一種半自動光伏組件巡檢儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種半自動光伏組件巡檢儀，包括：一個第一裝置和至少一個第二裝置，第一裝置與至少一個第二裝置串聯連接；第一裝置包括：電源及電源開關、振蕩器、分頻器、地址編碼器、地址及電源輸出接口，電源及電源開關的輸出端與振蕩器、分頻器和地址編碼器的電源輸入端分別相連；分頻器的輸出端通過地址編碼器與地址及電源輸出接口的一端相連；電源及電源開關的輸出端與地址及電源輸出接口的另一端相連；第二裝置包括：地址及電源輸入接口、地址譯碼器、電壓比較器電路、報警器，地址譯碼器的輸入端通過地址及電源輸入接口與地址及電源輸出接口相連；地址譯碼器的輸出端通過電壓比較器電路與報警器相連；報警器包括蜂鳴器和LED燈。
【專利說明】一種半自動光伏組件巡檢儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光伏組件電壓檢測裝置，特別涉及一種半自動光伏組件巡檢儀。
【背景技術】
[0002]光伏組件是光伏電站非常重要的組成元件，它的穩定運行是提高光伏電站運行和發電效率的基本保障，目前光伏組件的檢查方法基本上可以分成三類。
[0003]1、完全人工檢測，當光伏組件的電壓降低到一定程度時，智能匯流箱就會檢測到異常，并發出報警，此時維護人員根據報警找到故障的光伏組件串，利用電壓測量工具進行查找，沒有采用智能匯流箱的電站，則需要人工定期檢測。
[0004]2、利用以PH0T0M0S繼電器作為開關的有線光伏組件巡檢儀進行巡檢。有線光伏組件巡檢儀是將光伏組件兩端連接到光伏組件巡檢儀，巡檢儀自動巡檢，檢測到光伏組件的電壓值低于用戶設定電壓值的時候，發出報警。
[0005]3、利用無線光伏組件巡檢儀進行巡檢，無線光伏組件巡檢儀是將檢測傳感器直接安裝到光伏組件上，通過無線方式向通訊管理主機發送光伏組件的電壓信息。
[0006]但上述三種現有技術中的檢測方法存在以下問題:
[0007]第一種方法:在完全人工檢測的時候，需要經常的拆卸光伏組件或跟光伏組件直接接觸，由于光伏組件串的電壓一般在300-1000V之間，因此存在極大的危險性。
[0008]第二種方法:由于需要光伏組件兩端的連線要連接到巡檢儀上，且一個光伏組件串有10-30個光伏組件，造成連線的數量非常多，而且由于光伏組件體積較大，光伏組件到巡檢儀需要有較長的連線，造成巡檢儀本身存在一定的故障隱患，同時也增加了施工成本。另外，由于光伏組件分布在室外，當有任何物體遮擋光線的時候，巡檢儀就會報警，所以存在誤報的可能。
[0009]第三種方法:利用無線方式可以解決有線巡檢儀走線多，且復雜的問題，但同時也帶來了一些新的問題，一是每個傳感器都需要無線收發器，這無疑增加了相當高的成本；二是由于無線頻段屬于公用頻段，增加了被干擾的可能性，影響了光伏電站的通訊穩定和安全，另外由于光伏組件被遮擋造成的誤報也無法解決。
實用新型內容
[0010]為了解決現有技術中存在的光伏組件電壓檢測危險性高、施工復雜的問題，本實用新型提出了一種半自動光伏組件巡檢儀。
[0011]本實用新型的半自動光伏組件巡檢儀，包括:一個第一裝置和至少一個第二裝置，第一裝置與至少一個第二裝置串聯連接；
[0012]第一裝置包括:電源及電源開關、振蕩器、分頻器、地址編碼器、地址及電源輸出接口，電源及電源開關的輸出端與振蕩器、分頻器和地址編碼器的電源輸入端分別相連；分頻器的輸出端通過地址編碼器與地址及電源輸出接口的一端相連；電源及電源開關的輸出端與地址及電源輸出接口的另一端相連；
[0013]第二裝置包括:地址及電源輸入接口、地址譯碼器、電壓比較器電路、報警器，地址譯碼器的輸入端通過地址及電源輸入接口與地址及電源輸出接口相連；地址譯碼器的輸出端通過電壓比較器電路與報警器相連；報警器包括蜂鳴器和LED燈。
[0014]在上述技術方案中，第二裝置還包括:地址檢測電路，地址檢測電路包括:第一電阻、第一光耦、地址選擇器，第一光耦的負極通過第一電阻接地；第一光耦的正極通過地址選擇器與地址譯碼器的輸出端相連；第一光耦的發射極連接外部光伏組件；
[0015]電壓比較器電路包括:第二電阻、第二光耦，第一光耦的集電極通過第二電阻與第二光耦的負極相連；第二光耦的正極連接外部光伏組件；第二光耦的集電極與蜂鳴器的電源正極、LED燈的電源正極分別相連。
[0016]在上述技術方案中，電壓比較器電路還包括:二極管，二極管的負極與第二電阻相連；二極管的正極與第二光耦的負極相連。
[0017]在上述技術方案中，第二裝置還包括:第三電阻、第四電阻、三極管，第三電阻連接在第二光耦的發射極與三極管的基極之間；
[0018]蜂鳴器的電源負極與三極管的集電極相連；第四電阻連接在LED燈的電源負極與三極管的集電極之間；三極管的發射極直接接地。
[0019]在上述技術方案中，地址選擇器包括:第一地址選擇器和第二地址選擇器，地址譯碼器包括:第一地址譯碼器和第二地址譯碼器；
[0020]第一地址譯碼器的輸出端通過第一地址選擇器與第一光耦的正極相連；第二地址譯碼器的輸出端通過第二地址選擇器與第一光耦的正極相連。
[0021]在上述技術方案中，第二裝置還包括:反相器，反相器的一端與第一地址譯碼器的使能端相連，反相器的另一端與第二地址譯碼器的使能端相連。
[0022]在上述技術方案中，地址編碼器為32進制地址編碼器，地址譯碼器為32進制地址譯碼器。
[0023]在上述技術方案中，第一地址譯碼器、第二地址譯碼器為4線-16線譯碼器；第一地址選擇器、第二地址選擇器為16路地址選擇器。
[0024]在上述技術方案中，第一裝置的地址及電源輸出接口與至少一個第二裝置的地址及電源輸入接口通過帶有防水接頭的線纜相連。
[0025]本實用新型的半自動光伏組件巡檢儀，可以在不拆卸光伏組件的情況下，自動查找故障組件，檢測方法簡單可靠，避免了拆卸光伏組件可能造成的觸電危險，且可直接定位故障光伏組件的位置。利用普通光耦作為開關，第二裝置2直接安裝在光伏組件上，省去了非常多的連線，大大的降低了制造和施工成本，并且由于是人工和機器結合巡檢，不存在誤報問題，也不會和電站的其他設備互相干擾，而且具有非常明顯的成本優勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型的半自動光伏組件巡檢儀的結構圖；
[0027]圖2是本實用新型的第一裝置的結構示意圖；
[0028]圖3是本實用新型的第二裝置的結構示意圖；
[0029]圖4是本實用新型的第二裝置的電路原理圖。
[0030]結合附圖在其上標記以下附圖標記:
[0031]A-正極，K-負極，E-發射極，C-集電極；211_第一地址譯碼器，212-第二地址譯碼器，221-蜂鳴器，222-LED燈，231-第一地址選擇器，232-第二地址選擇器，24-反相器，26-光伏組件接線盒，27-外部接線插座。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖，對本實用新型的幾個【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本實用新型的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0033]為了解決現有技術中存在的光伏組件電壓檢測危險性高、施工復雜的問題，本實用新型提出了一種半自動光伏組件巡檢儀。
[0034]如圖1所示，本實用新型的半自動光伏組件巡檢儀包括:第一裝置1、第二裝置2，第一裝置I與第二裝置2相連，第一裝置I主要用于生成地址信號，并將地址信號傳輸到第二裝置2，并為第二裝置2提供工作電源。第二裝置2的光伏組件接線盒26與外部光伏組件相連，對外部光伏組件的電壓進行檢測。每個第二裝置2連接一個外部光伏組件。
[0035]如圖2所示，第一裝置I包括:電源及電源開關11、振蕩器12、分頻器13、地址編碼器14、地址及電源輸出接口 15，電源及電源開關11的輸出端與振蕩器12、分頻器13、地址編碼器14的電源輸入端分別相連；分頻器13的輸出端通過地址編碼器14與地址及電源輸出接口 15的一端相連；電源及電源開關11的輸出端與地址及電源輸出接口 15的另一端相連。
[0036]振蕩器12是用來產生重復電子信號(通常是正弦波或方波)的電子元件，分頻器13用于將振蕩器12輸出的方波轉換成Ihz的電信號，編碼器14是將信號(如比特流)或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸的信號形式的元件。當電源開關打開后，振蕩器12輸出32768hz的方波，經過分頻器13后變成Ihz的信號，然后通過地址編碼器14，以Ihz的頻率通過地址及電源輸出接口 15持續向第二裝置2輸出32個地址信號。優選的，地址編碼器14為32進制地址編碼器。
[0037]如圖3和圖4所示，第二裝置2包括:(本實用新型中以接線插座27標示)、地址譯碼器21、電壓比較器電路、報警器22，報警器包括蜂鳴器221和LED燈222。地址譯碼器21輸入端通過地址及電源輸入接口 27與地址及電源輸出接口 15相連；地址譯碼器21的輸出端通過電壓比較器電路與報警器22相連；報警器22包括蜂鳴器221和LED燈222。優選的，第一裝置的地址及電源輸出接口 15與至少一個第二裝置的地址及電源輸入接口 27通過帶有防水接頭的線纜相連。
[0038]本實用新型的半自動光伏組件巡檢儀，在第二裝置2中應用了光耦合器(以下簡稱光I禹)，光I禹合器以光為媒介傳輸電信號，對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。光I禹合器主要由發光二極管和光敏三極管組成，以下所述光耦的正極或負極指光耦內部發光二極管的正極或負極，光耦的集電極或發射極指光敏三極管的集電極或發射極。
[0039]優選的，還包括:地址檢測電路，該地址檢測電路包括:第一電阻R1、第一光耦0C1、地址選擇器23 ;優選的，電壓比較器電路25包括:第二電阻R2、第二光耦0C2、二極管D。第一光耦OCl的負極通過第一電阻Rl接地，正極通過地址選擇器23與地址譯碼器21的輸出端相連，發射極連接光伏組件接線盒26的光伏組件，集電極通過第二電阻R2、二極管與第二光耦0C2的負極相連，二極管D的負極與第二電阻相連，正極與第二光耦0C2的負極相連。
[0040]第二光耦0C2的正極連接光伏組件接線盒26的光伏組件，集電極與蜂鳴器221的電源正極、LED燈222的電源正極分別相連。優選的，第二裝置2還包括:第三電阻R3、第四電阻R4、三極管T，第三電阻R3連接在第二光耦0C2的發射極與三極管T的基極之間；蜂鳴器221的電源負極與三極管T的集電極相連；第四電阻R4連接在LED燈222的電源負極與三極管T的集電極之間；三極管T的發射極直接接地；第二光耦0C2的集電極、LED燈222的電源正極以及蜂鳴器221的電源正極連接至VCC (電源電壓)。
[0041]在本實用新型中，可以預先設置光伏組件的合格電壓閾值，據此設置第二電阻R2的阻值，當第二電阻R2分擔部分電壓后，如果流經第二光耦0C2的發光二極管的電流能夠使其導通，由于光耦自身的光電隔離和信號傳輸作用，使得光敏三極管導通，進而驅動蜂鳴器221和LED燈222工作，即說明光伏組件接線盒26的輸入電壓達到預設電壓閾值；如果光伏組件接線盒26的輸入電壓未達到預設電壓閾值，則第二光耦0C2不導通，蜂鳴器221和LED燈222不工作。
[0042]優選的，地址選擇器23包括:第一地址選擇器231和第二地址選擇器232 ;優選的，地址譯碼器21包括:第一地址譯碼器211和第二地址譯碼器212。第一地址譯碼器211的輸出端通過第一地址選擇器231與第一光耦OCl的正極相連；第二地址譯碼器212的輸出端通過第二地址選擇器232與第一光耦OCl的正極相連。
[0043]優選的，第二裝置2還包括:反相器24，反相器24的一端連接第一地址譯碼器211的使能端，另一端連接第二地址譯碼器212的使能端，且反相器24還與外部接線插座27相連。
[0044]優選的，地址譯碼器21為32進制地址譯碼器。優選的，第一地址譯碼器211、第二地址譯碼器212為4線-16線譯碼器；第一地址選擇器231、第二地址選擇器232為16路地址選擇器。
[0045]當第二裝置2接收到第一裝置I發送來的地址信號時，如果檢測到該地址與自身的地址相適配，且光伏組件電壓達到預先設定的電壓閾值，則驅動蜂鳴器221發出聲音，點亮LED燈222，如果光伏電壓降低到設定電壓閾值以下，則蜂鳴器221和LED燈222不會有任何反應。具體工作過程如下:
[0046]當檢測到有地址信號輸入時，通過反相器24選擇該地址信號輸入第一地址譯碼器211還是第二地址譯碼器212。地址信號輸入的地址譯碼器21循環輸出高電平，設定地址選擇器23的地址信息，當輸入的地址信號和地址選擇器23設定的地址一致時，地址選擇器23輸出高電平信號，由于地址選擇器23和第一光稱OCl相連，因此第一光I禹OCl的發射極和集電極導通。
[0047]由于第一光稱OCl的發射極與光伏組件接線盒26相連,第二光稱的正極也與光伏組件接線盒26相連，第一光耦OCl的集電極通過第二電阻R2與第二光耦0C2的負極相連，因此，當光伏組件的電壓達到設定的電壓閾值時，第二光耦0C2的正負極導通，驅動發射極和集電極導通，進而使得蜂鳴器221和LED燈222工作；如果光伏組件的電壓未達到設定的電壓閾值，第二光耦0C2不導通，蜂鳴器221和LED燈222不工作，據此可以快速、便捷地篩選出電壓不合格的光伏組件。
[0048]本實用新型的半自動光伏組件巡檢儀，可以在不拆卸光伏組件的情況下，自動查找故障組件，檢測方法簡單可靠，避免了拆卸光伏組件可能造成的觸電危險，且可直接定位故障光伏組件的位置。利用普通光耦作為開關，第二裝置2直接安裝在光伏組件上，省去了非常多的連線，大大的降低了制造和施工成本，并且由于是人工和機器結合巡檢，不存在誤報問題，也不會和電站的其他設備互相干擾，而且具有非常明顯的成本優勢。
[0049]以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是，本實用新型并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，包括:一個第一裝置和至少一個第二裝置，所述第一裝置與所述至少一個第二裝置串聯連接； 所述第一裝置包括:電源及電源開關、振蕩器、分頻器、地址編碼器、地址及電源輸出接口，所述電源及電源開關的輸出端與所述振蕩器、所述分頻器和所述地址編碼器的電源輸入端分別相連；所述分頻器的輸出端通過所述地址編碼器與所述地址及電源輸出接口的一端相連；所述電源及電源開關的輸出端與所述地址及電源輸出接口的另一端相連； 所述第二裝置包括:地址及電源輸入接口、地址譯碼器、電壓比較器電路、報警器，所述地址譯碼器的輸入端通過所述地址及電源輸入接口與所述地址及電源輸出接口相連；所述地址譯碼器的輸出端通過所述電壓比較器電路與所述報警器相連；所述報警器包括蜂鳴器和LED燈。
2.根據權利要求1所述的半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，所述第二裝置還包括地址檢測電路，所述地址檢測電路包括:第一電阻、第一光耦、地址選擇器，所述第一光耦的負極通過所述第一電阻接地；所述第一光耦的正極通過所述地址選擇器與所述地址譯碼器的輸出端相連；所述第一光耦的發射極連接外部光伏組件； 所述電壓比較器電路包括:第二電阻、第二光耦，所述第一光耦的集電極通過所述第二電阻與所述第二光耦的負極相連；所述第二光耦的正極連接外部光伏組件；所述第二光耦的集電極與所述蜂鳴器的電源正極、所述LED燈的電源正極分別相連。
3.根據權利要求2所述的半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，所述電壓比較器電路還包括:二極管，所述二極管的負極與所述第二電阻相連；所述二極管的正極與所述第二光率禹的負極相連。
4.根據權利要求3所述的半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，所述第二裝置還包括:第三電阻、第四電阻、三極管，所述第三電阻連接在所述第二光耦的發射極與所述三極管的基極之間； 所述蜂鳴器的電源負極與所述三極管的集電極相連；所述第四電阻連接在所述LED燈的電源負極與所述三極管的集電極之間；所述三極管的發射極直接接地。
5.根據權利要求4所述的半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，所述地址選擇器包括:第一地址選擇器和第二地址選擇器，所述地址譯碼器包括:第一地址譯碼器和第二地址譯碼器； 所述第一地址譯碼器的輸出端通過所述第一地址選擇器與所述第一光耦的正極相連；所述第二地址譯碼器的輸出端通過所述第二地址選擇器與所述第一光耦的正極相連。
6.根據權利要求5所述的半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，所述第二裝置還包括:反相器，所述反相器的一端與所述第一地址譯碼器的使能端相連，所述反相器的另一端與所述第二地址譯碼器的使能端相連。
7.根據權利要求1所述的半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，所述地址編碼器為32進制地址編碼器，所述地址譯碼器為32進制地址譯碼器。
8.根據權利要求5所述的半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，所述第一地址譯碼器、所述第二地址譯碼器為4線-16線譯碼器；所述第一地址選擇器、所述第二地址選擇器為16路地址選擇器。
9.根據權利要求1所述的半自動光伏組件巡檢儀，其特征在于，所述第一裝置的地址及電源輸出接口與所述至少一個第二裝置的地址及電源輸入接口通過帶有防水接頭的線纜相連。
【文檔編號】H02S50/10GK204068864SQ201420570048
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】張智威, 周紅峰, 陳閩林, 劉全春, 王洪勉, 宋彥斌, 鄢志平 申請人:國家電網公司, 北京南瑞智芯微電子科技有限公司