专利名称：太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于数据通信设备技术领域，涉及一种载波电流环通信装置，具体涉及一种太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置。
背景技术：
太阳能光伏发电技术是利用光生伏 打效应原理制成的太阳能电池并将太阳能转化为电能的发电技术，该技术具有不消耗化石燃料，电能就地产生不需长距离输送、无环境污染、可靠性高、寿命长、安全性能好、适合分散供电、扩充能量方便、与其他电源系统兼容和储能比较方便等优点。因此，光伏产业是20世纪80年代以来世界上增长最快的高新技术产业之一。目前，世界上许多国家特别是发达国家将光伏发电摆在可再生能源开发的首位，纷纷制定计划，采取措施，增加投入以推动其发展。随着世界能源危机的到来，太阳能光伏发电技术的应用越来越广泛，但太阳能光伏电站毕竟是一个个分散的发电系统，它的建设不仅需要相关理论的指导设计和设备配套，在完成电站建设的同时，要将这些分散式的能源系统进行集中调度管理以达到有效使用的目的，太阳能光伏电站系统运行状态的实时监控就显得越来越重要。光伏电站的监控技术已经成为光伏发电技术推广应用关键技术之一。国外90年代对监测系统的研究比较多，也基本上形成了比较成熟的思路。目前关于光伏组件阵列监测的通信方式传统上以485传输为主，但利用485传输的方式需要单独的外接信号传输线，当一个光伏电站有成百上千个光伏板时候，不利于系统的布线，另外，传统设备与设备之间如果采用点对点单线共地连接、电平驱动的方式来进行串行通讯，信号在传输过程中易受到干扰导致传输信号发生畸变或失真，并且因设备间的地线电位差导致地环路电流对电路形成差模干扰电压。电平驱动方式进行的串行数据传输抗干扰能力差、信号传输衰减大。电流环通信是利用电流通信，电流环通讯方式定义有两种一种是模拟方式4 20mA，20mA代表逻辑0，4mA以下代表逻辑1，其抗干扰性能好，工业上常用；另一种是开关量，仅用有无电流来传输数字信号。电流环串行通信的最大的优点是低阻抗传输线对电气噪声不敏感，抗干扰性能较好。
发明内容本实用新型的目的是提供一种太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置，具有布线简单、抗干扰能力强及通信准确可靠的优点。本实用新型所采用的技术方案是，太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置，包括有多条并联的电路，每条电路上设置有多个下位机数据终端单元，下位机数据终端单元包括有通过导线串联连的LC开关电路与太阳能光伏电池板，LC开关电路还通过导线与下位机数据终端并联，每条电路上第一个下位机数据终端单元中的LC开关电路通过导线与汇流排的一端连接，每条电路上最后一个下位机数据终端单元中的LC开关电路通过导线与汇流排的另一端连接，汇流排的两端通过导线相连通，导线上还设置有电容a以及LC开关电路，汇流箱数据终端与LC开关电路通过导线并联。本实用新型的特点还在于，LC开关电路包括有带有开关的电容、电感，带有开关的电容和电感通过导线并联。本实用新型的有益效果在于，相较于传统的RS-485通信方式，系统需要单独两条信号线进行数据的传输，这无疑增加了设备的投资，另外也令系统布线比较繁琐；而本实用新型使用太阳能光伏电池板的电源引线进行载波电流环的通信就避免了布线的繁琐，同时该装置引入了 LC开关电路，利用电感对交流信号阻抗无穷大，电容对直流信号阻抗无穷大和LC开关电路发生震荡时对特定的频率信号阻抗无穷大的原理设计了 LC开关电路，能够增加信号的准确度，减少了误码率，增强了通信的可靠性。
图I是本实用新型太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置的结构示意图；图2是本实用新型太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置中下位机数据终端与汇流箱数据终端的结构图。图中，I.太阳能光伏电池板，2. LC开关电路，3.下位机数据终端，4.汇流箱数据终端，5.汇流排；6.电容a，7.开关，8.电容，9.电感，10.下位机数据终端装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置，其结构如图I所示，包括有多条并联的电路，每条电路上设置有多个下位机数据终端单元10，下位机数据终端单元10包括有通过导线串联连的LC开关电路2与太阳能光伏电池板1，LC开关电路2还通过导线与下位机数据终端3并联，每条电路上第一个下位机数据终端单元10中的LC开关电路2通过导线与汇流排5的一端连接，每条电路上最后一个下位机数据终端单元10中的LC开关电路2通过导线与汇流排5的另一端连接，汇流排5的两端通过导线相连通，导线上还设置有电容a6以及LC开关电路2，汇流箱数据终端4与LC开关电路2通过导线并联。如图2所示，开关电路2包括有带有开关7的电容8、电感9，带有开关7的电容8和电感9通过导线并联。如图I所示，当太阳光照射太阳能光伏电池板I时，产生的直流电流会流向汇流排5，然后供负载使用，汇流排5的两个汇流排之间连接一个电容a6，当在回路中的任意数据终端耦合高频载波流信号时，电容a6可以使整个系统构成一个交流环路；当汇流箱数据终端4向下位机数据终端3发送抄收命令时，将控制与汇流箱终端4并联的LC开关电路2，使之发生谐振；同时汇流箱数据终端4调制载波信号耦合到直流通路中完成数据的发送，当汇流箱数据终端4完成数据发送后，将使LC开关电路2中的电容8断开，成为单电感电路；下位机数据终端3接收数据时，会检测单电感电路两端的载波信号，下位机数据终端3发送数据时其过程同汇流箱数据终端4发送数据相同。总之，当数据终端发送数据时，将数据终端控制的LC开关电路2设置为LC谐振电路，而当数据终端接收数据时，将LC开关电路2设置为电感电路。如图2所示，此图具体分析两个数据终端进行数据通信的具体过程，当整个系统没有数据通信时，LC开关电路2内的开关7全部处于断开状态，此时LC开关电路2只是一个单电感电路，阻抗值很小，当整个回路耦合一个高频载波信号时，载波信号可以在整个环路中流通。数据终端可以检测电感9两端的载波信号就可以是实现数据的接收。数据发送时，由汇流箱数据终端4或下位机数据终端3控制对应的开关7的导通，将高频载波信号耦合到光伏直流通道实现数据的发送。开关7导通时，LC开关电路2发生谐振，阻抗很大，交流信号无法通过，对载波信号而言此时的LC开关电路2相当开路，如果此时的开关7处于断开状态，那么当汇流箱数据终端4或下位机数据终端3发出载波信号时，有很大一部分载波信号会损耗在汇流箱数据终端4或下位机数据终端3对应的电感上，很小的一部分载波信号流向其他数据终端，以至于其他数据终端检测单电感两侧载波信号不准确，采用这种 LC开关电路2不仅增强数据终端发送数据的效率，而且提高系统通信的可靠性。
权利要求1.太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置，包括有多条并联的电路，其特征在于，所述每条电路上设置有多个下位机数据终端单元(10)，所述下位机数据终端单元(10)包括有通过导线串联连的LC开关电路(2)与太阳能光伏电池板(1)，所述LC开关电路(2)还通过导线与所述下位机数据终端(3)并联，所述每条电路上第一个下位机数据终端单元(10)中的LC开关电路(2)通过导线与汇流排(5)的一端连接，所述每条电路上最后一个下位机数据终端单元(10)中的LC开关电路(2)通过导线与所述汇流排(5)的另一端连接，所述汇流排(5)的两端通过导线相连通，所述导线上还设置有电容a (6)以及LC开关电路(2)，汇流箱数据终端(4)与所述LC开关电路(2)通过导线并联。
2.根据权利要求I所述的太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置，所述的LC开关电路(2)包括有带有开关(7)的电容(8)、电感(9)，所述的带有开关(7)的电容(8)和电感(9)通过导线并联。
专利摘要本实用新型公开的太阳能光伏组件阵列工况监测系统的载波电流环通信装置，包括有多条并联的电路，每条电路上设置有多个下位机数据终端单元，下位机数据终端单元包括有通过导线串联连的LC开关电路与太阳能光伏电池板，LC开关电路还通过导线与下位机数据终端并联，每条电路上第一个下位机数据终端单元中的LC开关电路通过导线与汇流排的一端连接，每条电路上最后一个下位机数据终端单元中的LC开关电路通过导线与汇流排的另一端连接，汇流排的两端通过导线相连通，导线上还设置有电容a以及LC开关电路，汇流箱数据终端与LC开关电路通过导线并联。不仅增强数据终端发送数据的效率，而且提高系统通信的可靠性。
文档编号H04B3/00GK202772881SQ20122048259
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者沙涛, 王方 申请人:沙涛