多通道光伏組件發(fā)電量測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種多通道光伏組件發(fā)電量測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的光伏電站中發(fā)電量測試一般用逆變器來進行統(tǒng)計計量，但逆變器的測試精度及控制算法差異較大，非常容易造成發(fā)電量的較大變化，無法在組件性能比對中定量的準確分析，缺乏合理科學(xué)的評價系統(tǒng)；無法分辨一個組件在工藝更改后對發(fā)電量的提升有沒有幫助，對于目前興起的戶外發(fā)電量研宄，缺乏必要可靠的檢測手段。
[0003]另外還有一些具備單通道、多輸入接口切換功能的發(fā)電量測試儀，只能起到一定的輪詢作用，由于測量條件的變化，無法比對多個光伏組件真實的發(fā)電量特性，只能起到一定的監(jiān)視功能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多通道光伏組件發(fā)電量測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以方便使用者直觀的比對多個光伏組件發(fā)電量。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種多通道光伏組件發(fā)電量測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括:
[0006]測試模塊，用于測試光伏組件的發(fā)電量測試數(shù)據(jù)；
[0007]數(shù)據(jù)采集模塊，用于將多組測試模塊的測試結(jié)果數(shù)據(jù)通過USB通信協(xié)議傳輸至運算模塊；
[0008]運算模塊，用于控制測試模塊的工作，并處理測試模塊得到的測試結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0009]顯示模塊，用于顯示經(jīng)過運算模塊處理后的多組測試模塊測試實時數(shù)據(jù)和設(shè)備參數(shù)；
[0010]其中，數(shù)據(jù)采集模塊至少包括USB HUB和若干數(shù)據(jù)采集通道，每個數(shù)據(jù)采集通道與對應(yīng)的測試模塊通過串行接口連接，若干數(shù)據(jù)采集通道分別通過USB轉(zhuǎn)串口電路接入USBHUB, USB HUB與運算模塊連接。
[0011]作為本實用新型的優(yōu)選方案，數(shù)據(jù)采集模塊還包括編碼器，編碼器對所述測試模塊實際位置進行編碼設(shè)置，確保串行接口設(shè)備號與數(shù)據(jù)采集通道的編號進行一一對應(yīng)。
[0012]為了更清楚的理解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，以下將本多通道光伏組件發(fā)電量測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡稱為本系統(tǒng)。
[0013]本系統(tǒng)能夠同時獲取多個光伏組件的發(fā)電量特性，其中每次光伏組件的功率測試采用IV曲線測試法測試光伏組件最大功率，確保測試結(jié)果的可重復(fù)性，并以同一時基參考來進行不同組件之間的發(fā)電量差異比較，保存原始IV曲線測試記錄。
[0014]為了同步多通道測試結(jié)果，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊利用USB總線的組網(wǎng)特性來支持多路采集與擴展通道，并實現(xiàn)IV曲線測試法測試光伏組件最大功率，運算模塊通過虛擬多串口方式對數(shù)據(jù)采集模塊進行多通道控制，統(tǒng)一測試時基，并在顯示模塊上進行運算顯示，支持6路以上測試通道，在運算模塊上設(shè)計軟件來實現(xiàn)發(fā)電量基準比較功能。
[0015]本實用新型的有益效果是，可以利用本系統(tǒng)實現(xiàn)多個可擴展通道的光伏組件測試，并能實現(xiàn)不同性能光伏組件的戶外發(fā)電量比對。
[0016]在數(shù)據(jù)采集模塊中加入編碼器，實現(xiàn)對測試模塊的硬件編碼，并用內(nèi)置軟件在初始化使將硬件編碼讀入內(nèi)部存儲器保存，通過虛擬串口向數(shù)據(jù)采集通道查詢設(shè)備編碼，實現(xiàn)虛擬串口與測試模塊的硬件編碼的--對應(yīng)關(guān)系。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的電氣設(shè)計示意圖。
[0018]圖2是本實用新型實施例的軟件界面示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示
[0020]本系統(tǒng)包括測試模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、運算模塊、顯示模塊。
[0021]測試模塊(Tester)為獨立的太陽能電池IV曲線測試儀。
[0022]數(shù)據(jù)采集模塊(Calculate Module)包括USB HUB、若干數(shù)據(jù)采集通道、編碼器，每個數(shù)據(jù)采集通道與對應(yīng)的測試模塊通過串行接口連接，若干數(shù)據(jù)采集通道分別通過USB(通用串行總線)轉(zhuǎn)串口電路接入USB HUB，USB HUB (通用串行接口集線器)與運算模塊連接；編碼器對測試模塊實際位置進行編碼設(shè)置；
[0023]數(shù)據(jù)采集模塊中數(shù)據(jù)采集通道(channels)采用51單片機設(shè)計，對外提供串行接口用于采樣數(shù)據(jù)輸出，這樣每個數(shù)據(jù)采集通道對應(yīng)一個串口，數(shù)據(jù)采集模塊中串口信號經(jīng)過特別設(shè)計的USB轉(zhuǎn)串口電路接入USB HUB中，按照USB通信協(xié)議，最多可以支持127路USB接口擴展，就意味這可以最多擴展127路測試通道。
[0024]運算模塊(CalculateModule)米用 x86 硬件平臺，運行 windows xp 或 windows7系統(tǒng)，將USB HUB接入運算模塊，在運算模塊中安裝USB轉(zhuǎn)串口電路的驅(qū)動程序，可以在windows系統(tǒng)中看到虛擬串口，與數(shù)據(jù)采集模塊中的通道采集模塊的串口相關(guān)聯(lián)，這樣就具備了多通道通信控制功能，由于虛擬串口的設(shè)備號有一定隨機性，不能與實際通道的通道編號進行匹配，在數(shù)據(jù)采集通道設(shè)計了編碼器，可以在安裝時根據(jù)硬件實際安裝位置進行編碼設(shè)置，并由數(shù)據(jù)采集通道內(nèi)置程序在初始化時讀入內(nèi)部存儲器保存，在運算模塊執(zhí)行初始化命令時向數(shù)據(jù)采集通道進行查詢，將虛擬串口設(shè)備號與數(shù)據(jù)采集通道的編號進行——對應(yīng)。
[0025]在運算模塊中，設(shè)計了命令應(yīng)答機制，利用windows平臺的多線程機制，同時向下位機的多通道串口發(fā)送測試命令，數(shù)據(jù)采集通道中通過串口中斷能夠及時響應(yīng)測試命令，這樣就保障了測試的同步發(fā)起。
[0026]本系統(tǒng)中采用IV曲線測試法測試光伏組件的實時最大功率，等待測試完成全部通道數(shù)據(jù)返回，并計算出該通道光伏組件實際功率后，就可以循環(huán)執(zhí)行下一個測試周期，確保了多通道的實時性與一致性，使多通道的測試時間基準進行了同步，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)發(fā)電量值隨時間的變化曲線顯示，最終，在顯示模塊(Display Terminal)顯示。
[0027]顯示模塊可選用PC端的顯示器。
[0028]另外，在運算模塊中設(shè)計如圖2應(yīng)用軟件，支持每通道組件發(fā)電量連續(xù)監(jiān)測，并可以以其中一個通道的發(fā)電量作為測試基準，顯示其他幾個通道相對于基準通道發(fā)電量的比值，直觀反映每個通道之間發(fā)電量的比值變化趨勢。
[0029]太陽能電池IV曲線測試儀為市售的成熟產(chǎn)品。
[0030]以上所述的僅是本實用新型的一種實施方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干變型和改進，這些也應(yīng)視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種多通道光伏組件發(fā)電量測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征包括: 測試模塊，用于測試光伏組件的發(fā)電量測試數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)采集模塊，用于將多組測試模塊的測試結(jié)果數(shù)據(jù)通過USB通信協(xié)議傳輸至運算模塊； 運算模塊，用于控制測試模塊的工作，并處理測試模塊得到的測試結(jié)果數(shù)據(jù)； 顯示模塊，用于顯示經(jīng)過運算模塊處理后的多組測試模塊測試實時數(shù)據(jù)和設(shè)備參數(shù)；其中，數(shù)據(jù)采集模塊至少包括USB HUB和若干數(shù)據(jù)采集通道，每個數(shù)據(jù)采集通道與對應(yīng)的測試模塊通過串行接口連接，若干數(shù)據(jù)采集通道分別通過USB轉(zhuǎn)串口電路接入USB HUB，USB HUB與運算模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光伏組件發(fā)電量測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是: 所述的數(shù)據(jù)采集模塊還包括編碼器，編碼器對所述測試模塊實際位置進行編碼設(shè)置，確保串行接口設(shè)備號與數(shù)據(jù)采集通道的編號進行一一對應(yīng)。
【專利摘要】一種多通道光伏組件發(fā)電量測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括：測試模塊，用于測試光伏組件的發(fā)電量測試數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊，用于將多組測試模塊的測試結(jié)果通過USB通信協(xié)議傳輸至運算模塊；運算模塊，用于控制測試模塊工作，并處理測試模塊得到的測試結(jié)果數(shù)據(jù)；顯示模塊，用于顯示經(jīng)過運算模塊處理后的多組測試模塊測試實時數(shù)據(jù)和設(shè)備參數(shù)；數(shù)據(jù)采集模塊至少包括USB HUB和若干數(shù)據(jù)采集通道。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊支持多路采集與擴展通道，并測試光伏組件最大功率，運算模塊通過虛擬多串口方式對數(shù)據(jù)采集模塊進行多通道控制，在顯示模塊上顯示，達到利用本系統(tǒng)實現(xiàn)多個可擴展通道的光伏組件測試，并能實現(xiàn)不同性能光伏組件的戶外發(fā)電量比對。
【IPC分類】G05B19-042, H02S50-10
【公開號】CN204272021
【申請?zhí)枴緾N201420846199
【發(fā)明人】朱炬, 毛翌春, 朱文星, 王傳才, 任曉楠, 韓國華, 魏自銀
【申請人】中國電子科技集團公司第四十一研究所
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月25日