[实用新型]用于光伏组件间单导线载波通信的载波信号耦合电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏电站中光伏组件间的通信，具体涉及一种用于光伏组件间的直流单导线载波通信中的载波信号耦合电路。

背景技术

为了实现对光伏组件的实时监测，需要将光伏组件的监测模块所采集的数据变成载波信号在组件之间传送。具体地，每个光伏组件上的监测模块将其采集到的数据，如光伏电压、电流、温度、水寝等参数，以帧的形式通过监测模块中的发送支路发送，然后通过耦合电路耦合到光伏组件上，并经过光伏组件之间的单导线以及组件串列进行传送，最后通过接收光伏组件两端的耦合电路来接收，并送到该接收光伏组件的监测模块的接收支路，实现对各组件的监测功能。

由于光伏组件构成的组件串间的连接结构比较特殊，输电导线正负极直接接到汇流箱，因此载波信号在组件串列上实际是以单导线传输。现有的电力线载波通信方案多采用电压互感器并联在双线电力线上进行信号耦合，并不适用于光伏组件间的直流单导线传输场景，为此需设计适合于直流单导线载波通信中传输载波信号的耦合电路。

要在直流单导线上实现载波通信，设计的耦合电路需要满足以下几个要求：

（1）耦合电路应能将载波信号耦合到单线串联的组件间的输电导线上；

（2）设计的耦合电路应不改变或基本不改变组件等效电路特性；

（3）由于实际光伏组件串列一般串联有二十个左右的光伏组件，所以设计的耦合电路应能保证大部分的载波信号电流流经光伏组件串列主回路，少部分的载波信号电流经耦合电路分流作为输出信号，保证载波通信的正常进行；

（4）设计的耦合电路不仅要能实现载波信号的耦合，还应对光伏发电系统中产生的噪声干扰信号，主要是逆变器的脉冲噪声，有一定的滤波作用。

常见的耦合方式有电感耦合及阻容耦合。若采用电感耦合，则需将组件间的直流导线穿过环形电感的孔心，然后从电感线圈绕线上耦合出载波信号，其优点是对载波信号的衰减小，但环形电感体积大，而且价格昂贵。相对于电感耦合而言，阻容耦合具有成本低、电路结构简单、安装方便等特点。

为了在光伏组件间的单一直流导线上实现载波通信，本实用新型提出了一种用于光伏组件间通信的载波信号耦合电路，采用阻容耦合方式,成本低、现场安装方便，并且可以满足上述设计要求，即：该耦合电路既能对光伏组件输出的直流电力信号做到无衰减或衰减几乎为零，又能保证大部分的载波信号流过光伏组件串列主回路，少部分的交流载波信号经耦合电路分流作为输出信号；载波信号耦合到单一直流导线串联的组件之间，并可以通过组件进行传输；保证了载波通信的正常进行而不会改变或基本不会改变组件等效电路特性；还可以对光伏发电系统中产生的噪声干扰信号有一定的滤波作用。

发明内容

为了在光伏组件间实现单导线载波通信，使得光伏组件的监测模块所采集到的电压、电流、温度、水寝等参数能够在光伏组件串列之间传输，本实用新型提供了一种用于光伏组件间单导线载波通信的载波信号耦合电路,在光伏组件串列两端并联带有一定滤波功能的双侧RC耦合，以实现光伏组件间单导线载波通信的载波信号耦合。

为此，本实用新型提供如下技术方案：一种载波信号耦合电路, 用于在光伏组件间的直流单导线上进行载波通信的载波信号的耦合,其中：来自光伏组件上的监测模块所采集的数据，以载波信号的形式通过监测模块的发送支路发送，然后通过在该光伏组件两端的耦合电路耦合到光伏组件上，并经过光伏组件之间的直流单导线以及光伏组件组成的组件串列进行传送,其中用于发送载波信号的所述耦合电路由构成高通电路的双侧RC耦合电路组成；来自直流单导线以及组件串列的载波信号通过光伏组件两端的耦合电路来接收，然后送到该光伏组件的监测模块的接收支路,其中该耦合电路由双侧RC耦合电路构成的二级RC高通电路与一级RC低通电路并联组成,构成带外不平衡衰减的带通滤波电路。

进一步地，所述双侧RC耦合电路由两个并联在光伏组件两侧的RC高通电路组成，两个RC高通电路分别由电阻R1和电容C1串联而成以及由电阻R2和电容C2串联而成，送往接收支路的载波信号和来自发送支路的载波信号分别加载在所述两个RC高通电路的电阻上R1和R2上；所述RC低通电路并联在电阻R1两端, 由并联的电阻R3和电容C3组成。

进一步地，用于接收载波信号的所述耦合电路包括用于滤波的电容C4,所述RC低通电路与电容C4连接并且通过电容C4并联在电阻R1两端。

该载波信号耦合电路既能不影响光伏组件输出的直流信号的传输，又能实现载波信号通过组件及其组件之间的单导线进行传输，还可以对光伏发电系统中产生的噪声干扰信号有一定的滤波作用。