浅谈霍尔在光伏发电体系中的运用与产品选型

发表时间:2023-03-24 10:26:31

  太阳能光伏发电组件的实时检测备受重视,本文研讨了根据霍尔传感器的太阳能光伏体系的检测设备。该设备首要由信号收集电路单元、数据处理单元和局域网操控器CAN总线数据传输电路单元三部分结合进行检测。试验成果表明霍尔传感器的丈量精度高、规模大、呼应速度快、丈量方法线性度好、不受外界环境要素影响,且完成实时监测发电体系运转状况并上传数据。充分证明选用霍尔传感器的检测体系是高效可行的。

  由于太阳能具有清洁、无污染、可再生的特色,我国又出台的新能源方针促进光伏产品质量与数量齐升。面对的首要问题是对光伏发电组件进行检测与保护。而光伏体系首要选用直流电源,能够根据输出端电压、电流来判别光伏组件运转状况。因而,监测光伏组件的输出端电压、电流具有重要意义。

  监测体系首要是收集光伏组件输出电压、电流信号。可是,阵列中的电压、电流值较高且电池板间具有电位联络,导致现在完成直接丈量比较困难。研讨前期,提出一些丈量方法:共模、差模、V/F转化无触点采样等方法来丈量电压,但都存在精度低,线性度差,电压丈量规模小,呼应速度慢,不能适用于任何波形等缺陷;选用直放式LEM传感器、罗氏线圈、电磁式电流互感器、TMR电流传感器、分流器或直接检测等方法来丈量电流,可是存在零点漂移、损坏原有体系完整性、影响被测电流波形、绝缘难度大等问题。

  因而,针对光伏发电体系的特殊性并结合现在的丈量方法,选用根据霍尔效应制造的一种磁场传感器——霍尔传感器来丈量光伏阵列的电压、电流;选用CAN总线,实时上传数据至上位机。规划了一种便利操作且结构简略的能够完成实时监测光伏发电组件作业状况的设备。比较于其他单一的光伏发电监测体系,它能够战胜现在丈量方法存在的缺乏。而且具有两大优势:一是能够完成一起监测发电组件的电压、电流;二是能够完成数据的实时上传。

  太阳能光伏阵列的检测关键是对太阳能光伏阵列输出电压、电流信号的收集。可是,电池板串联数量多使得串联整组的电压、电流高,而且每个发电组件之间的电位都有必定的联络。因而,为完成实时监测光伏发电组件的作业状况并上传数据;第一时刻定位毛病点的具置并给出报警信号。对本检测体系的规划提出以下要求:

  整体监测体系如图1所示,首要由信号收集电路单元、数据处理电路单元、CAN总线数据传输电路单元、稳压电路单元、拨码开关单元和数据处理计算机7部分组成。

  信号收集电路单元由电压信号收集电路和电流信号收集电路组成,电压、电流信号收集电路输入电压和电流信号;CAN总线数据传输电路单元对三个电路单元传输过来的数据作处理;稳压电路单元首要是供给安稳电源。

  如图2所示,信号收集电路由8个霍尔传感器组成(H1~H7为电压霍尔传感器,H8为电流霍尔传感器)。其间电压霍尔传感器H1~H6检测单块太阳能电池板电压,H7检测串联支路两头总电压,电流霍尔传感器收集太阳能光伏阵列每条支路上的电流信号。

  其间H1~H7运用+15V直流电源供电,H8运用+5V直流电源供电。电压霍尔传感器H1~H7经过接线V的电压信号。将太阳能电池板输出电流导线穿过带有电流感应孔的电流霍尔传感器H8输出额外值为0~2.5伏直流电压信号。上述电压信号衔接单片机U1的A/D引脚(图3),将分压电阻R101~R108(图2)放在单片机U1与霍尔传感器之间,避免感应电压过高而损坏单片机。

  为了验证规划的该体系的正确性,以一个实践由6*4维光伏阵列构成太阳能光伏体系为例。体系用到28个电压收集电路和5个电流收集电路。该体系共有4条支路并排运转,而且每6个太阳能电池板串联成一组构成一条支路。其间每一个太阳能电池板选用一个电压收集电路对其两头收集电压信号,每条支路也选用一个电压收集电路用来收集该条支路两头的总电压信号;每条支路需求选用一个电流收集电路来收集该条支路的电流信号,此外再设备一个电流收集电路来收集4条支路的总电流。运转成果如图6、图7所示。

  实例中每块太阳能电池板额外输出电压为50V,串联后每组额外输出电压为300V。如图6(a)(b)为选用该霍尔传感器成果,(c)(d)为未运用成果图。二者比对剖析充分体现该检测体系选用霍尔传感器对电压、电流的丈量精度高、动摇规模小。一起经由CAN总线将数据成果简直无延时地上传至上位机,能够实时观测电压、电流数据。而(c)(d)地延时就很长。进一步选用单片机对数据进行剖析处理得知每一个光伏组件的运转状况,并对每块太阳能板进行编号,能够清楚地了解光伏发电体系每个电池板的作业状况。

  霍尔传感器,适用于沟通、直流、脉冲等杂乱信号的阻隔转化,经过霍尔效应原理使改换后的信号能够直接被AD 、DSP、PLC、二次外表等各种收集设备直接收集和承受,体积小,寿命长,设备便利,呼应时刻快,电流丈量规模宽精度高,过载能力强,线性好,抗干扰能力强等长处。4.2运用场所

  适用于不间断电源(UPS)、开关电源(SMPS)、焊机、医疗器械、移动通讯设备等电源供电、电梯、叉车、空谐和通风设备、太阳能、风能发电、进程操控、蓄电池监控、蓄电池办理、变流器、道旁运用等体系电流信号收集和反应操控。

  件的实践数量做出详细调整即可。而且证明该体系运用的传感器丈量的电流、电压信号的精度高、可靠性好。由于该传感器延时短能够即时发现光伏发电体系的毛病节点,愈加便利作业人员及时对光伏阵列进行保护与检修,进而在确保生产成本的基础上提高了光伏发电功率。

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