本發(fā)明涉及光伏系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)，特別是涉及一種光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備。
背景技術(shù)：
：光伏監(jiān)控系統(tǒng)是統(tǒng)籌光伏系統(tǒng)太陽能光伏陣列和鉛酸蓄電池模塊(儲能單元)的關(guān)鍵，也是整個光伏系統(tǒng)的智能核心，它不僅控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，還為系統(tǒng)的可靠運行提供保障。由于太陽能光伏陣列工作狀態(tài)和蓄電池充放電的工作狀態(tài)與自身系統(tǒng)和外界環(huán)境有關(guān)，若沒有明確或有意義的監(jiān)控策略，將導(dǎo)致儲能蓄電池的使用壽命短于預(yù)期。因此，合理的充放電監(jiān)控系統(tǒng)對提高光伏蓄電池的使用壽命與光伏系統(tǒng)的配置有很大的研究作用。目前還沒有一種較為理想的蓄電池電流充放電監(jiān)控方案。技術(shù)實現(xiàn)要素：基于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例采用以下技術(shù)方案：一種光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備，包括：線性電流傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、微處理器以及顯示設(shè)備，所述線性電流傳感器的輸入端與太陽能光伏板連接，輸出端與光伏系統(tǒng)蓄電池、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述微處理器連接，所述微處理器與所述顯示設(shè)備連接；所述線性電流傳感器采集所述太陽能光伏板的輸出電流并輸送至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得蓄電池電流數(shù)字量，所述微處理器對所述蓄電池電流數(shù)字量進(jìn)行預(yù)定換算處理，并將換算處理后的蓄電池電流信息在所述顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示。根據(jù)如上所述的本發(fā)明實施例的方案，其微處理器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與線性電流傳感器連接，且線性電路傳感器是連接在太陽能光伏板與光伏系統(tǒng)蓄電池之間，因此，線性電流傳感器可以采集太陽能光伏板的輸出電流并輸送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得蓄電池電流數(shù)字量后，微處理器對該蓄電池電流數(shù)字量進(jìn)行預(yù)定換算處理后得到蓄電池電流信息在顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示，從而實現(xiàn)了對光伏系統(tǒng)蓄電池電流的結(jié)構(gòu)可視化的監(jiān)控。附圖說明圖1是一個實施例中本發(fā)明的光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一個具體示例中本發(fā)明的光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備的電路電氣結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是一個具體測試實驗示例中的測試結(jié)果界面示意圖；圖4是另一個具體測試實驗示例中的測試結(jié)果界面示意圖；圖5是另一個具體測試實驗示例中的測試結(jié)果界面示意圖；圖6是另一個具體測試實驗示例中的測試結(jié)果界面示意圖；圖7是另一個具體測試實驗示例中的測試結(jié)果界面示意圖；圖8是在一個具體的工程項目中的配置安裝的示意圖。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖1中示出了一個實施例中本發(fā)明的光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備：線性電流傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、微處理器以及顯示設(shè)備，所述線性電流傳感器的輸入端與太陽能光伏板連接，輸出端與光伏系統(tǒng)蓄電池、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述微處理器連接，所述微處理器與所述顯示設(shè)備連接。工作時，所述線性電流傳感器采集所述太陽能光伏板的輸出電流并輸送至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得蓄電池電流數(shù)字量，所述微處理器對所述蓄電池電流數(shù)字量進(jìn)行預(yù)定換算處理，并將換算處理后的蓄電池電流信息在所述顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示。根據(jù)如上所述的本發(fā)明實施例的方案，其微處理器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與線性電流傳感器連接，且線性電路傳感器是連接在太陽能光伏板與光伏系統(tǒng)蓄電池之間，因此，線性電流傳感器可以采集太陽能光伏板的輸出電流(該輸出電流也為蓄電池的充電電流)并輸送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲得蓄電池電流數(shù)字量后，微處理器對該蓄電池電流數(shù)字量進(jìn)行預(yù)定換算處理后得到蓄電池電流信息在顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示，從而實現(xiàn)了對光伏系統(tǒng)蓄電池電流的結(jié)構(gòu)可視化的監(jiān)控。由于蓄電池的特性與其使用時間有關(guān)，其儲能量不能以充電時間的長短來確定，因為蓄電池在使用一段時間后其電介質(zhì)或內(nèi)阻等發(fā)生變化，造成用較短的時間就能充滿電(達(dá)到額定的電壓值)，但是蓄電池的儲能量卻在減小。因此，通過監(jiān)控蓄電池的充電電流更能反應(yīng)蓄電池的性能，具有更為重要的意義。另一方面，在一個實施例的方案中，上述光伏系統(tǒng)蓄電池可以是包含有相互串聯(lián)的多個(例如至少兩個)，此時，上述線性電流傳感器的輸出端是與其中一個光伏系統(tǒng)蓄電池連接，該光伏系統(tǒng)蓄電池的另一端通過相互串聯(lián)的方式與依次與其他蓄電池連接，從而，不僅可以實現(xiàn)對單個普通蓄電池的監(jiān)控，還可以對串聯(lián)的多個蓄電池進(jìn)行監(jiān)控，對單個普通蓄電池和多個串聯(lián)蓄電池的電流充放電監(jiān)控具有通用性。在一個具體示例中，上述換算處理后的蓄電池電流信息可以包括瞬間電流、平均電流、累加電流中的任意一項或者任意組合。具體的計算確定瞬間電流、平均電流以及累加電流的方式，可以采用目前已有以及以后可能出現(xiàn)的任何方式進(jìn)行。由于光伏系統(tǒng)主要由光伏板、逆變器和儲能蓄電池組成。根據(jù)環(huán)境、負(fù)載等情況合理配置系統(tǒng)容量，不僅使系統(tǒng)壽命長、效率高、維護(hù)及時，而且工程造價投入等優(yōu)化配置系統(tǒng)方案。例如，區(qū)域光照度、光伏板功率、逆變器功率和蓄電池儲能容量等都能從光伏板提供的最大瞬間電流、每小時的平均電流和一天累加的總電流分析出配置的蓄電池容量的合理性，也就是說，當(dāng)光照度強和負(fù)載額定的情況下，蓄電池僅在日光長度的二分之一時間就充滿，則說明蓄電池容量配置小，反之亦然。因此，通過監(jiān)控蓄電池的充電電流，進(jìn)行換算處理獲得蓄電池的瞬間電流、平均電流、累加電流，可以用以進(jìn)一步的分析系統(tǒng)方案的匹配性。其中，在一個具體示例中，可以以小時為時間段來計算上述平均電流、累加電流，即上述平均電流為每個小時時間段的平均電流，上述累加電流為每個小時時間段的累加電流。此外，在上述獲得瞬間電流、平均電流、累加電路之后，微處理器可以將將平均電流以柱形圖的方式在顯示設(shè)備進(jìn)行顯示，從而使得對光伏系統(tǒng)蓄電池的監(jiān)控更為直觀和形象。上述瞬時電流在進(jìn)行顯示時，可以對其最小值和最大值進(jìn)行設(shè)置，例如最小值為0.2A，最大值為10.0A，刷新時間可以為1秒。瞬時電流的精度可以結(jié)合實際需要來設(shè)置，例如精度可以設(shè)置為小數(shù)點后1位。類似地，上述平均電流在進(jìn)行顯示時，求取平均電流的時間段可以結(jié)合實際需要來設(shè)置，例如以小時為單位。此外，根據(jù)光照強度，在1小時中，平均電流顯示的最小值為0.1A/h，最大值為10.0A/h，而平均電流的步進(jìn)顯示時間間隔為(3600秒/m)＝n秒，其中m為3600秒的劃分等份值。也就是說，以每秒的瞬時電流值的累加值為基本取值時間單元(即，n秒)再取平均值。由于在1小時中共劃分了m等份，每一等份為n秒，因此，1小時的平均電流值正是由時間單元項的逐項累加再取平均的結(jié)果。由于每天的日照度不同，午間日照度為最強，并且每小時的日照度也不一樣。通過以小時為單位來確定平均電流，可以了解一天中每小時對蓄電池的充電量，此時該平均電流表征了1小時內(nèi)由開始到結(jié)束。另一方面，通過光伏板的充電電流總值與負(fù)載的輸出電流總值的差值，也可以大概估算出可剩余的平均電流，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，也可以用功率來換算出平均電流。而上述累加電流，由于體現(xiàn)的是各時間的電流的和值，因此，可以只對其最大值進(jìn)行設(shè)置，例如可以將累加電流的顯示最大值可以設(shè)置為250.0A。在其中一個具體示例中，如圖1所示，本實施例的光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備還可以包括與所述微處理器連接的無線通信模塊，所述微處理器將所述換算處理后的蓄電池電流信息通過所述無線傳輸模塊傳輸給用戶終端。這里的用戶終端可以是用戶的移動終端、智能平板、個人計算機等任何終端設(shè)備，便于將監(jiān)控的光伏電池蓄電池的電流的信息通知到用戶，實現(xiàn)人機交互的智能控制?？梢暬瘏?shù)可以使用戶更加直觀地了解系統(tǒng)的應(yīng)用情況，其中包括現(xiàn)場監(jiān)控與遠(yuǎn)程終端監(jiān)控。上述無線傳輸模塊可以為Zigbee(一種基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù))無線傳輸模塊。在一個具體示例中，上述線性電流傳感器可以包括至少一個，例如兩個以上的多個，任意一個線性電流傳感器與一條光伏支路連接，從而可以通過不同的線性電流傳感器與不同的光伏支路連接，實現(xiàn)對不同的光伏支路的電流的監(jiān)控。此時，微處理器可以通過檢測至少一條光伏支路的充電電流確定所述瞬間電流，即瞬間電流可以由一條光伏支路的電流確定，也可以由N(N為大于等于2的整數(shù))條光伏支路的電流確定，以使用戶了解當(dāng)前的充電情況，了解每條支路光伏板的光電效應(yīng)。具體的基于各支路的充電電流確定瞬間電流的方式，可以采用任何可能的方式進(jìn)行。通過對各光伏支路的電流進(jìn)行檢測，可以實現(xiàn)不同的應(yīng)用。其中一種應(yīng)用方式中，如果光伏系統(tǒng)蓄電池在使用一段時間后，在同等的光照度而支路瞬間充電電流明顯減小，則說明蓄電池可能已經(jīng)老化或者光伏板的光電效應(yīng)變低。在另一種應(yīng)用方式中，可以據(jù)此判斷支路充電電流之和是否符合蓄電池最大充電流的原則。上述微處理器還可以將各支路的充電電流之和與蓄電池最大充電電流進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果配置光伏板輸出功率。以12V120AH的電池為例，其平均充電電流為12.0A，即0.1C。因此，通過據(jù)此合理配置光伏板輸出功率，避免大電流充電，對蓄電池的使用壽命起著至關(guān)重要的作用。另一方面，還可以基于各光伏支路的電流，為確定平均電流提供依據(jù)。在一個實施例中，如圖1所示，本實施例中的光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備還可以包括時間設(shè)置模塊，所述微處理器根據(jù)所述時間設(shè)置模塊設(shè)置的時間間隔將所述換算處理后的蓄電池電流信息通過所述無線傳輸模塊傳輸給用戶終端。如圖1所示，在一個具體示例中，本發(fā)明實施例的光伏系統(tǒng)蓄電池電壓監(jiān)控設(shè)備還可以包括與所述微處理器連接的時鐘電路，所述微處理器可以檢測所述時鐘電路的時間，并將檢測到的時間信息在所述顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。另一方面，微處理器也可以基于時鐘電路的時間來實現(xiàn)對其他模塊的控制，例如基于時鐘電路的時間定時對顯示設(shè)備的顯示內(nèi)容進(jìn)行刷新等等。此外，如圖1所示，在一個具體示例中，本發(fā)明實施例的光伏系統(tǒng)蓄電池電壓監(jiān)控設(shè)備還可以包括節(jié)能控制模塊，該節(jié)能控制模塊與所述微處理器連接，所述顯示設(shè)備在所述節(jié)能控制模塊監(jiān)測到人體靠近距離小于預(yù)設(shè)節(jié)能控制距離時，點亮所述顯示設(shè)備的背光燈，并持續(xù)預(yù)定延時時間后，關(guān)閉所述背光燈。從而，在人體靠近該監(jiān)控設(shè)備時，該監(jiān)控設(shè)備將自動點亮顯示設(shè)備的背光燈，例如LCD液晶背光燈，并持續(xù)預(yù)定延時時間后，再自動關(guān)閉背光燈，起到節(jié)能的控制作用。該預(yù)定延時時間可以結(jié)合實際需要進(jìn)行設(shè)置，例如可以設(shè)置為10秒至20秒。此外，如圖1所示，在一個具體示例中，本發(fā)明實施例的光伏系統(tǒng)蓄電池電壓監(jiān)控設(shè)備還可以包括與所述光伏系統(tǒng)蓄電池連接的DC-DC開關(guān)電源，該DC-DC開關(guān)電源的輸入端與所述光伏系統(tǒng)蓄電池連接。DC-DC電源的輸出端輸出的電源給其他各電源供電。從而，供電電源由光伏系統(tǒng)蓄電池經(jīng)DC-DC開關(guān)電源提供，其輸入電壓范圍較寬,能滿足蓄電池電壓波動的需求?；谌缟纤龅膶嵤├瑘D2中示出了一個具體示例中本發(fā)明的光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備的電路電氣結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在圖2所示的具體示例中，線性電流傳感器可以選用霍爾電流傳感器，例如ACS712線性電流傳感器，ACS712作為一種線性電流傳感器，其內(nèi)置有精確的低偏置的線性霍爾傳感器電路，能輸出與檢測的交流或直流電流成比例的電壓。上述微處理器可以選用單片機嵌入式系統(tǒng)，例如AT89S52微處理器。上述顯示設(shè)備可以選用LCD(LiquidCrystalDisplay)液晶顯示屏，例如LM4229液晶顯示器，LM4229是一種圖形點陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及240×128全點陣液晶顯示器組成，可完成圖形和漢字的顯示，且終端字體大小可以選擇。上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路可以為ADC0831轉(zhuǎn)換器。ADC0831轉(zhuǎn)換器作為8腳雙列直插式單通道A/D轉(zhuǎn)換器，能對模擬信號實現(xiàn)模—數(shù)轉(zhuǎn)換，其采用串行通信方式，進(jìn)行串行數(shù)據(jù)輸出。上述時鐘電路可以包括DS1302時鐘芯片，其可以實現(xiàn)對秒、分鐘、小時、月、星期、年的計數(shù)。且其有31*8位的額外數(shù)據(jù)暫存寄存器，最少的I/O引腳傳輸。DC-DC開關(guān)電源可以采用WD10-110S05B1電源模塊。結(jié)合圖2中所示的示例，以下對本發(fā)明實施例的光伏系統(tǒng)蓄電池電流監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)實驗和誤差分析。在設(shè)定模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出恒定的2.0A電流的條件下,經(jīng)10個小時的系統(tǒng)運行,其實驗測試結(jié)果的顯示界面如圖3所示。測量值的分布服從正態(tài)分布時，用最小二乘法原理可以證明：在一組等精度的測量中，算術(shù)平均值為最佳值或最可信賴值。其定義為：x‾=x1+x2+......+xnn=Σi=1nxin]]>其中，x1、x2……xn分別為各次的實驗值，n為觀測次數(shù)。據(jù)此，上述實驗結(jié)果得到的算數(shù)平均值為：x‾=9.9+10.0+10.0+10.0+10.0+10.0+10.0+10.0+10.0+10.0n=Σi=110xi10=19.9(A)]]>而算術(shù)平均誤差(平均偏差)是表示誤差的較好方法，其定義為：Δ=Σi=1n|xi-x‾|n=Σi=1n|di|n]]>式中，n為觀測次數(shù)，di為試驗值xi與算術(shù)平均值之間的偏差。在此實驗測試中，以每小時2(A)的恒定電流進(jìn)行測試值，經(jīng)10小時后，其算術(shù)平均誤差為：Δ=Σi=1n|xi-x‾|n=Σi=110|20.0-19.9|10=0.01]]>在設(shè)定恒定5.0A電流的條件下,經(jīng)18個小時的系統(tǒng)運行,其實驗測試結(jié)果的顯示界面如圖4所示。在此實驗測試中，以每小時5(A)的恒定電流進(jìn)行測試，經(jīng)18小時后，其算術(shù)平均誤差為：Δ=Σi=1n|xi-x‾|n=Σi=118|90.0-89.9|18=0.01]]>在設(shè)定恒定10.0A電流的條件下,經(jīng)10個小時的系統(tǒng)運行,其實驗測試結(jié)果如圖5所示。在此實驗測試中，以每小時10(A)的恒定電流進(jìn)行測試值，經(jīng)10小時后，其算術(shù)平均誤差為：Δ=Σi=1n|xi-x‾|n=Σi=110|100.0-99.8|10=0.02]]>在每小時設(shè)置不同的恒定電流的條件下(例如模擬一天的日光強度),經(jīng)18個小時的系統(tǒng)實驗運行后,其實驗測試結(jié)果分別如圖6、圖7所示。日光強度為發(fā)光強度，簡稱光強，國際單位是candela(簡寫cd，坎德拉)，光照強度＝光通量/單位面積。光是一種輻射能，故各種光源所發(fā)出的光能都有一定的強度，這種光能的強度，叫“光強度”。它一般以燭光為計算單位。光照度的單位是勒克斯，是英文lux的音譯，也可寫為lx。被光均勻照射的物體，在1平方米面積上得到的光通量是1流明時，它的照度是1勒克斯。1標(biāo)準(zhǔn)燭光＝10.76Lux.例如130瓦的日光燈，在一米處的光張強度為30×10.76＝322.8Lux。在具體應(yīng)用到工程項目中時，該電流監(jiān)控設(shè)備可以有多個，在一個具體示例中，工程項目在25000Lux情況下，項目的電流監(jiān)控設(shè)備的配置安裝示意圖可如圖8所示。以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3