[发明专利]基于载波通信的光伏发电组件监测系统

说明书

本发明公开了一种基于载波通信的光伏发电组件监测系统，包括太阳能发电模块、发电汇流模块和监测模块，监测模块包括单片机主控单元、载波电流环电路，载波电流环电路内包括调制解调电路，调制解调电路包括调制电路和解调电路。本发明建立了合理的模型，采用单片机芯片进行了主控制器设计，载波电流环通信是用电流环作传输媒介的载波通信，不需另外架设道信线路，电流环结构坚固，作为通信媒介使用可靠性很高，用一根线进行数据传输，使用单线串联监测传输，用一根线进行载波电流环的使用与串行通信，方便检测人员实时监测，发现故障可以及时处理消缺，确保了电网的供电可靠性，整个系统电路简洁，使用方便，易于维护。

技术领域

本发明涉及一种发电控制技术领域，尤其涉及基于载波通信的光伏发电组件监测系统。

背景技术

世界能源危机和环境问题使得开发利用可再生能源和各种绿色能源以实现可持续发展成为人类必须采取的措施。而随着太阳能电池和电力电子技术的不断进步，太阳能光伏发电得到了长足的发展并已成为新能源利用的主流之一。当前，光伏发电不断向低成本、高效率和高功率密度方向发展，太阳能光伏利用的主要形式将是并网发电系统高性能的数字信号处理器芯片的出现，使得一些先进的控制策略应用于光伏并网的控以提高太阳能光伏发电系统的效率成为可能。一套基本的太阳能光伏发电系统一般是由太阳能电池板、太阳能控制器、逆变器和蓄电池（组）构成。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关健元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地；光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染。

电力线载波通信利用的是现有的电力基础设施这个传输媒介是全球覆盖最大的网络，用电力线做接入无需新布线就可以用到有电的地方就有宽带接入。不受地形、地貌的影响。投资少、施工期短、设备简单、可以同其他通信手段一起实现网络互联。电力线载波通信可靠性高，高压输电线结构略固，高压输电线安全设计系数比光纤的安全设计系数高。具有等时性，只要高压输电线一架通，载波通道就开通了，输电线架设到哪里载波通信线路就可以延伸到那里。电力线载波通信利用的是现有的电力基础设施电网，电网是全球覆盖最大的网络，用电力线做接入无需新布线就可以用到有电的地方就有宽带接入。不受地形、地貌的影响。投资少、施工期短、设备简单、可以同其他通信手段一起实现网络互联。我国110kV输电线路上和35k的农网上还有大量的电力线载波机在运行，庞大的电力线载波通信担负着电网内调度电话远动。远方保护信息的传输对电力线系统的安全、稳定、经济运行起着重要的作用。因此对这种价的电力系统都有的信道资源不应轻易放弃，应加以合理的发展和利用

太阳能交流发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成：太阳能逆变器直流发电系统则不包括逆变。逆变器是一种电源转换装置，逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供电系统终端用户使用。有了逆变器，就可使用直流蓄电池为电器提供交流电。逆变器的首要功能是把输入的DC电压转换为一稳定的值。该功能通过升压转换器来实现，并需要升压开关和升压二极管。在第一种结构中，升压之后是一个隔离的全桥变换器。全桥变压器的作用是提供隔离。输出上的第二个全桥变换器是用来从第一级的全桥变换器的直流DC变换成交流（AC）电压。其输出再经由额外的双触点继电器开关连接到AC电网网络之前被滤波，目的是在故障事件中提供安全隔离及在夜间与供电电网隔离。第二种结构是非隔离方案。其中，AC交流电压由升压级输出的DC电压直接产生。第三种结构利用功率开关和功率二极管的创新型拓扑结构，把升压和AC交流产生部分的功能整合在一个专用拓扑中尽管太阳能电池板的转换效率非常低，让逆变器的效率尽可能接近100％却非常重要。

发明内容