[发明专利]光伏发电系统特性数据采集装置及方法

权利要求书

1.一种光伏发电系统特性数据采集装置，包括光伏电池板、切换开关、蓄电池、上位机、驱动电路，其特征在于，还包括：数据采集模块、充电电路、能量泄放电路、IV曲线扫描电路、主控制芯片、GPRS模块、SD卡存储设备；数据采集模块包括传感器、信号调理电路、AD采样电路；其中，光伏电池板一端通过数据采集模块与主控制芯片连接，另一端依次连接切换开关、充电电路、蓄电池、能量泄放电路；切换开关与IV曲线扫描电路连接；主控制芯片通过驱动电路与切换开关、充电电路、能量泄放电路连接，并且所述主控制芯片还与数据采集模块、SD卡存储设备连接；主控制芯片、GPRS模块、驱动电路、传感器、信号调理电路及AD采样电路都由蓄电池供电；

数据采集模块：用于采集光照强度和温度；

充电电路：用于在光照强度足够时，从被测的光伏电池板取电，并向蓄电池充电；

能量泄放电路：用于蓄电池充满后，消耗掉多余的电能；能量泄放电路由主控制芯片控制，当电池能量高于预设的阈值时启动；

IV曲线扫描电路：光伏电池伏安特性扫描电路间歇式工作，扫描时，充电电路和能量泄放电路构成的主电路停止工作；

GPRS模块与SD卡存储设备：主控制芯片定时发送数据给GPRS模块，通过GPRS模块将采集到的光伏电池板数据无线传输给上位机，并且同时向SD卡存储数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是所述数据采集模块中，光照强度用三种方式采集：直接辐射传感器、散射辐射传感器、参考电池板；温度信息在三处采集：大气环境、参考电池板、被测的光伏电池板。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是，所述IV曲线扫描电路，每隔10s切换至扫描电路，进行100ms快速扫描，然后切换回主电路等待下次扫描。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是，所述能量泄放电路预设的阈值是27V。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征是所述充电电路由主控制芯片控制，执行最大功率点跟踪技术，使光伏电池板工作在最大功率点处；最大功率点跟踪技术采用干扰观察法，并以伏安特性扫描结果为参考。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是所述主控制芯片每隔10s或20s发送数据给GPRS模块。

7.一种光伏发电系统特性数据采集方法，其特征是，使用如权利要求1所述的光伏发电系统特性数据采集装置，并且所述光伏发电系统特性数据采集方法包括如下步骤：

步骤一：采集光照强度和温度；

步骤二：当光照强度足够时，充电电路工作，从被测电池板取电，向蓄电池充电；当蓄电池充满时，多余的电能通过能量泄放电路消耗掉；能量泄放电路由主控制芯片控制，当电池能量高于27V的阈值时启动，将多余的能量泄放；

步骤三：充电电路由主控制芯片控制，执行最大功率点跟踪技术，使被测电池板工作在最大功率点处；最大功率点跟踪技术采用干扰观察法，并以伏安特性扫描结果为参考；

步骤四：光伏电池伏安特性扫描电路间歇式工作，每隔10s切换至扫描电路，进行100ms快速扫描，然后切换回主电路等待下次扫描；扫描时，充电电路和能量泄放电路构成的主电路停止工作；

步骤五：设置GPRS通讯模块和大容量的SD卡存储设备，每隔10s或20s，由主控制芯片定时发送数据给GPRS模块，通过GPRS模块传输数据给上位机，并且同时向SD卡存储数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，步骤一中所述光照强度用三种方式采集：直接辐射传感器、散射辐射传感器、参考电池板；所述温度信息在三处采集：大气环境、参考电池板、被测的光伏电池板。