[发明专利]一种基于物联网技术的光伏组件隐裂检测系统

说明书

本发明公开了一种基于物联网技术的光伏组件隐裂检测系统，该系统分为三个部分，分为硬件模块、软件部分、硬件模块与软件的数据交互部分。此系统解决了现有的数据采集系统规模大，架构复杂，通信繁琐，无法检测组件隐裂的问题。用户通过web页面发送查询指令，查询当前组件电气信息。后台读取组件信息后，通过电能损耗算法可以判断当前组件是否处于健康状态。若当前组件不处于健康状态，则用户可以发送控制指令，添加反向电压并拍摄隐裂图像并分析，得出当前组件是否存在隐裂，结构简单，系统检测可靠性好，操作简单，自动化程度高。

技术领域

本发明属于隐裂检测系统技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的光伏组件隐裂检测系统。

背景技术

高效便捷易于使用的光伏组件以及环境数据采集控制系统可以帮助电站和个体用户实现对光伏组件的的有效控制和管理，易于进行下一步故障诊断以及电气数据的分析，利于从业人员和使用者实时监控组件，易于日常维护，能够在一定程度上降低组件的损耗，提高经济效益、降低成本，确保发电的顺利运行。

随着全球应对气候变化呼声的日益高涨以及能源短缺、能源供应安全形势的日趋严峻，风能、太阳能、生物质能、海洋能等新能源以其清洁、安全、可再生的特点，在各国能源战略中的地位不断提高。其中太阳能相对而言成本较低、技术较成熟、可靠性较高，近年来发展迅猛，并开始在能源供应中发挥之后重要作用。到2014年底，全国光伏发电装机容量达到2905万kW，成为仅次于德国的世界光伏装机第二大国。但是，目前的光伏电站以及户用的光伏电站存在以下问题：

（1）没有对组件数据进行采集，采集的数据大都为逆变器组串级别数据，很难通过逆变器组串级别数据定位到具体组件。

（2）监控系统大多为桌面端应用，对于开发来说需要开发一个桌面应用，开发周期较长，开发效率远不如web端的BS架构开发效率。

（3）目前的光伏数据采集系统，仅局限与数据的采集，并不能诊断光伏组件的健康情况与隐裂状态。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于物联网技术的光伏组件隐裂检测系统，结构简单，系统检测可靠性好，操作简单，自动化程度高。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于物联网技术的光伏组件隐裂检测系统，该系统分为三个部分，分为硬件模块（数据采集板）、软件部分、硬件模块（数据采集板）与软件的数据交互部分。

作为本发明的一种改进，所述硬件模块（数据采集板）包括单片机系统与环境监测数据融合线；

单片机系统设计：根据实际的需求，将光伏组件的PV正负线接在电流传感器和电压传感器两端，并将输出接入单片机的AD采样口，通过单片机的AD采样芯片以239.5个机器周期为周期读取光伏组件的直流侧电压电流。同时，拟定好数据协议，采用标准的modbus协议，针对于广播指令和点对点指令可以返回相应的电路电压采样值，同样使用modbus协议返回。单片机系统除了电压电流AD检测采样，还在两个GPIO口处加入了两个继电器的控制开关，此控制开关同样可以通过接收上位机所发送的控制指令控制对应继电器的通断，从而能够实现外接电源对光伏组件进行反向加电，方便进行隐裂的EL检测。除此之外，单片机还配有1个8位的拨码开关，此开关对应的二进制数值则为此单片机以及对应光伏组件的物理地址（即编号）。

所述环境检测数据与电气数据融合线：各类环境检测传感器与所有的光伏组件数据采集板的数据连接到一根485总线上，通过分时复用传递至软件。

作为本发明的一种改进，所述软件部分包括业务流程处理、数据存储管理中心、电能损耗算法和隐裂检测算法；