一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统

1.本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统。


背景技术：

2.谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波，而基波是指其频率与工频(50hz)相同的分量。高次谐波的干扰是当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”，亟待采取对策。光伏发电的过程不一定会产生谐波,但用电的过程,肯定会产生谐波，因为需要将直流电通过逆变模块变成交流电,这个逆变模块就是谐波源。
3.现有的光伏发电系统无法对用电过程中产生的谐波和实时输出的电能量进行智能监测，若谐波过高则会影响电能质量，若电能量过高可以损坏电路，若电能量过低可能无法达成后续电器的用电标准，则需要一种光伏谐波监测系统对谐波值和电能量进行实时监测并采取对应措施。


技术实现要素：

4.基于背景技术中提出的技术问题，本发明提出了一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统。
5.本发明提出的一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统，包括电信号采集单元、逆变模块信号采集单元和峰谷值储存单元，所述电信号采集单元和逆变模块信号采集单元均与信号调理单元相连，所述信号调理单元和电能计量芯片相连，所述电能计量芯片分别与寄存单元和数据处理单元相连，所述数据处理单元分别与寄存单元和电路控制单元相连，所述电路控制单元和报警单元相连，所述峰谷值储存单元和数据处理单元相连；
6.所述电信号采集单元用于采集通过的电能信号，所述逆变模块信号采集单元用于采集逆变模块产生的谐波信号，所述峰谷值储存单元用于对限定的谐波峰值和电能峰值谷值进行储存，所述信号调理单元用于对采集到的电能信号和谐波信号进行调理整合方便后续进一步处理，所述电能计量芯片用于将电能信号和谐波信号转化成对应的计量数值，所述数据处理单元用于将电能量和谐波数值生成实时变化曲线并将其与峰谷值储存单元内的限定值进行比对，所述寄存单元用于存储实时的电能量和谐波数值与其变化曲线，所述电路控制单元用于在电能信号和谐波信号不正常时对电路进行控制，所述报警单元用于对不正常情况进行报警；
7.所述电能计量芯片包括输入端口、模数转换模块、数字处理模块、输出端口和通讯接口，所述输入端口和模数转换模块相连，所述模数转换模块和数字处理模块相连，所述数字处理模块与输出端口和通讯接口均相连，所述数据处理单元包括曲线生成模块和数据对比模块。
8.优选地，所述电信号采集单元包括电信号采集电路，所述信号调理单元包括信号
调理电路。
9.优选地，所述寄存单元包括寄存器，所述数据处理单元包括数据处理器。
10.优选地，所述输入端口用于接收信号调理单元输出的电能信号和谐波信号，所述模数转换模块用于将电能信号和谐波信号转化成数字处理模块能读取的数据。
11.优选地，所述数字处理模块用于对数据进行计算来实现电能量和谐波数值的计量，使电能信号和谐波信号更加形象具体化，从而方便后续对电能值和谐波数值的监测，所述输出端口和通讯接口用于数值的传输，所述输出端口和寄存单元相连，所述通讯接口和数据处理单元相连。
12.优选地，所述曲线生成模块用于将电能计量芯片转换的数据形成对应的变化曲线并将变化曲线传递至寄存单元进行储存，所述数据对比模块用于将电能计量芯片转换的数据与峰谷值储存单元内的限定值进行比对，根据比对结果采取相应措施，从而可以实现对电能信号和谐波信号的实时智能监测。
13.优选地，所述数据处理单元从峰谷值储存单元内提取限定的谐波峰值和电能峰值谷值，所述数据对比模块将电能计量芯片转换的数据与峰谷值储存单元内的限定值进行比对，当电能量高于峰值或低于谷值时或谐波数值高于峰值时，所述电路控制单元控制电路断电，同时报警单元进行报警。
14.优选地，所述报警单元包括警示灯和蜂鸣器，所述警示灯有三种颜色，所述蜂鸣器有三种声音，所述报警单元根据电能量高于峰值或低于谷值时或谐波数值高于峰值的不同情况亮起不同颜色的警示灯和响起不同声音，提醒工作人员根据不同情况采取对应措施，从而避免不正常情况未及时处理导致电路故障或影响电能质量。
15.本发明中的有益效果为：
16.1、该基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统，通过设置有电能计量芯片，模数转换模块将电能信号和谐波信号转化成数字处理模块能读取的数据，数字处理模块对数据进行计算来实现电能量和谐波数值的计量，使电能信号和谐波信号更加形象具体化，从而方便后续对电能值和谐波数值的监测。
17.2、该基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统，通过设置有数据处理单元和峰谷值储存单元，数据处理单元从峰谷值储存单元内提取限定的谐波峰值和电能峰值谷值，数据对比模块将电能计量芯片转换的数据与峰谷值储存单元内的限定值进行比对，根据比对结果采取相应措施，从而可以实现对电能信号和谐波信号的实时智能监测。
18.3、该基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统，通过设置有电路控制单元和报警单元，当电能量高于峰值或低于谷值时或谐波数值高于峰值时，电路控制单元控制电路断电，报警单元根据不同情况亮起不同颜色的警示灯和响起不同声音，提醒工作人员根据不同情况采取对应措施，从而避免不正常情况未及时处理导致电路故障或影响电能质量。
19.该系统中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本系统使电能信号和谐波信号更加形象具体化，从而方便后续对电能值和谐波数值的监测，可以实现对电能信号和谐波信号的实时智能监测，避免不正常情况未及时处理导致电路故障或影响电能质量。
附图说明
20.图1为本发明提出的一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统的系统图；
21.图2为本发明提出的一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统的电能计量芯片系统图；
22.图3为本发明提出的一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统的数据处理单元系统图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.参照图1
‑
3，一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统，包括电信号采集单元、逆变模块信号采集单元和峰谷值储存单元，电信号采集单元和逆变模块信号采集单元均与信号调理单元相连，信号调理单元和电能计量芯片相连，电能计量芯片分别与寄存单元和数据处理单元相连，数据处理单元分别与寄存单元和电路控制单元相连，电路控制单元和报警单元相连，峰谷值储存单元和数据处理单元相连；
26.电信号采集单元用于采集通过的电能信号，逆变模块信号采集单元用于采集逆变模块产生的谐波信号，峰谷值储存单元用于对限定的谐波峰值和电能峰值谷值进行储存，信号调理单元用于对采集到的电能信号和谐波信号进行调理整合方便后续进一步处理，电能计量芯片用于将电能信号和谐波信号转化成对应的计量数值，数据处理单元用于将电能量和谐波数值生成实时变化曲线并将其与峰谷值储存单元内的限定值进行比对，寄存单元用于存储实时的电能量和谐波数值与其变化曲线，电路控制单元用于在电能信号和谐波信号不正常时对电路进行控制，报警单元用于对不正常情况进行报警；
27.电能计量芯片包括输入端口、模数转换模块、数字处理模块、输出端口和通讯接口，输入端口和模数转换模块相连，模数转换模块和数字处理模块相连，数字处理模块与输出端口和通讯接口均相连，数据处理单元包括曲线生成模块和数据对比模块。
28.本发明中，电信号采集单元包括电信号采集电路，信号调理单元包括信号调理电路。
29.本发明中，寄存单元包括寄存器，数据处理单元包括数据处理器。
30.本发明中，输入端口用于接收信号调理单元输出的电能信号和谐波信号，模数转换模块用于将电能信号和谐波信号转化成数字处理模块能读取的数据。
31.本发明中，数字处理模块用于对数据进行计算来实现电能量和谐波数值的计量，使电能信号和谐波信号更加形象具体化，从而方便后续对电能值和谐波数值的监测，输出端口和通讯接口用于数值的传输，输出端口和寄存单元相连，通讯接口和数据处理单元相连。
32.本发明中，曲线生成模块用于将电能计量芯片转换的数据形成对应的变化曲线并
将变化曲线传递至寄存单元进行储存，数据对比模块用于将电能计量芯片转换的数据与峰谷值储存单元内的限定值进行比对，根据比对结果采取相应措施，从而可以实现对电能信号和谐波信号的实时智能监测。
33.本发明中，数据处理单元从峰谷值储存单元内提取限定的谐波峰值和电能峰值谷值，数据对比模块将电能计量芯片转换的数据与峰谷值储存单元内的限定值进行比对，当电能量高于峰值或低于谷值时或谐波数值高于峰值时，电路控制单元控制电路断电，同时报警单元进行报警。
34.本发明中，报警单元包括警示灯和蜂鸣器，警示灯有三种颜色，蜂鸣器有三种声音，报警单元根据电能量高于峰值或低于谷值时或谐波数值高于峰值的不同情况亮起不同颜色的警示灯和响起不同声音，提醒工作人员根据不同情况采取对应措施，从而避免不正常情况未及时处理导致电路故障或影响电能质量。
35.工作原理：电信号采集单元采集通过的电能信号，逆变模块信号采集单元采集逆变模块产生的谐波信号，信号调理单元对采集到的电能信号和谐波信号进行调理整合方便后续进一步处理，电能计量芯片的输入端口接收信号调理单元输出的电能信号和谐波信号，模数转换模块将电能信号和谐波信号转化成数字处理模块能读取的数据，数字处理模块对数据进行计算来实现电能量和谐波数值的计量，使电能信号和谐波信号更加形象具体化，从而方便后续对电能值和谐波数值的监测，输出端口将数值传输至寄存单元储存，通讯接口将数值传输至数据处理单元进行后续处理，数据处理单元曲线生成模块将电能计量芯片转换的数据形成对应的变化曲线并将变化曲线传递至寄存单元进行储存，数据处理单元从峰谷值储存单元内提取限定的谐波峰值和电能峰值谷值，数据对比模块将电能计量芯片转换的数据与峰谷值储存单元内的限定值进行比对，根据比对结果采取相应措施，从而可以实现对电能信号和谐波信号的实时智能监测，当电能量高于峰值或低于谷值时或谐波数值高于峰值时，电路控制单元控制电路断电，报警单元根据不同情况亮起不同颜色的警示灯和响起不同声音，提醒工作人员根据不同情况采取对应措施，从而避免不正常情况未及时处理导致电路故障或影响电能质量。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。