基于單片機的光伏陣列檢測系統(tǒng).pdf

1、在世界能源短缺的大環(huán)境下，光伏能源作為一種潛力大，清潔無公害的綠色能源而受到越來越多國家的重視。近年在世界各地建立了許多的光伏發(fā)電站，我國也在各省建立了規(guī)模大小不一的光伏或風光互補電站。
　　在大中型的光伏并網發(fā)電陣列系統(tǒng)中，由于光伏組串較多，輸出線也比較多，需要光伏匯流箱將多條輸出電流線匯成一條總線輸入至逆變器中；同時為了實時監(jiān)測光伏電池板的工作狀況，每個支路都設有直流電流檢測單元。直流霍爾元件由于具有體積小巧，設計外圍電路簡單

2、的優(yōu)點，一直是光伏電流檢測的主流設計方案之一。但是，霍爾元件電路在應用中存在諸如成本偏高，易受電磁干擾且存在磁滯效應的問題。
　　本論文針對上述問題，提出一種用一套以檢測電阻—隔離光耦—高性能運放構成的檢測單元來代替霍爾元件的設計方案。通過實際搭建測試電路板并通過軟件優(yōu)化，在不影響精度（甚至提高檢測精度）的前提下，解決霍爾元件方案中存在的諸多問題；同時探討并實現檢測數據在復雜電磁環(huán)境下的遠距離傳輸問題。論文的主要內容包括：

3、　　1．闡述檢測電阻方案較于霍爾元件的優(yōu)點，并提出一套兼顧低成本與高精度的光伏電流檢測方案。該方案通過選擇錳鎳銅合金電阻作為采樣電阻，解決了霍爾元件易受電磁干擾，存在磁滯效應，且成本偏高的問題；為了兼顧晶硅電池板組件和薄膜電池板組件不同的接地要求，也為了安全隔離高低壓信號，同時防范負載發(fā)生短路故障時產生的瞬間高電壓，引入了線性光耦隔離電路，解決了高低壓隔離和安全問題；利用高性能運算放大器構建差分放大電路，將差分輸出信號轉化為單端輸出信號

4、，節(jié)省了ADC資源。
　　2．討論電流檢測電路在外部電磁干擾環(huán)境下的輸出情況，并針對硬件難以去除的毛刺干擾，提出一套軟件優(yōu)化的方法。該方法的主要思想是：通過多次采樣，對比識別可能存在的毛刺干擾并進行中間值篩選，從而提取出真正的電流信號。
　　3．為了完善整塊系統(tǒng)檢測板，設計了一套電壓檢測電路，兼顧了接地系統(tǒng)與非接地系統(tǒng)。
　　4．為了進行與主控電腦的通信，設計了地址調節(jié)，波特率調節(jié)開關，并設計了在長距離傳輸條件下物理通