[发明专利]基于取样电阻的光伏汇流箱测控装置

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电汇流箱监控领域，特别是涉及一种基于取样电阻的光伏汇流箱测控装置。 

背景技术

光伏汇流箱是光伏发电站的前端设备，其作用在于对光伏方阵的分区现场监控并向远方后台软件实时监测整个光伏电池组件的工况提供数据支持。由于使用数量众多，光伏汇流箱对于光伏电站的投资占相当大份额。为了提升产品的市场竞争优势，各个汇流箱厂家都不遗余力的发掘该型产品的成本空间；对汇流箱测控装置成本压缩成为研究重点。 

目前主流的汇流箱测控装置采用穿心霍尔电流传感器，或者单芯片型霍尔电流传感器，如美国Allegro生产的ACS712以及Melexis的MLX91210等，前者成本最高，温度性能差，测量精度低，优点是具有良好的隔离性能，后者成本稍低(为前者的三分之一)，温度特性和精度优于前者，缺点是隔离性能稍差。测控单元所配置的电流传感器通常要占用三分之一的成本额度。而且很多产品并不支持现场参数的整定，一旦出现测量精度过大的偏差，就束手无策，必须更换测控装置才能正常运行，延长了维护周期并增加了运维成本。 

发明内容

基于此，有必要提供一种低成本、高精度的基于取样电阻的光伏汇流箱测控装置。 

一种基于取样电阻的光伏汇流箱测控装置，设置于正、负汇流排之间，包括彼此电气隔离的隔离采样部分和控制测量部分，其中， 

所述隔离采样部分以隔离电源供电，包括多个采样电阻、模拟电子开关、分压网络、第一线性光耦以及第二线性光耦，所述多个采样电阻分别串接在各个光伏组串中，所述模拟电子开关接收开关切换信号采集相应的所述采样电阻 上的压降，并通过所述第一线性光耦放大输出所在的光伏组串的电流信息； 

所述分压网络连接于所述正、负汇流排之间，将正、负汇流排之间的电压降压，并通过所述第二线性光耦输出电压信息； 

所述控制测量部分接收并根据所述电流信息和所述电压信息，向所述隔离测量部分输出所述开关切换信号。 

进一步地，所述隔离采样部分电路以所述正汇流排的电位作为参考点，所述模拟电子开关、第一线性光耦以及第二线性光耦的输入参考端与所述正汇流排的任一汇流排端口连接。 

进一步地，所述控制测量部份包括单片机、第一差分电路、第二差分电路、第一滤波电路、第二滤波电路以及光耦通道切换电路，其中： 

所述第一差分电路的输入端接所述第一线性光耦的输出端，接收所述电流信息，并将所述电流信息输出到所述第一滤波电路滤波后输入到所述单片机的电流采样通道； 

所述第二差分电路的输入端接所述第二线性光耦的输出端，接收所述电压信息，并将所述电压信息输出到所述第二滤波电路滤波后输入到所述单片机的电压采样通道； 

所述单片机通过输出所述开关切换信号实现对各个电流通道的轮询。 

进一步地，所述采样电阻为锰铜电阻。 

进一步地，所述模拟电子开关采用芯片74HC4051构成。 

进一步地，所述第一、第二线性光耦采用芯片ACPL-C79B，并使其工作在差分输入模式。 

进一步地，所述隔离电源采用分离器件组成的正激式隔离开关电源，提供一路+5V电源至所述模拟电子开关、第一线性光耦以及第二线性光耦的输入端。 

进一步地，所述隔离电源采用EE16高频变压器。 

进一步地，所述的电阻分压网络包括第一分压电阻、第二分压电阻，所述第一分压电阻的第一端接所述正汇流排和所述第二线性光耦的正输入端，所述第二分压电阻的第一端接所述第一分压电阻的第二端和所述第二线性光耦的负输入端，所述第二分压电阻的第二端接负汇流排。 

进一步地，还包括操作按键，所述控制测量部分还用于接收该操作按键输入的光伏组串通道的真实电流值并执行现场校正命令，可以对任何一条所述光伏组串进行采样调校。 

基于取样电阻的光伏汇流箱测控装置采用低廉的采样电阻电流测试方案可以有效的降低测控装置的成本；由此我们使用分流器作为测量光伏组串电流的采样电阻，配合高隔离性能的小功率隔离电源以及合理的电路参考点选取，通过对原来电路的简化，在不牺牲隔离性、可靠性、抗干扰性的前提下使测控装置的成本得到紧缩，比较传统的方案具有更好的稳定性、良好温度特性以及更高的采样精度。 

附图说明

图1是本发明实施例中光伏汇流箱测控装置的系统框图； 

图2是本发明实施例中光伏汇流箱测控装置的通道电流测量切换电路图； 

图3是本发明实施例中的采样电阻电流测试通道线性度实测分析图；