本實用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在分布式系統(tǒng)中，特別是屋頂系統(tǒng)中，越來越多的系統(tǒng)安裝優(yōu)化器，微型逆變器和監(jiān)控器。監(jiān)控器的主要作用一是遇到故障或者火災(zāi)等情況時快速關(guān)斷組件輸出，避免高壓危險；二是組件級監(jiān)控，及時對故障組件報警，便于系統(tǒng)維護。監(jiān)控器獲取光伏組件的電壓、電流或溫度等數(shù)據(jù)后，通過例如Zigbee或Bluetooth的無線傳輸方式將上述數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)采集裝置，進而通過數(shù)據(jù)采集裝置將這些數(shù)據(jù)發(fā)送目標(biāo)終端出去。

現(xiàn)有技術(shù)中，為保證數(shù)據(jù)采集裝置的持續(xù)運轉(zhuǎn)和分散光伏組件的供電占比，一般至少通過光伏系統(tǒng)中的兩個串聯(lián)的光伏組件給數(shù)據(jù)采集裝置供電。如圖1所示，由于現(xiàn)有的光伏組件均搭配使用單輸入的監(jiān)控器，使得這些光伏組件是相互獨立的，這些光伏組件所輸出電流需要經(jīng)過所搭配使用的監(jiān)控器才能到達數(shù)據(jù)采集裝置來實現(xiàn)對其供電。具體的，光伏組件22至25之間共包括四個光伏組件，四個光伏組件經(jīng)四個單輸入監(jiān)控器50至80串聯(lián)后給數(shù)據(jù)采集裝置120供電。顯而易見，提供數(shù)據(jù)采集裝置120的電源回路電流要額外經(jīng)過與光伏組件22至25對應(yīng)連接到的四個單輸入監(jiān)控器50至80的MOSFET和采樣電阻，這樣就帶來了額外的能量損耗，同時緊急情況下后臺關(guān)斷光伏組件輸出(通過關(guān)斷MOSFET實現(xiàn))也會切斷數(shù)據(jù)采集裝置120的電源供給。如果故障被快速解除，數(shù)據(jù)采集裝置120由于沒有電源，無法向單輸入監(jiān)控器發(fā)出開啟光伏組件輸出的命令，這樣就只能等到第二天早上才能恢復(fù)正常工作，嚴重影響了發(fā)電收益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為解決上述技術(shù)問題，提供一種能夠持續(xù)對數(shù)據(jù)采集裝置供電的光伏系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種光伏系統(tǒng)，所述光伏系統(tǒng)包括組件集合、多輸入監(jiān)控器以及數(shù)據(jù)采集裝置，所述組件集合包括至少兩個光伏組件，所述多輸入監(jiān)控器位于所述組件集合的輸出線路上，所述光伏組件分別連接至同一監(jiān)控器的不同輸入端以實現(xiàn)相互串聯(lián)，所述數(shù)據(jù)采集裝置并聯(lián)至所述組件集合的兩端并從所述組件集合獲取工作所需電力。

更進一步的，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括與所述多輸入監(jiān)控器無線連接的數(shù)據(jù)接收單元以及與目標(biāo)終端無線連接的數(shù)據(jù)發(fā)送單元。

更進一步的，所述數(shù)據(jù)接收單元通過Zigbee或Bluetooth協(xié)議與所述多輸入監(jiān)控器通訊連接。

更進一步的，所述目標(biāo)終端包括路由器。

更進一步的，所述光伏系統(tǒng)包括與所述目標(biāo)終端配接的用戶設(shè)備。

更進一步的，所述多輸入監(jiān)控器包括：

開關(guān)單元，串聯(lián)于所述組件集合的供電線路上；

電流采樣單元，串聯(lián)于所述組件集合的供電線路上，用于采集串聯(lián)電流；

電壓采樣單元，并聯(lián)于所述組件集合，用于采集各光伏組件的輸出電壓；

控制單元，其包括MCU，溫度傳感單元及無線傳輸單元，所述控制單元連接所述開關(guān)單元、電壓采樣單元和電流采樣單元，且根據(jù)采集的電壓、電流和溫度以及所述無線傳輸單元接收的后臺命令來導(dǎo)通或斷開所述開關(guān)單元。

更進一步的，所述電壓采樣單元包括與組件集合內(nèi)光伏組件數(shù)量一致的電壓采樣單元；所述電流采樣單元位于所述組件集合的供電線路上，所述電流采樣單元與所述控制單元電性連接。

更進一步的，所述多輸入監(jiān)控器還包括連接所述數(shù)據(jù)采集裝置的無線收發(fā)模塊，所述無線收發(fā)模塊用于將所述電壓采樣單元、電流采樣單元以及溫度傳感單元所采集到的數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)據(jù)采集裝置。

本實用新型還提供了一種光伏系統(tǒng)，包括組件集合、監(jiān)控器以及數(shù)據(jù)采集裝置，所述組件集合包括至少兩個光伏組件，所述監(jiān)控器內(nèi)設(shè)有與光伏組件連接的監(jiān)控電路，所述數(shù)據(jù)采集裝置通過一獨立于所述監(jiān)控電路的取電回路與所述組件集合連接。

更進一步的，所述取電回路與監(jiān)控電路并聯(lián)設(shè)置。

更進一步的，所述監(jiān)控器并聯(lián)于組件集合兩端，并設(shè)有輸入端和輸出端，所述監(jiān)控電路介于輸入端和輸出端之間。

更進一步的，所述組件集合內(nèi)的各個組件通過其引出線連接至同一監(jiān)控器的輸入端以實現(xiàn)相互串聯(lián)，形成了所述取電回路的一部分。

更進一步的，還包括三通連接器，所述數(shù)據(jù)采集裝置的兩端分別通過所述三通連接器連接至組件集合兩端的引出線，以及所述監(jiān)控電路的兩端。

更進一步的，所述數(shù)據(jù)采集裝置的兩端通過線纜連接至所述監(jiān)控器的輸入端。

更進一步的，所述監(jiān)控器具有連接所述光伏組件的接入端及向外傳輸光伏組件電流的引出端，其特征在于：所述接入端的數(shù)量大于引出端的數(shù)量。

更進一步的，所述接入端的數(shù)量大于等于2，每一接入端包括正極端和負極端，且一一對應(yīng)接入所述組件集合內(nèi)的每個光伏組件的兩個引出線。

更進一步的，所述引出端與接入端之間連接有與所述接入端數(shù)量相同的電壓采樣單元，所述電壓采樣單元用于采集所述組件集合內(nèi)各光伏組件的輸出電壓。

更進一步的，還包括：

開關(guān)單元，串聯(lián)于所述組件集合的供電線路上；

電流采樣單元，串聯(lián)于所述組件集合的供電線路上，用于采集串聯(lián)電流；

控制單元，其包括MCU、用于采集所述光伏組件溫度的溫度傳感單元及無線傳輸單元，所述控制單元連接所述開關(guān)單元、電壓采樣單元和電流采樣單元，且根據(jù)采集的電壓、電流和溫度以及所述無線傳輸單元接收的后臺命令來導(dǎo)通或斷開所述開關(guān)單元。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實用新型的光伏系統(tǒng)，無需額外布交流線。多輸入監(jiān)控器中開關(guān)單元的關(guān)斷對數(shù)據(jù)采集裝置的供電沒有任何影響，同時也避免了電流流過多個單輸入監(jiān)控器中的MOSFET和采樣電阻帶來的損耗。數(shù)據(jù)采集裝置與光伏組件同步工作，避免了夜間額外工作和電力損耗，延長了使用壽命。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光伏系統(tǒng)的示意圖；

圖2為采用本實用新型實施例一所述的光伏系統(tǒng)的示意圖；

圖3為本實用新型實施例二提供的四輸入監(jiān)控器的電路示意圖；

圖4為本實用新型實施例二提供的四輸入監(jiān)控器的另一電路示意圖；

圖5為本實用新型實施例三提供的光伏系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

實施例一：

如圖2所示，本實用新型實施例所提供的光伏系統(tǒng)包括組件集合220、221、222，四輸入監(jiān)控器211、212、213，以及數(shù)據(jù)采集裝置230，組件集合221包括至少四個相互串聯(lián)的光伏組件，四輸入監(jiān)控器212位于組件集合的輸出線路上，數(shù)據(jù)采集裝置230并聯(lián)至組件集合的兩端并從組件集合獲取工作所需電力。本實用新型無需額外布交流線，從而減少布線人工費用。由于采用組件集合221給數(shù)據(jù)采集裝置230供電，因此數(shù)據(jù)采集裝置230(功耗1W)與太陽升落同步，避免了數(shù)據(jù)采集裝置230夜間額外的能量損耗，延長了其使用壽命。數(shù)據(jù)采集裝置230供電不會因為四輸入監(jiān)控器211的快速關(guān)斷輸出而斷電。緊急狀況解除后，可通過后臺或者數(shù)據(jù)采集裝置230發(fā)送四輸入監(jiān)控器211輸出開啟命令，快速恢復(fù)系統(tǒng)發(fā)電。避免了故障接觸后不能及時恢復(fù)系統(tǒng)發(fā)電的情況，同時避免了電流流過多個MOSFET和采樣電阻帶來的損耗。由于一個四輸入監(jiān)控器211對應(yīng)4個光伏組件，減少了數(shù)據(jù)采集裝置的電源線纜長度。

數(shù)據(jù)采集裝置230包括與四輸入監(jiān)控器無線連接的數(shù)據(jù)接收單元以及與目標(biāo)終端無線連接的數(shù)據(jù)發(fā)送單元。數(shù)據(jù)接收單元通過Zigbee或Bluetooth協(xié)議與四輸入監(jiān)控器通訊連接。目標(biāo)終端包括路由器231。光伏系統(tǒng)包括與目標(biāo)終端配接的用戶設(shè)備。用戶設(shè)備可以包含服務(wù)器233等。數(shù)據(jù)發(fā)送單元通過Wi-Fi或以太網(wǎng)232與服務(wù)器233通信連接。

該太陽能光伏系統(tǒng)還包括與至少一個四輸入監(jiān)控器電連接的供電系統(tǒng)240，該供電系統(tǒng)240包括逆變器和電網(wǎng)，四輸入監(jiān)控器的輸出逐個串聯(lián)后接入逆變器，逆變器將高壓直流轉(zhuǎn)換為交流電，最后將交流電并入電網(wǎng)。

實施例二：

如圖3、4所示，實施例一中所述的光伏監(jiān)控器300(四輸入監(jiān)控器)，具有分別連接第一光伏組件201、第二光伏組件202、第三光伏組件203、第四光伏組件204的接入端及向外傳輸光伏組件電流的引出端，接入端的數(shù)量為4個，引出端的數(shù)量為1個。每一接入端包括正極端和負極端，且分別對應(yīng)于第一光伏組件201、第二光伏組件202、第三光伏組件203、第四光伏組件204的兩個引出線。每相鄰的兩個接入端串聯(lián)。

本實施例所述光伏電站用監(jiān)控器300還包括：開關(guān)單元6、電壓采樣單元、電流采樣單元7以及控制單元1。其中，開關(guān)單元6串聯(lián)于組件集合的供電線路上；電壓采樣單元與組件集合并聯(lián)設(shè)置，用于采集組件集合內(nèi)各光伏組件的輸出電壓；控制單元1，電性連接開關(guān)單元以及電壓采樣單元，所述控制單元1將電壓采樣單元所采樣到的各光伏組件的輸出電壓、電流采集單元7采集到的各光伏組件的輸出電流作為控制所述開關(guān)單元導(dǎo)通和斷開的依據(jù)之一。所述光伏電站用監(jiān)控器300能夠同時監(jiān)控由四個光伏組件組成的組件集合，使得一個光伏電站用監(jiān)控器300能夠針對4個光伏組件使用，降低了監(jiān)控器的數(shù)量，有效控制了成本。

所述電壓采樣單元可以包括：連接在第一光伏組件201兩端的第一電壓采樣單元3、連接在第一光伏組件201及第二光伏組件202兩端的第二電壓采樣單元，連接在第一光伏組件201及第三光伏組件203兩端的第三電壓采樣單元10、連接在第一光伏組件201及第四光伏組件204兩端的第四電壓采樣單元11。所述各個光伏組件的電壓通過如下方法得到：

第一光伏組件201電壓＝第一電壓采樣單元3采樣電壓；

第二光伏組件202電壓＝第二電壓采樣單元4采樣電壓-第一電壓采樣單元3采樣電壓；

第三光伏組件203電壓＝第三電壓采樣單元10采樣電壓-第二電壓采樣單元4采樣電壓；

第四光伏組件204電壓＝第四電壓采樣單元11采樣電壓-第三電壓采樣單元10采樣電壓。

同樣的，也可以如圖4所示，分別將第一電壓采樣單元3并聯(lián)在第一光伏組件201兩端采集其電壓，第二電壓采樣單元4并聯(lián)在第二光伏組件202兩端采集其電壓，第三電壓采樣單元10并聯(lián)在第三光伏組件203兩端采集其電壓，第四電壓采樣單元11并聯(lián)在第四光伏組件204兩端采集其電壓。

所述電流采樣單元7與第一光伏組件201連接，電流采樣單元7采集的光伏組件的電流即為流過第一光伏組件201、第二光伏組件202、第三光伏組件203、第四光伏組件204的電流。其中，控制單元1獲取電流采樣單元7的數(shù)據(jù)。采樣到的第一光伏組件201、第二光伏組件202、第三光伏組件203、第四光伏組件204的電流，將作為所述控制單元1控制所述開關(guān)單元導(dǎo)通和斷開的依據(jù)之一。所述各個光伏組件的電流通過如下方法得到：

第一光伏組件201電流＝第二光伏組件202電流＝第三光伏組件203電流＝第四光伏組件204電流＝采樣單元7采集電流。

所述控制單元1包括微控制單元(Micro Controller Unit，MCU)、運算放大器、A/D采樣單元、溫度傳感單元、無線傳輸單元。

所述微控制單元MCU是整個監(jiān)控器的控制和調(diào)度中心。

所述電流采樣單元7經(jīng)控制單元1中的運算放大器將信號放大，然后再將處理結(jié)果送入控制單元1中的A/D采樣單元。第一電壓采樣單元3、第二電壓采樣單元4、第三電壓采樣單元10、第四電壓采樣單元11經(jīng)控制單元1中的A/D采樣單元處理后就得到了采樣所需電壓。分別經(jīng)MCU單元處理后得到的結(jié)果就是采樣電流和采樣電壓。

所述溫度傳感單元(圖中未示出)用于采集組件集合的溫度，其連接控制單元1。其中，控制單元1獲取溫度傳感單元的數(shù)據(jù)。所述溫度傳感單元所采樣到的溫度，將作為所述控制單元1控制所述開關(guān)單元6導(dǎo)通和斷開的依據(jù)之一。

所述無線傳輸單元(圖中未示出)包括Zigbee單元和外置天線9，用于將電壓采樣單元、電流采樣單元以及溫度傳感單元所采集到的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)采集裝置(Gateway)。所述無線傳輸單元與控制單元1中的MCU通信連接。

所述光伏電站用監(jiān)控器300還包括驅(qū)動單元5、電源單元2、輸出旁路二極管8、射頻功率放大器(PA)12。

所述驅(qū)動單元5設(shè)于控制單元1與開關(guān)單元6之間。

所述電源單元2分別連接控制單元1與驅(qū)動單元5，以將組件集合的輸出電壓調(diào)整為可供控制單元1與驅(qū)動單元5的工作電壓。電源單元2并聯(lián)在第一光伏組件201、第二光伏組件202、第三光伏組件203及第四光伏組件204的兩端。電源單元2采用反激拓撲結(jié)構(gòu)，其輸出電壓的一路為3.3V且用于給控制單元1供電，另一路為12V的驅(qū)動電源單元且用于給驅(qū)動單元5供電。

所述輸出旁路二極管8(即輸出旁路二極管D)并聯(lián)在第一光伏組件201及第四光伏組件204的兩端，用于當(dāng)光伏電站用監(jiān)控器300失效后，供所述光伏系統(tǒng)的電流流過，從而不影響系統(tǒng)正常發(fā)電。

所述射頻功率放大器(PA)12設(shè)于外置天線9與控制單元1之間，其作用為放大無線發(fā)射功率，這樣就可以通過外置天線將無線信號發(fā)射到更遠更大的范圍。

所述多輸入監(jiān)控器還包括連接所述數(shù)據(jù)采集裝置的無線收發(fā)模塊(圖中未示出)，無線收發(fā)模塊與上述無線傳輸單元功能不同，所述無線收發(fā)模塊用于將所述電壓采樣單元、電流采樣單元以及溫度傳感單元所采集到的數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)據(jù)采集裝置。

實施例三：

如圖5所示，本實施例中的光伏系統(tǒng)，包括上述實施例二中的四輸入監(jiān)控器300，還包括組件集合以及數(shù)據(jù)采集裝置4。

組件集合包括至少四個光伏組件，四輸入監(jiān)控器300內(nèi)設(shè)有與光伏組件連接的監(jiān)控電路，數(shù)據(jù)采集裝置4通過一獨立于監(jiān)控電路的取電回路與組件集合連接。取電回路與監(jiān)控電路并聯(lián)設(shè)置。四輸入監(jiān)控器300并聯(lián)于組件集合兩端，并設(shè)有輸入端和輸出端，監(jiān)控電路介于輸入端和輸出端之間。組件集合內(nèi)的各個組件通過其引出線分別連接至同一四輸入監(jiān)控器300的不同輸入端以實現(xiàn)監(jiān)控器輸入端內(nèi)部相互串聯(lián)，形成了取電回路的一部分。

還可以包括三通連接器13，數(shù)據(jù)采集裝置4的取電正負兩端分別通過三通連接器連接至組件集合兩端的引出線，即第一光伏組件201的負極引出線、第四光伏組件204的正極引出線，三通連接器的第三端分別連接監(jiān)控器的兩端。

數(shù)據(jù)采集裝置4的兩端也可以通過線纜連接至四輸入監(jiān)控器300的輸入端。

四輸入監(jiān)控器300具有連接光伏組件的接入端及向外傳輸光伏組件電流的引出端，接入端的數(shù)量大于引出端的數(shù)量，分別是4個、1個。每一接入端包括正極端和負極端，且一一對應(yīng)接入組件集合內(nèi)的每個光伏組件的正極、負極兩個引出線。引出端與接入端之間連接有與接入端數(shù)量相同的電壓采樣單元，電壓采樣單元用于采集組件集合內(nèi)各光伏組件的輸出電壓。所述四輸入監(jiān)控器300還包括：電流采樣單元，采集光伏組件的輸出電流；開關(guān)單元6，串聯(lián)于組件集合的供電線路上；控制單元，電性連接開關(guān)單元6以及電壓采樣單元，并將電壓采樣單元所采樣到各光伏組件的輸出電壓作為導(dǎo)通和斷開所述開關(guān)單元6的依據(jù)之一。所述四輸入監(jiān)控器300還可以包括控制單元，控制單元的內(nèi)部包括MCU、溫度采集單元及無線傳輸單元，所述控制單元還連接開關(guān)單元6及電壓采樣單元和電流采樣單元，并將采集的電壓、電流和溫度以及后臺的后臺命令作為決定導(dǎo)通和斷開開關(guān)單元6的依據(jù)。

本實用新型的太陽能光伏系統(tǒng)不限于采用實施例一中限定的四輸入監(jiān)控器，也可以采用雙輸入監(jiān)控器等多輸入監(jiān)控器。

以上所述，僅是本實用新型的最佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，均屬于權(quán)利要求保護的范圍。