[实用新型]小型光伏系统数据采集测试仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光伏系统，具体地说是涉及一种用于对小型光伏发电系统进行检测的小型光伏系统数据采集测试仪。

背景技术

随着新能源事业的快速发展，太阳能发电的监测系统也已经相继产生，比如：“中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心研制”的“小型独立光伏实时数据采集监测系统”。

该系统是建于一个150W的独立光伏发电(PV)系统上的。上位机采用一台赛扬400的PC机，配备64M内存，15时彩色显示器，并行打印口，标准鼠标和键盘。前端数据采集采用传感器、调理板、通用端子板和A/D采集卡构成一套完整的监测系统。

该系统采集的参数有：水平面的太阳总辐照度、系统阵列表面的太阳辐照度、室外温度、光伏组件的温度、蓄电池温度、光伏阵列的输出电压、电流、蓄电池电压、电流、逆变器输入电压、电流、直流负载的输入电压、电流、逆变器输出电压、电流等。

在该系统中采集量为每分钟采集10次数据，求出平均值，保存每分钟的平均值；在采集过程中通过对不同的采集参数进行估值来设定出合适的阈值，从而能够判断出异常值，使其不参加平均值的计算，并且能够对此值及其发生的时刻单独存储。

该监测系统中所涉及的传感器有：电压传感器、电流传感器、智能传感器、温度传感器和调理板、辐照计等。

电压传感器用于采集光伏阵列的输出电压、蓄电池电压、逆变器输入电压、直流负载的输入电压。采用电磁调制型隔离原理，有效克服直流飘移，由于A/D采集板的输入电压要求为±5V，所以要求电压传感器的输出电压为0～5V，精度达到0.2级。

电流传感器用于采集光伏阵列的输出电流、蓄电池电流、逆变器输入电流、直流负载的输入电流，其原理与电压传感器一样，测量蓄电池电流时采用了可测双向电流的传感器，精度0.2级。

智能传感器用于采集逆变器的输出电压、电流、有效功率(电度)、无功功率(电度)、功率因数。传感器采用了高性能MCU，全隔离，精度高，其输出采用RS485总线，经RS485/RS232转换后即可与PC机进行数据通讯。

温度传感器和调理板用于采集室外、光伏组件和蓄电池的温度。采用Pt100热电阻器件。后端用电阻调理板得到0～5V的电压信号送入A/D采集卡。热电阻的测量采用三线恒流激励方式。

辐照计用于测量水平面的太阳总辐照度和光伏阵列表面的辐照度。由于辐照计的输出是一个mV级的弱电信号，在后端接一块小信号放大板，使输出0～5V的电压信号后送入A/D采集卡。A/D采集卡适用于具有ISA总线的PC机，模入通道为32单端。

微机部分

从传感器采集得到的信息量将全部送至该部分进行数据处理和显示。PC机以WINDOW2000为操作系统，进入监测系统程序后，在浏览各界面的同时，进行后台数据采集工作，在界面上按照事先设定的时间段可以观察到实时数据，数据的保存记录工作也按照设定同时进行，软件设计采用了力控组态软件。

该系统存在一些问题和缺点：

1)该监测系统是将传感器上采集到的信号通过调理板送给PC机，然后由PC机对信号进行显示、打印、存储等一系列操作。在一套监测系统中必须有配套的PC机、显示器、打印机及存储卡等，不能实现离线操作，而一般的小型独立光伏电源往往是使用于一些偏远的无电地区，在这些地方很难提供显示器、打印机等这些设备的电源，操作也比较复杂，并且不便于流动性的使用，这将大大影响了监测系统的使用范围，整个监测系统的成本也很高。

2)在该系统监测的15路参数中，其中蓄电池的电压、直流负载的电压和逆变器的输入电压通常都是相等的，即是蓄电池的电压，测量时，只测其中的一路即可。

3)在以上的参数测量中，没有测量监测系统和光伏系统自身的功耗、太阳电池的发电量、用户端的用电量以及光伏系统的效率等。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种可进行数据测试/采集、显示系统主要参数、现场时间设定、与计算机实现串行通讯、支持大容量在线存储、对某一时间的数据进行查询操作的小型光伏系统数据采集测试仪。