一种用于光伏系统的采用电路的制作方法
一种用于光伏系统的采用电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种用于光伏系统的采样电路。
【背景技术】
[0002]大型地面光伏电站一般采用汇流箱汇流，集中式光伏逆变器并网。现有的光伏系统一般采用霍尔或电阻模拟采样，再通过运放等模拟电路放大或调整，再送数字信号处理器(DSP)采样进行模数(AD)转换。因DSP的AD转换通道数量有限，进入DSP采样前一般会进行多路采样切换。但是，采用霍尔进行电流采样时，器件本身精度不高，一般只能到达1% -0.5%精度，且霍尔存在明显的零飘。霍尔输出后采用运放处理，运放也存在一定的零飘和误差，因此直流电流采样一般需要频繁的矫正零飘。电压采样也是基于同样的原理。传统采样电路主要基于模拟采样方式，只在进入DSP时进行模数转换，模拟信号流程很长，精度较差，且容易受到外来信号的干扰。因为传统采样系统精度差，逆变器或汇流箱等的采样值只能作为参考，设备自带的发电量、效率等数据无太多参考价值。精确的发电量、效率等还需要进一步借助电能表、功率分析仪等传统设备。这些传统设备成本较高，而光伏系统逆变器或组件数量巨大，不可能每个逆变器或组串都配备，因此导致整个光伏发电系统的精确数据很难收集。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于通过一种用于光伏系统的采样电路，来解决以上【背景技术】部分提到的问题。
[0004]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种用于光伏系统的采样电路，其包括电流电压转换电路、高压低压转换电路、模数转换器、乘法器电路、数据传输总线以及数字信号处理器；其中，所述电流电压转换电路的输出端电连接模数转换器的输入端，将采集的电流信号转换为电压信号后，输出给模数转换器；所述高压低压转换电路的输出端电连接模数转换器，将采集的高电压信号转换为低电压信号后，输出给模数转换器；所述乘法器电路输入端电连接模数转换器，根据输入模数转换器的电流、电压信息生成功率数据；所述数字信号处理器的输入端通过数据传输总线连接模数转换器的输出端、乘法器电路的输出端，接收模数转换器、乘法器电路输出的数据。
[0006]特别地，所述电流电压转换电路包括但不限于分流器、霍尔电流传感器、互感器的任一种。
[0007]特别地，所述高压低压转换电路包括但不限于电阻分压器、霍尔电压传感器、电压互感器的任一种。
[0008]本实用新型提出的用于光伏系统的采样电路中逆变器或汇流箱控制器不再对电压、电流等信号直接采样，电流通过电流电压转换电路转化为电压信号，模数转换器直接对电压信号进行采样，直接转化为数字信号，不再经过模拟器件转化，采样数据通过内部数据传输总线传递给数字信号处理器。基于现代器件工艺水平，电流电压转换电路例如分流器等精度很容易达到0.1%，模数转换器的精度也很容易达到0.1%，在数字信号的传递过程中，不存在精度损失，因此整个采样电路的采样精度可以很高。而且数字信号宜于长距离传输，因此可以实现较长距离的数据收集。同理，电压采样通过高压低压转换电路处理后直接模数转换来实现，高压低压转换电路例如电阻分压器的精度也很容易做到0.1%精度等级。依次类推，也可以对温度、辐照度、气压等其他数据量做同样的采样处理。同时，其他间接量也可以通过模数转换后的数据直接生成，再通过数据传输总线传递给数字信号处理器，这样可以减少数字信号处理器的数据处理量，释放资源，且间接数据及时生成，减少了采样延时造成的数据误差。本实用新型结构简单，成本低，且采样精度高，能够为光伏电站提供详细数据，解决了传统采样电路采样精度低，成本高的问题。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型实施例提供的用于光伏系统的采样电路结构图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本实用新型。
[0011]请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的用于光伏系统的采样电路结构图。
[0012]本实施例中用于光伏系统的采样电路具体包括电流电压转换电路101、高压低压转换电路102、模数转换器103、乘法器电路104、数据传输总线105以及数字信号处理器106。
[0013]所述电流电压转换电路101的输出端电连接模数转换器103的输入端，将采集的电流信号转换为电压信号后，输出给模数转换器103 ;所述高压低压转换电路102的输出端电连接模数转换器103，将采集的高电压信号转换为低电压信号后，输出给模数转换器103 ;所述乘法器电路104输入端电连接模数转换器103，根据输入模数转换器103的电流、电压信息生成功率数据；所述数字信号处理器106的输入端通过数据传输总线105连接模数转换器103的输出端、乘法器电路104的输出端，接收模数转换器103、乘法器电路104输出的数据。
[0014]在本实施例中所述电流电压转换电路101包括但不限于分流器、霍尔电流传感器、互感器的任一种。电流信号转换为采样的电压信号既可以通过分流器实现，也可以通过霍尔电流传感器、互感器等其它方式实现。所述高压低压转换电路102包括但不限于电阻分压器、霍尔电压传感器、电压互感器的任一种。一般常使用高精度的电阻分压器进行分压。
[0015]于本实施例中数据传输总线105可以采用I2C、CAN、RS485等一切通用总线标准实现，也可以自定义总线标准。采样信号与数字信号处理器106之间需要隔离时，可以在数据传输总线105上实施隔离，这样不影响采样精度，也可以在模数转换前隔离，这样精度较差。需要说明的是，本实用新型也可以采集其他数据量，如温度、湿度、辐照度等，适用于光伏系统的所有设备，如逆变器、汇流箱、变压器等。
[0016]本实用新型的技术方案使得逆变器或汇流箱控制器不需要再对电压、电流等信号直接采样，电流通过电流电压转换电路转化为电压信号，模数转换器直接对电压信号进行采样，直接转化为数字信号，不再经过模拟器件转化，采样数据通过内部数据传输总线传递给数字信号处理器。基于现代器件工艺水平，电流电压转换电路例如分流器等精度很容易达到0.1 %，模数转换器的精度也很容易达到0.1 %，在数字信号的传递过程中，不存在精度损失，因此整个采样电路的采样精度可以很高。而且数字信号宜于长距离传输，因此可以实现较长距离的数据收集。同理，电压采样通过高压低压转换电路处理后直接模数转换来实现，高压低压转换电路例如电阻分压器的精度也很容易做到0.1%精度等级。依次类推，也可以对温度、辐照度、气压等其他数据量做同样的采样处理。同时，其他间接量也可以通过模数转换后的数据直接生成，再通过数据传输总线传递给数字信号处理器，这样可以减少数字信号处理器的数据处理量，释放资源，且间接数据及时生成，减少了采样延时造成的数据误差。本实用新型结构简单，成本低，且采样精度高，能够为光伏电站提供详细数据，解决了传统采样电路采样精度低，成本高的问题。
[0017]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种用于光伏系统的采样电路，其特征在于，包括电流电压转换电路、高压低压转换电路、模数转换器、乘法器电路、数据传输总线以及数字信号处理器；其中，所述电流电压转换电路的输出端电连接模数转换器的输入端，将采集的电流信号转换为电压信号后，输出给模数转换器；所述高压低压转换电路的输出端电连接模数转换器，将采集的高电压信号转换为低电压信号后，输出给模数转换器；所述乘法器电路输入端电连接模数转换器，根据输入模数转换器的电流、电压信息生成功率数据；所述数字信号处理器的输入端通过数据传输总线连接模数转换器的输出端、乘法器电路的输出端，接收模数转换器、乘法器电路输出的数据。2.根据权利要求1所述的用于光伏系统的采样电路，其特征在于，所述电流电压转换电路包括但不限于分流器、霍尔电流传感器、互感器的任一种。3.根据权利要求1或2任一项所述的用于光伏系统的采样电路，其特征在于，所述高压低压转换电路包括但不限于电阻分压器、霍尔电压传感器、电压互感器的任一种。
【专利摘要】本实用新型公开一种用于光伏系统的采样电路，包括电流电压转换电路、高压低压转换电路、模数转换器、乘法器电路、数据传输总线以及数字信号处理器；所述电流电压转换电路的输出端电连接模数转换器的输入端；所述高压低压转换电路的输出端电连接模数转换器；所述乘法器电路输入端电连接模数转换器；所述数字信号处理器的输入端通过数据传输总线连接模数转换器的输出端、乘法器电路的输出端。本实用新型结构简单，成本低，采样精度高，能够为光伏电站提供详细数据，解决了传统采样电路采样精度低，成本高的问题。
【IPC分类】G01R19/25, H02S50/00
【公开号】CN204697002
【申请号】CN201520278293
【发明人】罗劼, 蔡子海, 陈坤鹏
【申请人】无锡上能新能源有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年4月30日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种用于光伏系统的采样电路。
【背景技术】
[0002]大型地面光伏电站一般采用汇流箱汇流，集中式光伏逆变器并网。现有的光伏系统一般采用霍尔或电阻模拟采样，再通过运放等模拟电路放大或调整，再送数字信号处理器(DSP)采样进行模数(AD)转换。因DSP的AD转换通道数量有限，进入DSP采样前一般会进行多路采样切换。但是，采用霍尔进行电流采样时，器件本身精度不高，一般只能到达1% -0.5%精度，且霍尔存在明显的零飘。霍尔输出后采用运放处理，运放也存在一定的零飘和误差，因此直流电流采样一般需要频繁的矫正零飘。电压采样也是基于同样的原理。传统采样电路主要基于模拟采样方式，只在进入DSP时进行模数转换，模拟信号流程很长，精度较差，且容易受到外来信号的干扰。因为传统采样系统精度差，逆变器或汇流箱等的采样值只能作为参考，设备自带的发电量、效率等数据无太多参考价值。精确的发电量、效率等还需要进一步借助电能表、功率分析仪等传统设备。这些传统设备成本较高，而光伏系统逆变器或组件数量巨大，不可能每个逆变器或组串都配备，因此导致整个光伏发电系统的精确数据很难收集。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于通过一种用于光伏系统的采样电路，来解决以上【背景技术】部分提到的问题。
[0004]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种用于光伏系统的采样电路，其包括电流电压转换电路、高压低压转换电路、模数转换器、乘法器电路、数据传输总线以及数字信号处理器；其中，所述电流电压转换电路的输出端电连接模数转换器的输入端，将采集的电流信号转换为电压信号后，输出给模数转换器；所述高压低压转换电路的输出端电连接模数转换器，将采集的高电压信号转换为低电压信号后，输出给模数转换器；所述乘法器电路输入端电连接模数转换器，根据输入模数转换器的电流、电压信息生成功率数据；所述数字信号处理器的输入端通过数据传输总线连接模数转换器的输出端、乘法器电路的输出端，接收模数转换器、乘法器电路输出的数据。
[0006]特别地，所述电流电压转换电路包括但不限于分流器、霍尔电流传感器、互感器的任一种。
[0007]特别地，所述高压低压转换电路包括但不限于电阻分压器、霍尔电压传感器、电压互感器的任一种。
[0008]本实用新型提出的用于光伏系统的采样电路中逆变器或汇流箱控制器不再对电压、电流等信号直接采样，电流通过电流电压转换电路转化为电压信号，模数转换器直接对电压信号进行采样，直接转化为数字信号，不再经过模拟器件转化，采样数据通过内部数据传输总线传递给数字信号处理器。基于现代器件工艺水平，电流电压转换电路例如分流器等精度很容易达到0.1%，模数转换器的精度也很容易达到0.1%，在数字信号的传递过程中，不存在精度损失，因此整个采样电路的采样精度可以很高。而且数字信号宜于长距离传输，因此可以实现较长距离的数据收集。同理，电压采样通过高压低压转换电路处理后直接模数转换来实现，高压低压转换电路例如电阻分压器的精度也很容易做到0.1%精度等级。依次类推，也可以对温度、辐照度、气压等其他数据量做同样的采样处理。同时，其他间接量也可以通过模数转换后的数据直接生成，再通过数据传输总线传递给数字信号处理器，这样可以减少数字信号处理器的数据处理量，释放资源，且间接数据及时生成，减少了采样延时造成的数据误差。本实用新型结构简单，成本低，且采样精度高，能够为光伏电站提供详细数据，解决了传统采样电路采样精度低，成本高的问题。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型实施例提供的用于光伏系统的采样电路结构图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本实用新型。
[0011]请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的用于光伏系统的采样电路结构图。
[0012]本实施例中用于光伏系统的采样电路具体包括电流电压转换电路101、高压低压转换电路102、模数转换器103、乘法器电路104、数据传输总线105以及数字信号处理器106。
[0013]所述电流电压转换电路101的输出端电连接模数转换器103的输入端，将采集的电流信号转换为电压信号后，输出给模数转换器103 ;所述高压低压转换电路102的输出端电连接模数转换器103，将采集的高电压信号转换为低电压信号后，输出给模数转换器103 ;所述乘法器电路104输入端电连接模数转换器103，根据输入模数转换器103的电流、电压信息生成功率数据；所述数字信号处理器106的输入端通过数据传输总线105连接模数转换器103的输出端、乘法器电路104的输出端，接收模数转换器103、乘法器电路104输出的数据。
[0014]在本实施例中所述电流电压转换电路101包括但不限于分流器、霍尔电流传感器、互感器的任一种。电流信号转换为采样的电压信号既可以通过分流器实现，也可以通过霍尔电流传感器、互感器等其它方式实现。所述高压低压转换电路102包括但不限于电阻分压器、霍尔电压传感器、电压互感器的任一种。一般常使用高精度的电阻分压器进行分压。
[0015]于本实施例中数据传输总线105可以采用I2C、CAN、RS485等一切通用总线标准实现，也可以自定义总线标准。采样信号与数字信号处理器106之间需要隔离时，可以在数据传输总线105上实施隔离，这样不影响采样精度，也可以在模数转换前隔离，这样精度较差。需要说明的是，本实用新型也可以采集其他数据量，如温度、湿度、辐照度等，适用于光伏系统的所有设备，如逆变器、汇流箱、变压器等。
[0016]本实用新型的技术方案使得逆变器或汇流箱控制器不需要再对电压、电流等信号直接采样，电流通过电流电压转换电路转化为电压信号，模数转换器直接对电压信号进行采样，直接转化为数字信号，不再经过模拟器件转化，采样数据通过内部数据传输总线传递给数字信号处理器。基于现代器件工艺水平，电流电压转换电路例如分流器等精度很容易达到0.1 %，模数转换器的精度也很容易达到0.1 %，在数字信号的传递过程中，不存在精度损失，因此整个采样电路的采样精度可以很高。而且数字信号宜于长距离传输，因此可以实现较长距离的数据收集。同理，电压采样通过高压低压转换电路处理后直接模数转换来实现，高压低压转换电路例如电阻分压器的精度也很容易做到0.1%精度等级。依次类推，也可以对温度、辐照度、气压等其他数据量做同样的采样处理。同时，其他间接量也可以通过模数转换后的数据直接生成，再通过数据传输总线传递给数字信号处理器，这样可以减少数字信号处理器的数据处理量，释放资源，且间接数据及时生成，减少了采样延时造成的数据误差。本实用新型结构简单，成本低，且采样精度高，能够为光伏电站提供详细数据，解决了传统采样电路采样精度低，成本高的问题。
[0017]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种用于光伏系统的采样电路，其特征在于，包括电流电压转换电路、高压低压转换电路、模数转换器、乘法器电路、数据传输总线以及数字信号处理器；其中，所述电流电压转换电路的输出端电连接模数转换器的输入端，将采集的电流信号转换为电压信号后，输出给模数转换器；所述高压低压转换电路的输出端电连接模数转换器，将采集的高电压信号转换为低电压信号后，输出给模数转换器；所述乘法器电路输入端电连接模数转换器，根据输入模数转换器的电流、电压信息生成功率数据；所述数字信号处理器的输入端通过数据传输总线连接模数转换器的输出端、乘法器电路的输出端，接收模数转换器、乘法器电路输出的数据。2.根据权利要求1所述的用于光伏系统的采样电路，其特征在于，所述电流电压转换电路包括但不限于分流器、霍尔电流传感器、互感器的任一种。3.根据权利要求1或2任一项所述的用于光伏系统的采样电路，其特征在于，所述高压低压转换电路包括但不限于电阻分压器、霍尔电压传感器、电压互感器的任一种。
【专利摘要】本实用新型公开一种用于光伏系统的采样电路，包括电流电压转换电路、高压低压转换电路、模数转换器、乘法器电路、数据传输总线以及数字信号处理器；所述电流电压转换电路的输出端电连接模数转换器的输入端；所述高压低压转换电路的输出端电连接模数转换器；所述乘法器电路输入端电连接模数转换器；所述数字信号处理器的输入端通过数据传输总线连接模数转换器的输出端、乘法器电路的输出端。本实用新型结构简单，成本低，采样精度高，能够为光伏电站提供详细数据，解决了传统采样电路采样精度低，成本高的问题。
【IPC分类】G01R19/25, H02S50/00
【公开号】CN204697002
【申请号】CN201520278293
【发明人】罗劼, 蔡子海, 陈坤鹏
【申请人】无锡上能新能源有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年4月30日
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