[发明专利]光伏逆变器运行状态在线监测装置及光伏逆变器系统

说明书

本发明公开了一种光伏逆变器运行状态在线监测装置和光伏逆变器系统，属于光伏技术领域，用于解决目前光伏逆变器监测功耗大、距离近、布线复杂等问题，包括感知层、网络层和应用层；感知层包括LoRa监测模块，LoRa监测模块包括电流传感器、信号调理电路、LoRa发射模块、取能模块和电源管理模块；电流传感器用于检测光伏逆变器的输出电流；信号调理电路用于对电流传感器检测的输出电流进行处理；LoRa发射模块用于将输出电流发送至网络层以传输至应用层进行分析；取能模块用于从逆变器输出端感应电能并传输至电源管理模块，电源管理模块用于对电能进行储存，并为信号调理电路和LoRa发射模块提供电能。本发明具有功耗小、通讯距离远、无需布线、自供电等优点。

技术领域

本发明主要涉及光伏技术领域，特指一种光伏逆变器运行状态在线监测装置及光伏逆变器系统。

背景技术

近年来，光伏产业得到了快速发展。其中电力电子设备是光伏产业的基本设备之一，研究电力电子设备运行特性已成为重要方向。而逆变器是太阳能发电技术的核心器件，其直接反映了发电系统运行状况，因此对逆变器运行的在线监测具有重要实际意义。逆变器工作过程中，其开关器件最易发生故障，一旦发生故障直接影响直流输出侧电流。因此对逆变器直流输出侧电流进行监测，其数据可以反映逆变器的运行状态是否正常。为了降低太阳能发电过程中故障发生概率，需要对光伏逆变器的稳定运行进行在线监测。传统的逆变器监测技术，有以下缺点：(1)通讯功耗大；(2)通讯距离近；(3)有线监测布线复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种远距离、低功耗、自供电的光伏逆变器运行状态在线监测装置及光伏逆变器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种光伏逆变器运行状态在线监测装置，包括感知层、网络层和应用层；所述感知层包括LoRa监测模块，所述LoRa监测模块包括电流传感器、信号调理电路、LoRa发射模块、取能模块和电源管理模块；所述电流传感器、信号调理电路和LoRa发射模块依次相连；所述电流传感器用于检测所述光伏逆变器的输出电流；所述信号调理电路用于对电流传感器检测的输出电流进行处理，并发送至LoRa发射模块；，所述LoRa发射模块用于将输出电流发送至网络层以传输至应用层进行分析；所述取能模块用于从逆变器输出端感应电能并传输至所述电源管理模块，所述电源管理模块用于对电能进行储存，并为所述信号调理电路和LoRa发射模块提供电能。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述电源管理模块包括依次相连的匹配电路、整流电路、储能元件和稳压电路，所述储能元件与所述稳压电路之间设置有控制开关，用于在储能元件电压达到预设控制电压时自动开启。

所述储能元件为超级电容。

所述取能模块包括磁芯和取能线圈，所述磁芯套设于所述逆变器输出端的电缆上，所述取能线圈缠绕于所述磁芯上。

所述电流传感器包括霍尔元件，所述磁芯上设有缺口，所述霍尔元件位于所述缺口处；所述霍尔元件用于测量磁感应强度而得到待测电流值。

所述电流传感器的数量为三个，分别位于所述光伏逆变器的三相输出端。

所述所述网络层包括依次相连的LoRa网关和服务器；所述LoRa网关通过4G信号或5G信号或以太网与所述服务器相连。

所述应用层包括计算机处理单元和监测状态预测单元，所述计算机处理单元用于对输出电流进行处理，所述监测状态预测单元用于根据输出电流预测逆变器的运行状态。

所述应用层还包括远程监测系统，用于远程监测逆变器的运行状态。

本发明还公开了一种光伏逆变器系统，包括光伏逆变器，还包括如上所述的光伏逆变器运行状态在线监测装置。