，说明汇流箱或逆变器所带支路电流运行稳定。
[0032]
2)、若汇流箱或逆变器的组串电流离散率取值在(5％，10％)以内，说明汇流箱或逆变器所带支路电流运行情况良好。
[0033]
3)、若汇流箱或逆变器的组串电流离散率取值在(10％，20％)以内，说明汇流箱或逆变器所带支路电流运行情况有待提高。
[0034]
4)、若汇流箱或逆变器的组串电流离散率超过20％，说明汇流箱或逆变器的支路电流运行情况较差，所带组串存在故障，必须进行整改。
[0035]
可选地，所述系统还包括防雷器，所述防雷器的一端连接所述断路器，所述防雷器的另一端接地。
[0036]
本领域技术人员可以理解的是，由于上述系统中熔断式隔离开关、防逆二极管、及霍尔开环电流传感器均安装在室外环境，所以需要考虑雷击保护。一但发生雷击，防雷器中浪涌保护器会迅速将过大的电能泄放掉，保证电能的稳定输出，保护不受雷击损害。
[0037]
可选地，所述通信模块包括无线模块或蓝牙模块中的任一种。
[0038]
需要说明的是，通信模块选择无线模块或蓝牙模块技术成熟、容易实现且效果好。
[0039]
可选地，所述系统还包括存储模块，所述存储模块通过所述通信模块连接所述控制模块。
[0040]
可选地，所述终端包括云平台、手持终端或佩戴终端中的任一种或多种。
[0041]
需要说明的是，云平台可实现数据共享，手持终端包括手机、平板电脑或笔记本电脑等，佩戴终端包括智能手表等。
[0042]
本领域技术人员可以理解的是，接入伏光云大数据管理系统，对清洁历史进行数据采集，存储和分析，建立起光伏板健康数据库，实现光伏电站的智能运、远程管理、降低运维管理成本。
[0043]
可选地，所述系统还包括摄像机，所述摄像机连接所述控制模块。
[0044]
当根据控制模块确定故障位置后，可以辅助摄像机对故障位置进行进一步的确认，使得到的故障位置更准确。
[0045]
可选地，所述系统还包括机器人，所述机器人连接所述控制模块。
[0046]
当故障位置确定后，可以通过机器人对光伏系统进行清洁或维修工作，减少人工
成本。
[0047]
实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型实施例通过串联连接的熔断式隔离开关、防逆二极管及断路器，实现对光伏板和线路的保护；通过霍尔开环电流传感器测量各光伏板支路的电流，并通过控制模块根据各光伏板支路的电流确定电流离散率及故障位置，从而自动快速准确地确定故障位置。
[0048]
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。