[发明专利]塔式太阳能热发电系统的电流检测模块及电流检测方法

说明书

一种塔式太阳能热发电系统的电流检测模块,包括：三路电流采样单元，能同时对三种不同或相同的大电流信号进行实时采样并输出小电流信号；转换单元，与三路电流采样单元电连接，用于将小电流信号转换成数字信号；处理单元，与转换单元电连接，基于电路信息确定电流计算公式，并通过电流计算公式及数字信号进行计算得到电流值，电流值为电流检测模块检测的电流值。通过三路电流采样单元能同时对三种不同或相同的大电流信号进行采样，有效减少配电柜中检测模块的安装数量，三路电流采样单元中使用的电流互感器集成有温度补偿电路、相位补偿电路再通过软件滤波的方法，提高了电流检测模块的测量精度，输入电流在几安到几百安的测量精度都可达到0.01级。

技术领域

本发明涉及太阳能热发电技术领域，具体涉及塔式太阳能热发电系统的电流检测模块及电流检测方法。

背景技术

在经济不断发展的同时，能源日趋短缺，传统的不可再生能源日益枯竭，经济发展越来越受制于能源的开发利用，可再生能源的利用受到普遍关注，特别是太阳能利用更受世人的重视。

太阳能热发电是当前太阳能利用的一种主要方式。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为(1)塔式太阳能热发电；(2)槽式太阳能热发电；(3)碟式太阳能热发电。

在太阳能热发电领域，塔式太阳能热发电因具有高光热转换效率，高聚焦温度，控制系统安装调试简单，散热损失少等优势，将成为下一个可商业化运营的新型能源技术。

在塔式太阳能热发电领域，供电系统为塔式太阳能热发电系统的一个重要组成部分。而检测配电柜与各个系统之间的供电电流是电流检测的重点及难点。配电柜与其他系统的供电回路的电气连线十分复杂，电流检测模块使用量大，空间占用率大。

在塔式太阳能热发电领域，环境温度变化大，电流检测模块内部电流互感器二次侧输出电压变化大，导致检测误差较大，无法满足检测精度的要求。

在塔式太阳能热发电领域，电流常在几安到几百安之间变化，常见的电流互感器在某一小量程内检测精度能达到0.2级甚至更高，不能满足全量程内的精度达到0.2级。

发明内容

本申请提供一种塔式太阳能热发电系统的电流检测模块及电流检测方法，该电流检测模块在温度变化大的环境中保持特性基本不变，全量程内的检测精度都在0.01级。

根据第一方面，一种实施例中提供一种塔式太阳能热发电系统的电流检测模块，包括壳体，还包括：

三路电流采样单元，用于能同时对三种不同或相同的大电流信号进行实时采样并输出小电流信号，所述大电流信号为配电柜输出的电流信号，所述小电流信号为将所述大电流信号按变比缩小后的电流信号；

转换单元，与所述三路电流采样单元电连接，用于将小电流信号转换成数字信号；

处理单元，与所述转换单元电连接，基于电路信息确定电流计算公式，并通过所述电流计算公式及数字信号进行计算得到电流值，所述电流值为所述电流检测模块检测的电流值，所述电路信息包括所述三路电流采样单元中的采样电阻值、变比值、采样电压通过增益放大N倍的量程值、电流值输入处理单元所对应的W位无符号数。

一种实施例中，所述电流计算公式为：

I＝(I_rms-I₀)/2^W×U_max/R×B；

其中，I为待测信号的电流值；I_rms为输入处理单元的W位无符号数；I₀为待测电流值为0A时输入处理单元的W位无符号数；2^W为输入处理单元为满量程时的10进制输出编码；U_max为采样电压通过增益放大N倍时的电压量程值，R为采样电阻值，B为变比值。