[发明专利]一种智能光伏电池系统监测及故障排除方法设计

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能光伏发电组件的设计，具体而言，涉及到一种可以方便检测电池片工作状态及自动将无法正常工作的电池片短接的光伏电池片阵列的设计。

背景技术

目前，独立式光伏发电系统在广大农村地区已经得到了一定程度的应用且具有广阔的发展前景。但在实际使用的过程中，经常会出现当系统发电故障时，由于用户的专业性局限性及农村地区技术支持人员经常无法在第一时间抵达现场，造成光伏发电系统无法工作而闲置的情况。然而，在实际故障排查中，系统故障经常是由一片或几片光伏电池损坏造成的。例如，串联使用的电池阵列，其中一片电池片损坏或相关焊接原因等造成断路，则整个串联电池阵列由于系统断路而无法使用，或者其中一片电池片因自身原因内阻过大造成而拉低了总的输出电压无法对蓄电池进行充电。若将损坏电池片自动替换为导线，通常情况下虽输出电压较正常电压值略有减小，但仍可满足蓄电池的充电要求，使光伏发电系统在下一次集中检修之前仍可以继续运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能光伏电池系统的设计和检测及故障排除的方法，其利用信息采集模块对光伏发电阵列中的电池片进行检测，若发现异常情况，利用简单的控制电路可自动将损坏的电池片短接替换，保证光伏系统的正常运行，大大减轻了光伏技术服务人员的检修频率，促进光伏发电技术的应用。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种光伏发电系统自动检测及故障排除的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1）为光伏发电系统设置一中央控制系统；

2）在光伏发电系统的光伏电池片阵列中的每一个电池组的正、负极引线上各串接一个可控单刀双掷开关；将每一个电池组的正、负极通过一个串联的可控开关及采样电阻短接；将所述采样电阻连接至中央控制系统的信息采集模块，所述可控开关均连接至中央控制系统的开关控制模块；

3）通过所述电池组正、负极引线上串接的单刀双掷开关，使所有电池组保持串联状态，其余开关断开，利用程序通过中央控制系统的信息采集模块检测光伏发电系统的输出总电压；

4）若输出总电压低于程序内总电压预设值，中央控制系统的开关控制模块输出引脚输出开关控制信号将单刀双掷开关的动端连接至另一端，同时闭合第一个电池组的正、负极之间与采样电阻串联的可控开关使第一个电池组的短路电流流过采样电阻；

5）用程序通过中央控制系统的信息采集模块检测采样电阻的短路电流或电阻电压，若较程序中预设短路电流或电阻电压高，则第一个电池组的3个开关回复至3）状态；若较程序中预设短路电流或电阻电压小，则第一个电池组的3个开关保持4）状态不变；

6）利用程序控制选中第二个电池组，重复步骤4）和5）；依次类推直到最后一个电池组重复步骤4）和5）完毕。

进一步地，本发明可利用以下技术方案实现：

所述中央控制系统的信息采集模块和开关控制模块均经开关选择电路模块分别连接至采样电阻及各个开关上。

所述中央控制系统为PC控制系统或单片机。

所述光伏电池片阵列中的每一个电池组可以为单体电池片，也可为单体电池片的并联结构；所述光伏电池片阵列由所述电池组串联构成。

所述采样电阻可通过串接一个电流传感器的方式连接至信息采集模块，也可采用直接将电阻两端电压连接至信息采集模块的方式。

所述开关为继电器。

本方案的优点在于：光伏电池阵列为串联结构或先并联后串联结构时，若其中有电池片损坏或相应外围接触断路造成无输出电压时，可自动将损坏部分用导线替换掉，若光伏电池阵列损坏部分较少，例如一处或两处，则不会明显影响输出电压，保证对蓄电池的正常充电。同时，检测及排除故障的过程中总的输出电压仅略微减小，因此不影响光伏发电系统对蓄电池的正常充电。

附图说明

图1为本发明光伏电池阵列的结构示意图。

图2为光伏电池片并联的示意图。

图3为光伏电池阵列的先串联后并联形式的结构示意图。

具体实施方式