[发明专利]太阳能发电监测报警系统

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种应用于太阳能光伏发电系统运行的太阳能发电监测报警系统。

(二)背景技术

当前太阳能光伏发电系统运行最短设计使用寿命为25年，整个项目经济收益由投资部分、运行维护费、发电收益费组成。在没有寻求到更好的能够提高太阳能系统发电效率的方法时，价格成本是制约光伏发展的重要因素，因此如何提高系统的有效运行率，是提高发电效率，实现投资利益最大化的良好方法之一。

目前，国外市场上只有极少数相关的系统产品存在于市场，国内市场上也有一些太阳能发电方面监测系统，但直到目前为止，还没有稳定可靠的商业化的产品出现，主要原因是功能可靠性达不到要求，在技术及管理上存在着以下两个方面的难点：

(1)太阳能发电组件目前一般有单晶、多晶及非晶三种，各种组件之间的饱和发电电流等性能存在着很大的差异，如果采用统一量程的传感器检测方法，只能选择量程较大的传感器进行统一检测，则造成在测量电流较小的组件时，引起较大的测量误差；如果为不同的组件采用不同量程的电流传感器进行检测，则对采样出的数据需要进行分别处理，技术及管理上存在着较高的要求。

(2)太阳能发电数据跟外部环境之间密切相关，在监测太阳能发电数据时，如果单一将测量的数据进行判断处理，从而得出结论发电是否正常，往往会出现误报警，所以必须将外部环境检测整合接入系统，技术及管理上也存在着较高的要求。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述难点，提供一种能够精确测量不同电流量程太阳能组件的发电电流、同时将外部环境检测整合接入系统的太阳能发电监测报警系统。

本发明的目的是这样实现的：一种太阳能发电监测报警系统，其特征在于所述系统包括主机、从机及环境传感器，主机与从机之间采用RS485或RS232总线连接，环境传感器与主机之间采用环境采样接口连接；

所述从机包括电流传感器、RS485或RS232通讯接口、通讯地址设置开关、电流量程等级设置开关及CPU，电流传感器包括线圈、开口磁环及线性霍尔，线圈绕于开口磁环上，线性霍尔置于开口磁环开口处，线圈两端串入太阳能发电系统的每一个太阳能电池板的串联回路与汇流箱之间，通过线性霍尔输出模拟量数据连接至CPU的AD端口进行采样，所述电流传感器设置了16种不同线圈圈数的电流传感器，其最大测量电流从1A-16A不等，在安装了不同量程电流传感器的从机上设定0-15之间的16种电流量程，所述通讯地址设置开关及电流量程等级设置开关都与CPU的IO端口相连，RS485或RS232通讯接口外接485或232总线，与主机进行数据通讯，所述CPU采用一种通用的带AD采样端口的51系列单片机，该CPU自带串口通讯接口，外接一个RS485或232通讯模块，所述CPU共设8个寄存器用于存放采样的电流值，定时每5秒钟采样一次电流，依次存放于8个寄存器中，第9次采样值再从1号寄存器开始存放，覆盖旧值；

所述主机包括CPU、存储器、时钟芯片、扬声器、LCD、键盘、RS485通讯接口、环境采样接口和网络接口，CPU采用TI公司推出的C2000平台下的TMS320LF2407DSP，存储器采用4M的串口FLASH存储器，与CPU自带的SPI模块连接，时钟芯片采用DS1232芯片与CPU的两个通用I/O口连接，实行串行数据交换，采用电源块及后备电池双电源供电，扬声器通过CPU的一个通用I/O口驱动三极管进行控制，LCD采用128*64点阵的模块，连至CPU的总线，CPU采用自带的SCI模块通过RS485通讯接口与外部485或232总线相连，实现主机与从机之间的通讯，环境采样接口通过CPU的AD采样端口来实现环境传感器的采样，网络接口采用WIZnet公司生产的W5100芯片，与CPU有并口或串口两种连接方式，网络接口内部集成有10/100以太网控制器，W5100内部集成了TCP/IP协议栈、以太网介质传输层和物理层，W5100内部还集成有16KB存储器；

系统工作原理：

系统出厂后在正常运行前设定一些必要的参数，如当前时间、查询时间间隔、从机数量、本机IP地址和选程主机IP地址，从机在安装时按从小到大顺序设定好从机的通讯地址，同一个子系统中，地址从1开始设置，最大地址250；超过250时，将其余的从机接入另一个子系统；

主机与从机之前采用串口多机通讯模式，地址00及255用作主机的广播命令，00命令所有从机停止采样，255命令所有从机开始采样；

在一个子系统中，主机隔一段时间查询从机采样的电流数据，查询方法为轮询法。

本发明的有益效果是：