一種用于光伏系統的采用電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光伏發電技術領域，尤其涉及一種用于光伏系統的采樣電路。
【背景技術】
[0002]大型地面光伏電站一般采用匯流箱匯流，集中式光伏逆變器并網。現有的光伏系統一般采用霍爾或電阻模擬采樣，再通過運放等模擬電路放大或調整，再送數字信號處理器(DSP)采樣進行模數(AD)轉換。因DSP的AD轉換通道數量有限，進入DSP采樣前一般會進行多路采樣切換。但是，采用霍爾進行電流采樣時，器件本身精度不高，一般只能到達1% -0.5%精度，且霍爾存在明顯的零飄。霍爾輸出后采用運放處理，運放也存在一定的零飄和誤差，因此直流電流采樣一般需要頻繁的矯正零飄。電壓采樣也是基于同樣的原理。傳統采樣電路主要基于模擬采樣方式，只在進入DSP時進行模數轉換，模擬信號流程很長，精度較差，且容易受到外來信號的干擾。因為傳統采樣系統精度差，逆變器或匯流箱等的采樣值只能作為參考，設備自帶的發電量、效率等數據無太多參考價值。精確的發電量、效率等還需要進一步借助電能表、功率分析儀等傳統設備。這些傳統設備成本較高，而光伏系統逆變器或組件數量巨大，不可能每個逆變器或組串都配備，因此導致整個光伏發電系統的精確數據很難收集。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于通過一種用于光伏系統的采樣電路，來解決以上【背景技術】部分提到的問題。
[0004]為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]一種用于光伏系統的采樣電路，其包括電流電壓轉換電路、高壓低壓轉換電路、模數轉換器、乘法器電路、數據傳輸總線以及數字信號處理器；其中，所述電流電壓轉換電路的輸出端電連接模數轉換器的輸入端，將采集的電流信號轉換為電壓信號后，輸出給模數轉換器；所述高壓低壓轉換電路的輸出端電連接模數轉換器，將采集的高電壓信號轉換為低電壓信號后，輸出給模數轉換器；所述乘法器電路輸入端電連接模數轉換器，根據輸入模數轉換器的電流、電壓信息生成功率數據；所述數字信號處理器的輸入端通過數據傳輸總線連接模數轉換器的輸出端、乘法器電路的輸出端，接收模數轉換器、乘法器電路輸出的數據。
[0006]特別地，所述電流電壓轉換電路包括但不限于分流器、霍爾電流傳感器、互感器的任一種。
[0007]特別地，所述高壓低壓轉換電路包括但不限于電阻分壓器、霍爾電壓傳感器、電壓互感器的任一種。
[0008]本實用新型提出的用于光伏系統的采樣電路中逆變器或匯流箱控制器不再對電壓、電流等信號直接采樣，電流通過電流電壓轉換電路轉化為電壓信號，模數轉換器直接對電壓信號進行采樣，直接轉化為數字信號，不再經過模擬器件轉化，采樣數據通過內部數據傳輸總線傳遞給數字信號處理器。基于現代器件工藝水平，電流電壓轉換電路例如分流器等精度很容易達到0.1%，模數轉換器的精度也很容易達到0.1%，在數字信號的傳遞過程中，不存在精度損失，因此整個采樣電路的采樣精度可以很高。而且數字信號宜于長距離傳輸，因此可以實現較長距離的數據收集。同理，電壓采樣通過高壓低壓轉換電路處理后直接模數轉換來實現，高壓低壓轉換電路例如電阻分壓器的精度也很容易做到0.1%精度等級。依次類推，也可以對溫度、輻照度、氣壓等其他數據量做同樣的采樣處理。同時，其他間接量也可以通過模數轉換后的數據直接生成，再通過數據傳輸總線傳遞給數字信號處理器，這樣可以減少數字信號處理器的數據處理量，釋放資源，且間接數據及時生成，減少了采樣延時造成的數據誤差。本實用新型結構簡單，成本低，且采樣精度高，能夠為光伏電站提供詳細數據，解決了傳統采樣電路采樣精度低，成本高的問題。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型實施例提供的用于光伏系統的采樣電路結構圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部內容，除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術語只是為了描述具體的實施例，不是旨在于限制本實用新型。
[0011]請參照圖1所示，圖1為本實用新型實施例提供的用于光伏系統的采樣電路結構圖。
[0012]本實施例中用于光伏系統的采樣電路具體包括電流電壓轉換電路101、高壓低壓轉換電路102、模數轉換器103、乘法器電路104、數據傳輸總線105以及數字信號處理器106。
[0013]所述電流電壓轉換電路101的輸出端電連接模數轉換器103的輸入端，將采集的電流信號轉換為電壓信號后，輸出給模數轉換器103 ;所述高壓低壓轉換電路102的輸出端電連接模數轉換器103，將采集的高電壓信號轉換為低電壓信號后，輸出給模數轉換器103 ;所述乘法器電路104輸入端電連接模數轉換器103，根據輸入模數轉換器103的電流、電壓信息生成功率數據；所述數字信號處理器106的輸入端通過數據傳輸總線105連接模數轉換器103的輸出端、乘法器電路104的輸出端，接收模數轉換器103、乘法器電路104輸出的數據。
[0014]在本實施例中所述電流電壓轉換電路101包括但不限于分流器、霍爾電流傳感器、互感器的任一種。電流信號轉換為采樣的電壓信號既可以通過分流器實現，也可以通過霍爾電流傳感器、互感器等其它方式實現。所述高壓低壓轉換電路102包括但不限于電阻分壓器、霍爾電壓傳感器、電壓互感器的任一種。一般常使用高精度的電阻分壓器進行分壓。
[0015]于本實施例中數據傳輸總線105可以采用I2C、CAN、RS485等一切通用總線標準實現，也可以自定義總線標準。采樣信號與數字信號處理器106之間需要隔離時，可以在數據傳輸總線105上實施隔離，這樣不影響采樣精度，也可以在模數轉換前隔離，這樣精度較差。需要說明的是，本實用新型也可以采集其他數據量，如溫度、濕度、輻照度等，適用于光伏系統的所有設備，如逆變器、匯流箱、變壓器等。
[0016]本實用新型的技術方案使得逆變器或匯流箱控制器不需要再對電壓、電流等信號直接采樣，電流通過電流電壓轉換電路轉化為電壓信號，模數轉換器直接對電壓信號進行采樣，直接轉化為數字信號，不再經過模擬器件轉化，采樣數據通過內部數據傳輸總線傳遞給數字信號處理器。基于現代器件工藝水平，電流電壓轉換電路例如分流器等精度很容易達到0.1 %，模數轉換器的精度也很容易達到0.1 %，在數字信號的傳遞過程中，不存在精度損失，因此整個采樣電路的采樣精度可以很高。而且數字信號宜于長距離傳輸，因此可以實現較長距離的數據收集。同理，電壓采樣通過高壓低壓轉換電路處理后直接模數轉換來實現，高壓低壓轉換電路例如電阻分壓器的精度也很容易做到0.1%精度等級。依次類推，也可以對溫度、輻照度、氣壓等其他數據量做同樣的采樣處理。同時，其他間接量也可以通過模數轉換后的數據直接生成，再通過數據傳輸總線傳遞給數字信號處理器，這樣可以減少數字信號處理器的數據處理量，釋放資源，且間接數據及時生成，減少了采樣延時造成的數據誤差。本實用新型結構簡單，成本低，且采樣精度高，能夠為光伏電站提供詳細數據，解決了傳統采樣電路采樣精度低，成本高的問題。
[0017]注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【主權項】
1.一種用于光伏系統的采樣電路，其特征在于，包括電流電壓轉換電路、高壓低壓轉換電路、模數轉換器、乘法器電路、數據傳輸總線以及數字信號處理器；其中，所述電流電壓轉換電路的輸出端電連接模數轉換器的輸入端，將采集的電流信號轉換為電壓信號后，輸出給模數轉換器；所述高壓低壓轉換電路的輸出端電連接模數轉換器，將采集的高電壓信號轉換為低電壓信號后，輸出給模數轉換器；所述乘法器電路輸入端電連接模數轉換器，根據輸入模數轉換器的電流、電壓信息生成功率數據；所述數字信號處理器的輸入端通過數據傳輸總線連接模數轉換器的輸出端、乘法器電路的輸出端，接收模數轉換器、乘法器電路輸出的數據。2.根據權利要求1所述的用于光伏系統的采樣電路，其特征在于，所述電流電壓轉換電路包括但不限于分流器、霍爾電流傳感器、互感器的任一種。3.根據權利要求1或2任一項所述的用于光伏系統的采樣電路，其特征在于，所述高壓低壓轉換電路包括但不限于電阻分壓器、霍爾電壓傳感器、電壓互感器的任一種。
【專利摘要】本實用新型公開一種用于光伏系統的采樣電路，包括電流電壓轉換電路、高壓低壓轉換電路、模數轉換器、乘法器電路、數據傳輸總線以及數字信號處理器；所述電流電壓轉換電路的輸出端電連接模數轉換器的輸入端；所述高壓低壓轉換電路的輸出端電連接模數轉換器；所述乘法器電路輸入端電連接模數轉換器；所述數字信號處理器的輸入端通過數據傳輸總線連接模數轉換器的輸出端、乘法器電路的輸出端。本實用新型結構簡單，成本低，采樣精度高，能夠為光伏電站提供詳細數據，解決了傳統采樣電路采樣精度低，成本高的問題。
【IPC分類】G01R19/25, H02S50/00
【公開號】CN204697002
【申請號】CN201520278293
【發明人】羅劼, 蔡子海, 陳坤鵬
【申請人】無錫上能新能源有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月30日