[实用新型]一种基于霍尔电压传感器的太阳能光伏发电检测系统

说明书

(一)技术领域：

本实用新型用于太阳能光伏发电组件的实时检测领域，针对光伏发电系统的电压进行实时监控并上传数据，第一时间了解光伏组件的运行状态；尤其是一种基于霍尔电压传感器的太阳能光伏发电检测系统；主要涉及霍尔传感器对光伏发电系统输出电压的实时检测和CAN总线数据传输技术。

(二)背景技术：

随着现代工业化建设的持续发展，太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源，可以被持续利用，在国家新能源政策的推动下，中国太阳能光伏产品产量和产能不断增加。与此同时，对于光伏发电组件的检测与维护也成为首要问题。

目前，光伏发电系统大多采用直流电源，实践经验表明，在所有光伏组件的参数之中，光伏组件的输出电压最能体现光伏组件的当前状况。可以根据输出端电压判断光伏组件的发电情况，当前电压是否超出允许的极限电压。还可以判断光伏组件的均一性好坏等。因此，对光伏组件的输出端电压的测量十分重要。

太阳能电池板工作状态的监测关键在于太阳能电池板输出电压信号的采集。由于串联太阳能电池板的数量较多，整组电压很高，而且每个太阳能电池板之间都有电位联系，因此直接测量比较困难。在研究太阳能电池板监测系统过程中，人们提出了许多测量串联电池板组单只电池板端电压的方法。

现有测量技术主要包括共模测量法、差模测量法、继电器切换提取电压、V/F转换无触点采样提取电压、浮动地技术测量电池端电压。

与现有的光伏组件电压监测系统相比，本实用新型的优点是选择霍尔电压传感器测量电压，与共模测量法相比霍尔电压测量精度高，在工作温度区内精度优于1％，该精度适合于任何波形的测量，能有效改善共模测量法精度不高的弊端；与差模测量法相比，霍尔电压测量范围大，电压测量可达6400V，很大程度上优于差模测量法，解决了差模测量法测量范围小的问题；相比之下，继电器切换提取电压方法使精度趋低，而且电容充放电时间及晶体管和隔离芯等器件动作延迟采样时间长等缺点也非常明显；采用V/F转换作为A/D转换器的缺点是响应速度慢，在小信号范围内线性度差，精度低，而霍尔电压测量方法线性度好，优于0.1％；浮动地技术测量电池端电压，地电位经常受现场干扰发生变化，影响整个系统的测量精度，与之相比霍尔电压测量法基于霍尔效应对电压进行测量，不受外界环境因素影响，保证测量精度不会发生变化。

此外，现有电压检测方案只是单一的电压测量，不能做到数据的实时共享，使用繁琐，不适合光伏发电系统现场作业。与现有电压检测系统相比本实用新型的另一个优势在于数据可以实时上传，本实用新型采用CAN总线数据传输方式，可以将数据实时上传至上位机，这是其他单一的电压监控系统无法比拟的。

考虑到光伏发电系统的特殊性，结合现有测量方法的优缺点，本实用新型采用霍尔电压传感器测量串联电池板组电压，霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种基于霍尔电压传感器的太阳能光伏发电检测系统，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单、操作方便，且可以实时监控光伏组件工作状态的系统。

本实用新型的技术方案：一种基于霍尔电压传感器的太阳能光伏发电检测系统，包括实时监测光伏组件运行状态的数据处理计算机，其特征在于它包括稳压电路单元、电压信号采集电路单元、数据处理电路单元、拨码开关单元和CAN总线数据传输电路单元；其中所述电压信号采集电路单元的输入端采集太阳能电池板的电压信号，其输出端与数据处理电路单元的输入端连接；所述CAN总线数据传输电路单元的输入端连接数据处理电路单元的输出端，其输出端通过CAN总线与实时监测光伏组件运行状态的数据处理计算机连接；所述稳压电路单元为电压信号采集电路单元、数据处理电路单元和CAN总线数据传输电路单元提供稳定电源；所述拨码开关单元与数据处理电路单元的输入端连接。

所述电压信号采集电路单元包括N个电压信号采集电路；N为大于等于1的正整数；N的取值与需要检测的连接的太阳能光伏阵列中电池板的数量相对应；所述太阳能光伏阵列是X*Y维阵列，其中，X是相互串联的太阳能电池板个数；由X个太阳能电池板构成一条支路；Y是相互并联的支路的个数；所述电压信号采集电路单元的个数N＝Y；所述每个电压信号采集电路单元中电压信号采集电路的个数为X+1；所述光伏阵列中需要的电压信号采集电路的个数N＝X*Y+Y。