專利名稱：光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種監(jiān)測裝置，尤其涉及一種對光伏逆變器的工作狀態(tài)進行監(jiān)測的監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
能源緊缺促使世界各國對可再生能源的研究和使用日漸重視。太陽能是一種巨量的可再生能源，太陽直接輻射到地球的能量十分豐富，分布廣泛，不會污染環(huán)境，清潔干凈。太陽能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。通常說的太陽能發(fā)電指的是太陽能光伏發(fā)電，簡稱“光電”。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。當(dāng)今世界各國對光伏發(fā)電技術(shù)均十分重視。光伏發(fā)電具有動態(tài)和隨機的特性，大規(guī)模接入會給電網(wǎng)運行的電力電量平衡、調(diào)峰調(diào)頻及備用、電壓及無功控制、潮流及穩(wěn)定性、電能質(zhì)量和二次系統(tǒng)等方面帶來諸多影響，因此需要設(shè)置光伏逆變器。光伏逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電轉(zhuǎn)換成交流電。一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由晶體管等開關(guān)元件構(gòu)成，通過有規(guī)則地讓開關(guān)元件重復(fù)開-關(guān)，使直流輸入變成交流輸出。一般需要采用高頻脈寬調(diào)制(SPWM)，使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，并在半周期內(nèi)始終讓開關(guān)元件按一定頻率朝一方向動作，這樣形成一個脈沖波列(擬正弦波)。然后讓脈沖波通過簡單的濾波器形成正弦波。光伏逆變器不僅具有直交流變換功能，還具有最大限度地發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護功能。由此可見，光伏逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分，其性能、運行工作狀態(tài)會直接影響整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率，而且工作狀態(tài)不正常的光伏逆變器將會對所連接的電網(wǎng)安全運行產(chǎn)生危害。因此，有必要對光伏逆變器的工作狀態(tài)進行在線評估，提前發(fā)現(xiàn)光伏逆變器的問題，同時避免因光伏逆變器發(fā)生故障而對電網(wǎng)安全造成影響。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置，該裝置通過綜合控制評估光伏逆變器的發(fā)電效率、諧波、電磁輻射、溫升等狀態(tài)量，旨在及時發(fā)現(xiàn)光伏逆變器的運行工作狀態(tài)是否出現(xiàn)異常，從而進行提前報警，進而避免光伏逆變器發(fā)生故障而對電網(wǎng)安全造成影響，該光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置能夠避免單個信號異常而出現(xiàn)的誤判，其對所采集的信號進行綜合判斷，確保對光伏逆變器工作狀態(tài)的正確評估。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型提供了一種光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置，其與光伏逆變器的通訊端口連接，該光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置包括一通訊模塊，其具有一輸入端和一輸出端，所述通訊模塊的輸入端與所述光伏逆變器的通訊端口連接，采集光伏逆變器的輸入功率、輸出功率、輸出交流電流和溫度值；一電磁輻射傳感器，其實時監(jiān)測光伏逆變器的電磁輻射量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號后輸出；一數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，其具有一輸入端和一輸出端，所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊的輸入端與所述通訊模塊的輸出端和電磁輻射傳感器分別連接，接收所述電磁輻射傳感器傳輸?shù)碾娦盘栆约八鐾ㄓ嵞K傳輸?shù)妮斎牍β省⑤敵龉β?、輸出交流電流和溫度值?并將其處理為光伏逆變器的一發(fā)電效率狀態(tài)參量、一電磁輻射狀態(tài)參量、一交流諧波狀態(tài)參量和一溫度變化狀態(tài)參量，所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊將上述各狀態(tài)參量與與其對應(yīng)的警戒值進行比較，當(dāng)所述發(fā)電效率狀態(tài)參量和電磁輻射狀態(tài)參量均超過其對應(yīng)的警戒值時，所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊輸出報警信號和相應(yīng)的狀態(tài)參量；當(dāng)所述溫度變化狀態(tài)參量和交流諧波狀態(tài)參量均超過其對應(yīng)的警戒值時，所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊也輸出報警信號和相應(yīng)的狀態(tài)參量。優(yōu)選地，上述光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置還包括一顯示模塊，其與所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊的輸出端連接，顯示所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊輸出的狀態(tài)參量及報警信號。該顯示模塊便于工作人員技術(shù)發(fā)現(xiàn)光伏逆變器的異常，從而根據(jù)顯示模塊顯示的狀態(tài)參量對光伏逆變器進行維修?？蛇x地，所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊包括一數(shù)據(jù)信號處理器(DSP，digital signal processor)或一單片機。本實用新型所述的光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置，分別對光伏逆變器的輸入功率、輸出功率、輸出交流電流、溫度值和電磁輻射量進行監(jiān)測，并由數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊將這些輸入信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的發(fā)電效率狀態(tài)參量、交流諧波狀態(tài)參量、電磁輻射狀態(tài)參量和溫度變化狀態(tài)參量，將各狀態(tài)參量結(jié)合起來評估光伏逆變器的工作狀態(tài)(1)發(fā)電效率狀態(tài)參量通訊模塊實時采集光伏逆變器的輸入功率Pin和輸出功率 Pout,并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊根據(jù)輸入功率Pin和輸出功率p。ut得到發(fā)電效率η =p。ut/pin，若發(fā)電效率發(fā)生大幅降低，降低的幅值超過了一個警戒值，則判斷為發(fā)電效率狀態(tài)參量異常；(2)交流諧波狀態(tài)參量通訊模塊實時采集光伏逆變器輸出的交流電流并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊得到交流電流的諧波值并將其與一警戒值進行比較，若超過警戒值，則認為交流諧波狀態(tài)參量異常；(3)電磁輻射狀態(tài)參量電磁輻射傳感器實時監(jiān)測光伏逆變器的電磁輻射值并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊將其與一警戒值進行比較，若超過警戒值，則認為光伏逆變器電磁輻射狀態(tài)參量異常；(4)溫度變化狀態(tài)參量通訊模塊實時采集光伏逆變器的溫度并傳輸至數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，當(dāng)升溫過大(超過一警戒值)但沒有過流時，則認為光伏逆變器的溫度變化狀態(tài)參量異常；對于本技術(shù)方案來說，該光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置雖然在實時監(jiān)測上述四個狀態(tài)參量，但是并非只要有某一個狀態(tài)參量異常，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊就會輸出報警信號，而是當(dāng)發(fā)電效率狀態(tài)參量和電磁輻射狀態(tài)參量均異常時，或是溫度變化狀態(tài)參量和交流諧波狀態(tài)參量均異常時，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊才會輸出報警信號和相應(yīng)的狀態(tài)參量。這樣就避免了單個狀態(tài)參量異常即報警所導(dǎo)致的誤判，提高了光伏逆變器工作狀態(tài)評估的準確性。本實用新型所述的光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置由于采用了以上技術(shù)方案，使得其能夠?qū)崟r監(jiān)測光伏逆變器的工作狀態(tài)，有助于考量光伏逆變器的運行特性，提前發(fā)現(xiàn)光伏逆變器的問題，減少事故的發(fā)生，降低對電網(wǎng)運行的影響。
以下結(jié)合附圖和具體實施例來對本實用新型所述的光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置做進一步的解釋說明。

圖1為本實用新型所述的光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實用新型所述的光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置在一種實施方式中的工作流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例中的光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置包括通訊模塊，其輸入端與光伏逆變器的通訊端口連接，采集光伏逆變器的輸入功率、輸出功率、輸出交流電流和溫度值；電磁輻射傳感器，其實時監(jiān)測光伏逆變器的電磁輻射量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號后輸出；基于DSP的數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，其輸入端與通訊模塊的輸出端和電磁輻射傳感器分別連接，接收電磁輻射傳感器傳輸?shù)碾娦盘栆约巴ㄓ嵞K傳輸?shù)妮斎牍β省?輸出功率、輸出交流電流和溫度值，并將其處理為光伏逆變器的發(fā)電效率狀態(tài)參量、電磁輻射狀態(tài)參量、交流諧波狀態(tài)參量和溫度變化狀態(tài)參量，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊將上述各狀態(tài)參量與與其對應(yīng)的警戒值進行比較，當(dāng)發(fā)電效率狀態(tài)參量和電磁輻射狀態(tài)參量均異常時，或者當(dāng)溫度變化狀態(tài)參量和交流諧波狀態(tài)參量均異常時，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊輸出報警信號和相應(yīng)的狀態(tài)參量；顯示模塊，其與數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊的輸出端連接，顯示數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊輸出的狀態(tài)參量及報警信號。如圖2所示，本實施例中的光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置的工作流程如下(1)實時監(jiān)測光伏逆變器的各狀態(tài)參量發(fā)電效率狀態(tài)參量通訊模塊實時采集光伏逆變器的輸入功率Pin和輸出功率 Pout,并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊根據(jù)輸入功率Pin和輸出功率P-得到發(fā)電效率狀態(tài)參量η =p。ut/pin，若發(fā)電效率發(fā)生大幅降低，降低的幅值超過了一個警戒值，則判斷為發(fā)電效率狀態(tài)參量異常；交流諧波狀態(tài)參量通訊模塊實時采集光伏逆變器輸出的交流電流并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊得到交流電流的諧波值并將其與一警戒值進行比較，若超過該警戒值，則認為交流諧波狀態(tài)參量異常；電磁輻射狀態(tài)參量電磁輻射傳感器實時監(jiān)測光伏逆變器的電磁輻射值并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊將其與一警戒值進行比較，若超過該警戒值，則認為光伏逆變器電磁輻射狀態(tài)參量異常；溫度變化狀態(tài)參量通訊模塊實時采集光伏逆變器的溫度并傳輸至數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，當(dāng)升溫過大(超過一警戒值)但沒有過流時，則認為光伏逆變器的溫度變化狀態(tài)
參量異常；(2)數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊對上述各狀態(tài)參量進行評估綜合控制當(dāng)發(fā)電效率狀態(tài)參量和電磁輻射狀態(tài)參量均異常時，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊輸出報警信號和相應(yīng)的狀態(tài)參量至顯示模塊；當(dāng)溫度變化狀態(tài)參量和交流諧波狀態(tài)參量均異常時，數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊輸出報警信號和相應(yīng)的狀態(tài)參量至顯示模塊；否則，僅繼續(xù)進行監(jiān)測，不輸出報警信號；(3)顯示模塊顯示報警信號和相應(yīng)的狀態(tài)參量。通過上述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊的綜合控制，避免了因上述一個狀態(tài)參量異常就發(fā)出報警而引起的誤判，即提高了光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置對光伏逆變器工作狀態(tài)判斷的準確性。顯示模塊顯示報警并顯示相應(yīng)的狀態(tài)信息，以便于工作人員及時發(fā)現(xiàn)光伏逆變器的異常，并根據(jù)顯示的狀態(tài)信息對光伏逆變器進行維修。要注意的是，以上列舉的僅為本實用新型的具體實施例，顯然本實用新型不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本實用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置，其與光伏逆變器的通訊端口連接，其特征在于，包括一通訊模塊，其具有一輸入端和一輸出端，所述通訊模塊的輸入端與所述光伏逆變器的通訊端口連接，采集光伏逆變器的輸入功率、輸出功率、輸出交流電流和溫度值；一電磁輻射傳感器，其實時監(jiān)測光伏逆變器的電磁輻射量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號后輸出；一數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，其具有一輸入端和一輸出端，所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊的輸入端與所述通訊模塊的輸出端和電磁輻射傳感器分別連接，接收所述電磁輻射傳感器傳輸?shù)碾娦盘栆约八鐾ㄓ嵞K傳輸?shù)妮斎牍β?、輸出功率、輸出交流電流和溫度值，并將其處理為光伏逆變器的一發(fā)電效率狀態(tài)參量、一電磁輻射狀態(tài)參量、一交流諧波狀態(tài)參量和一溫度變化狀態(tài)參量。
2.如權(quán)利要求1所述的光伏逆變器工作狀態(tài)評估裝置，其特征在于，還包括一顯示模塊，其與所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊的輸出端連接，顯示所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊輸出的狀態(tài)參量及報警信號。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光伏逆變器工作狀態(tài)評估裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊包括一數(shù)據(jù)信號處理器或一單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置，其與光伏逆變器的通訊端口連接，該光伏逆變器工作狀態(tài)評估綜合控制裝置包括一通訊模塊，其具有一輸入端和一輸出端，所述通訊模塊的輸入端與所述光伏逆變器的通訊端口連接，采集光伏逆變器的輸入功率、輸出功率、輸出交流電流和溫度值；一電磁輻射傳感器，其實時監(jiān)測光伏逆變器的電磁輻射量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號后輸出；一數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊，其具有一輸入端和一輸出端，所述數(shù)據(jù)處理綜合控制模塊的輸入端與所述通訊模塊的輸出端和電磁輻射傳感器分別連接。
文檔編號G01R31/40GK202182938SQ201120255430
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者于龍, 安立勇, 徐克峰 申請人:山東魯億通智能電氣股份有限公司