光伏組件故障監測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種光伏組件故障監測裝置。該裝置包括：電壓傳感器，與光伏組件相連接，用于監測所述光伏組件的端電壓并根據所述端電壓生成模擬電壓信號；處理器，與所述電壓傳感器相連接，用于根據所述模擬電壓信號判斷所述光伏組件是否故障。通過本實用新型專利技術，解決了相關技術中無法判斷光伏組件是否故障的問題。

【技術實現步驟摘要】
光伏組件故障監測裝置
本技術涉及故障監測領域，具體而言，涉及一種光伏組件故障監測裝置。
技術介紹
一個標準光伏組件通常由60個光伏電池片組成，如圖1所示，每個光伏電池片相當于一個獨立的輸出電源，其IV(電流-電壓)特性曲線如圖2所示。所有60個電池片串聯起來對外輸出，輸出電流約為10～15A，輸出電壓約為30～40V。當一塊光伏電池片發生故障時，該電池片的電流大大降低，就會出現如圖2中第II象限的情況，成為一個壓降很大的負載，壓降可達30V，大壓降會導致電池片迅速升溫引發火災。現有技術中，為了防止電池片出現故障帶來的安全隱患，通常在若干個電池片，例如，如圖1中所示，在20個電池片中并聯一個二極管，如果這20個電池片中的任意一片電池片故障，二極管可以將這20個電池片全部短路。這種方式一定程度上避免了熱斑效應，降低了故障對于發電的損失，但是電站的巡視人員并無法在現場或者從后臺數據發現有組件發生故障，也無法確定是哪個組件發生了故障，故障將持續存在，不僅影響了整個光伏組的功率，使之偏離最大功率點，而且具有非常危險的安全隱患。針對相關技術中無法判斷光伏組件是否故障的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
本技術的主要目的在于提供一種光伏組件故障監測裝置，以解決相關技術中無法判斷光伏組件是否故障的問題。為了實現上述目的，根據本技術的一個方面，提供了一種光伏組件故障檢測裝置。該裝置包括：電壓傳感器，與光伏組件相連接，用于監測光伏組件的端電壓并根據端電壓生成模擬電壓信號；處理器，與電壓傳感器相連接，用于根據模擬電壓信號判斷光伏組件是否故障。進一步地，該裝置還包括：數據傳輸模塊，與電壓傳感器和處理器相連接，用于將模擬電壓信號傳輸至處理器。進一步地，電壓傳感器包括：降壓器，與光伏組件相連接，用于對端電壓進行降壓，得到第一電壓；分檔電路，與降壓器和處理器相連接，用于根據第一電壓的電壓值所處的電壓值范圍確定第一電壓的檔位。進一步地，分檔電路包括：多個檔位回路，其中，每個檔位回路均與降壓器和處理器相連接。進一步地，多個檔位回路包括目標檔位回路，目標檔位回路中串聯有發光二極管或發光三極管。進一步地，分檔電路包括：第一電阻，第一端與降壓器的正輸出端相連接；第一二極管，負極與第一電阻的第二端相連接，正極與降壓器的負輸出端相連接；第二二極管，正極與第一電阻的第一端相連接；第二電阻，第一端與第二二極管的負極相連接；第三電阻，第一端與第二二極管的負極相連接；第四電阻，第一端與第二電阻的第二端相連接；第一三極管，基極與第二電阻的第二端相連接，集電極與第三電阻的第二端相連接；第五電阻，第一端與第一三極管的發射極相連接，第二端與第四電阻的第二端相連接。進一步地，分檔電路還包括：第三二極管，正極與第一三極管的集電極相連接；第六電阻，第一端與第二二極管的負極相連接；第二三極管，基極與第三二極管的負極相連接，集電極與第六電阻的第二端相連接；第七電阻，第一端與第二三極管的發射極相連接，第二端與第四電阻的第二端相連接。進一步地，分檔電路還包括：第一發光管，負極與第一電阻的第二端相連接，正極與第一二極管的負極相連接；第二發光管，正極與第二三極管的發射極相連接，負極與第七電阻的第一端相連接。進一步地，電壓傳感器還包括：濾波電路，連接在降壓器與分檔電路之間，用于對第一電壓進行濾波。進一步地，濾波電路包括：第八電阻，串聯在降壓器的正輸出端與分檔電路之間；電容，與分檔電路并聯。本技術通過監測光伏組件的端電壓并根據端電壓生成模擬電壓信號；根據模擬電壓信號判斷光伏組件是否故障，解決了相關技術中無法判斷光伏組件是否故障的問題，進而達到了準確地監測光伏組件是否故障的效果。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本技術的進一步理解，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：圖1是根據現有技術的一種標準光伏組件的示意圖；圖2是光伏電池片的IV特性曲線的示意圖；圖3是根據本技術第一實施例的光伏組件故障監測裝置的示意圖；圖4是根據本技術實施例的在不同光照度下的光伏電池片的IV特性曲線的示意圖；圖5是根據本技術實施例的光伏組件中一組電池片被二極管短路的IV曲線示意圖；圖6是根據本技術實施例的光伏組件中一片電池片發生短路的IV曲線示意圖；圖7是根據本技術第二實施例的光伏組件故障監測裝置的示意圖；圖8是根據本技術第四實施例的光伏組件故障監測裝置的示意框圖；圖9是根據本技術實施例的模擬電壓信號分檔的示意圖。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本技術。為了使本
的人員更好地理解本申請方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。需要說明的是，本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。本技術的實施例提供了一種光伏組件故障監測裝置。圖3是根據本技術第一實施例的光伏組件故障監測裝置的示意圖。如圖3所示，該裝置包括電壓傳感器10和處理器20。電壓傳感器10與光伏組件相連接，可以監測光伏組件的端電壓并根據端電壓生成模擬電壓信號；處理器20與電壓傳感器10相連接，可以根據模擬電壓信號判斷光伏組件是否故障。正常的光伏電池在低光照條件下短路電流大幅降低，但開路電壓減小幅度不大，整個IV曲線被“壓扁”，如圖4所示，I為電流，U為電壓，圖中的光照度是指光照強度，單位1000W/m2。因此在無故障狀態下，光伏組件的工作電壓，或逆變器不啟動時的開路電壓變化幅度不大。因此，端電壓如果降低了一定的幅度，則可以判斷出光伏組件故障。光伏組件中通常在若干個電池片中并聯一個二極管，如果一塊電池片故障，這幾個電池片會被全部短路。當某個組件出現電池片損壞(短路)或發生永久遮擋故障時，如圖5所示，串聯干路的電流極有可能大于其短路電流IS，Us為斷路電壓，導致電池片成為負載，從而引發旁路保護二極管的導通，該組電池被短路，輸出電壓驟降到0左右，總輸出電壓降至U1。當一個組件有至少一組電池片被二極管旁路時，其輸出電壓將大大低于其它組件。當組件出現某個電池片內部局部短路故障時，如圖6所示，IS為短路電流，Us為斷路電壓，由于該電池片的并聯電阻降低，導致組件填充因子降低，從而在相同的干路電流情況下，其輸出電壓也將大大低于其它正常組件，總輸出電壓降至U2。因此，如果光伏組件中的電池片發生故障，則光伏組件的端電壓會降低，可以根據模擬電壓信號判斷出光伏組件是否發生故障。該裝置還可以包括數據傳輸模塊，數據傳輸模塊與電壓傳感器和處理器相連接，用于將模擬電壓信號傳輸至處理器。電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光伏組件故障監測裝置，其特征在于，包括：電壓傳感器，與光伏組件相連接，用于監測所述光伏組件的端電壓并根據所述端電壓生成模擬電壓信號；處理器，與所述電壓傳感器相連接，用于根據所述模擬電壓信號判斷所述光伏組件是否故障。

【技術特征摘要】
1.一種光伏組件故障監測裝置，其特征在于，包括：電壓傳感器，與光伏組件相連接，用于監測所述光伏組件的端電壓并根據所述端電壓生成模擬電壓信號；處理器，與所述電壓傳感器相連接，用于根據所述模擬電壓信號判斷所述光伏組件是否故障。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：數據傳輸模塊，與所述電壓傳感器和所述處理器相連接，用于將所述模擬電壓信號傳輸至所述處理器。3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電壓傳感器包括：降壓器，與所述光伏組件相連接，用于對所述端電壓進行降壓，得到第一電壓；分檔電路，與所述降壓器和所述處理器相連接，用于根據所述第一電壓的電壓值所處的電壓值范圍確定所述第一電壓的檔位。4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述分檔電路包括：多個檔位回路，其中，每個檔位回路均與所述降壓器和所述處理器相連接。5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述多個檔位回路包括目標檔位回路，所述目標檔位回路中串聯有發光二極管或發光三極管。6.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述分檔電路包括：第一電阻，第一端與所述降壓器的正輸出端相連接；第一二極管，負極與所述第一電阻的第二端相連接，正極與所述降壓器的負輸出端相連接；第二二極管，正極與所述第一電阻的第一端相連接；第二電阻，第一端與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉大為，馬銘遠，彭文博，趙志國，秦校軍，
申請(專利權)人：中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11