[发明专利]太阳能光伏阵列故障自动检测系统及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及故障检测系统及方法，具体为一种太阳能光伏阵列故障自动检测系统及其检测方法。

背景技术

伴随着煤、石油等不可再生能源的日益枯竭，新能源的开发成为摆在人们面前的当务之急；尤其是传统能源的大量消耗而产生的环境问题越来越严重，例如最近在我国出现的雾霾天气，治理环境的所需的费用也是一个天文数字。所以，新能源的开发和利用也越来越受到人们的重视，其中太阳能的开发和利用就是其中的一个代表。

最近十年光伏产业发展迅速，为了给全社会提供更多的、清洁的能源，在国家政策的支持下，光伏电厂应运而生。我们知道，光伏电厂是由很多的光伏矩阵组成，每个光伏矩阵又由很多的光伏电板组成。但是当光伏电板长时间暴露在室外的环境中，风吹雨淋，难免会出现部分光伏电板不能正常工作。这样就会降低光伏电厂的发电效率，甚至会对整个光伏电厂的并网系统产生影响。为了检测出存在故障的光伏电板，现有的方法会消耗很大的人力财力，经济性差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种能够实时检测，自动上报，远程监控的太阳能光伏阵列故障自动检测系统及其检测方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明太阳能光伏阵列故障自动检测系统，包括通过互联网相互连接的数据采集器，监控终端和数据存储终端；数据采集器包括依次连接的电压采集模块、模数转换模块、无线传输模块和GSM模块；电压采集模块包括通过采集端口连接在太阳能光伏阵列上的单片机，模数转换模块连接在采集端口部分引脚与单片机输入端之间，单片机的输出端通过无线传输模块与GSM模块连接；GSM模块通过GSM网络连接到互联网；单片机为单片机STC15F2K60S2，模数转换模块包括模数转换芯片AD0809；采集端口设置有14个输出引脚，其中6个输出引脚直接连接在单片机STC15F2K60S2的模拟量输入端口，剩余8个输出引脚连接至模数转换芯片AD0809的模拟量输出端，模数转换芯片AD0809的数字量输出端口连接到单片机STC15F2K60S2的数字量输入端口；采集端口的输出引脚上分别设置有接地连接的滤波电容。

优选的，单片机STC15F2K60S2上连接有外部震荡电路和滤波电路，并通过烧写端口与MAX3232芯片连接。

优选的，无线传输模块包括N606芯片，N606芯片的RESET端和信号输入端分别与单片机STC15F2K60S2连接。

优选的，GSM模块采用CE0682通讯模块。

本发明太阳能光伏阵列故障自动检测方法，包括如下步骤，

步骤1，将4～10个光伏板组成一个光伏电板矩阵，若干光伏电板矩阵组成太阳能光伏阵列，在每个光伏电板矩阵上安装一个数据采集器；数据采集器包括依次连接的电压采集模块、模数转换模块、无线传输模块和GSM模块；电压采集模块包括通过采集端口连接在太阳能光伏阵列上的单片机，单片机中烧写有ID编号；模数转换模块连接在采集端口部分引脚与单片机输入端之间，单片机的输出端通过无线传输模块与GSM模块连接；GSM模块通过GSM网络连接到互联网；

步骤2，对数据采集器上电后初始化，利用模数转换模块和电压采集模块中的单片机采集光伏电板的电压模拟量，通过模数转换模块和单片机将模拟量转换为数字量并将其存储到单片机内；

步骤3，单片机将存储的电压数据中的最大值取出，然后将其他电压值分别和最大值进行比较；若光伏电板对应的电压值正常，则产生一个正常状态检测信号并将与其对应光伏电板的电压数据以及ID编号打包；若光伏电板对应的电压值为0或低于最大值的70％，则产生一个异常状态检测信号并将与其对应光伏电板的电压数据以及ID编号打包；

步骤4，将打包好的数据通过无线传输模块发送到GSM模块，GSM模块经GSM网络连接到互联网并将数据发送到数据存储终端保存，数据采集器进入休眠，等待下一次电压数据采集和发送；监控终端通过互联网访问数据存储终端将数据解析为对应的文本信息，实时监测光伏电板的状态信息。

优选的，正常状态检测信号采用二进制代码中的1，异常状态检测信号采用二进制代码中的0；或者正常状态检测信号采用二进制代码中的0，异常状态检测信号采用二进制代码中的1。

优选的，步骤4中，当无线传输模块向GSM模块发送打包数据后，监测是否发送成功，若发送成功则进入休眠状态，等待下一次工作；若发送失败则再发送一次，直至发送成功。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：