[实用新型]光伏阵列在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏智能运维技术领域，尤其涉及光伏阵列监测技术领域，具体是指一种光伏阵列在线监测装置。

背景技术

随着光伏发电大规模建设并陆续并网，运行维护已成为光伏电站的重中之重，直接关系到电站的安全性和可靠性以及投资收益等。太阳能光伏电站是由若干个光伏阵列组成，而光伏阵列是由成百上千个光伏组件经过串联、并联组合在一起，光伏阵列的发电量是单块光伏组件发电量的总和。在实际应用中，光伏组件阵列的发电量受到诸多因素的制约影响，例如外界环境的温度、日照的强度、风速等的变化，光伏组件故障、损坏和老化等。按照国内在运行光伏电站规模，假定光伏组件的故障率为1％，2015年发电容量损失估计43万kW左右，发电量损失4.3亿千瓦时以上。随着运行年份的增长，光伏电站故障率也将逐年上升。从目前光伏电站的各类故障来看，光伏组件阵列的光斑是最严重故障之一，由于光伏阵列串并联的特点，一旦某一块组件损坏或是发生故障而不能正常工作，故障组件得不到及时替换，将可能使整个光伏阵列失效，最终导致光伏电站沦为摆设。

然而，光伏电站具有分布广泛的特点，或在偏远地区，或在建筑屋顶，甚至鱼塘水上等。对于数量庞大且分散的光伏组件工作状况进行人工监控和维护不仅人工成本高，而且很难在第一时间准确定位故障源，及时排除故障。为了确保光伏电站高效、可靠、稳定地运行，必须建立光伏阵列信息监测系统，对光伏组件的工作状况进行监测，采集光伏组件各项运行参数，包括光伏组件的输出电流和电压、光伏组件的温度等，选取合适的通讯方式传送信息，汇集、存储并分析相关原始数据，及时定位故障点，准确诊断故障原因，提高光伏发电管理效率，并为系统的优化和改进以及科学研究提供有效的数据。

因此，开发应用光伏阵列的监测设备并推广应用已十分必要。光伏阵列的监测设备技术开发涉及两个问题：一是已有的几十个G的在运行电站95％以上未安装监测设备，这些电站面临严峻的运维问题；二是数据通讯是监测设备的技术核心之一，通讯的可靠性如何保证。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种光伏阵列在线监测装置，结构简单，安装灵活，实时在线监测光伏阵列状态，信号稳定，运行可靠，具有更广泛的应用范围。

为了实现上述目的，本实用新型具有如下构成：

本实用新型提供了一种光伏阵列在线监测装置，所述光伏阵列包括多个光伏阵列组串，各个所述光伏阵列组串处分别设置有一汇流箱，各个所述汇流箱均连接至一逆变器，所述在线监测装置包括上位机、集中器和多个采集器，其中：

所述采集器与所述汇流箱一一对应，各个所述采集器设置于所对应的汇流箱处，所述采集器采集所对应的汇流箱的光伏组串数据；

所述集中器设置于所述逆变器处，所述集中器与所述采集器进行通信，且所述集中器与所述上位机进行通信。

可选地，所述汇流箱的光伏组串数据包括光伏组串电压数据和光伏组串电流数据，各个所述采集器包括采集器通信模块、A/D转换模块、电流传感器和电压传感器，所述采集器通信模块与所述集中器进行通信。

可选地，所述电流传感器为霍尔开环电流传感器，在所述汇流相处感应所对应的光伏阵列的电流数据。

可选地，所述采集器通信模块为采集器高压直流载波通信模块。

可选地，所述集中器包括：

集中器控制模块；

集中器高压直流载波通信模块，与所述采集器进行通信；以及

以太网/GPRS通信模块，与所述上位机进行通信。

可选地，所述装置还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别给所述集中器、所述采集器进行供电。

可选地，所述电源管理模块包括滤波单元和DC/DC降压单元，所述电源管理模块的高压输入端依次经所述滤波单元和所述DC/DC降压单元后接入所述电源管理模块的低压输出端。

可选地，所述电源管理模块还包括防雷单元和保险单元，所述防雷单元设置于所述电源管理模块的高压输入端和所述滤波单元之间，所述保险单元设置于所述滤波单元和所述DC/DC降压单元之间。

采用了该实用新型中的光伏阵列在线监测装置，具有如下有益效果：

1)结构简单，安装灵活：采用悬线式霍尔开环电流传感器，不影响汇流箱电路设计；因此，该装置即可用于光伏电站新项目设计，也可用于既有光伏电站改装；

2)“无线”通讯，实时在线：电力载波技术无需额外通讯线缆，节省成本；电力线通信网络属于“即插即用”，接入电源就等于连通了通信网络，实时在线；