专利名称：一种光伏发电站监控系统的制作方法
技术领域：
一种光伏发电站监控系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种光伏发电站监控系统，属于太阳能发电监控技术领域。
技术背景[0002]随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能作为绿色能源之首，是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，已经越来越得到人类的重视。随着太阳能产业的不断发展，其应用产品不断增多，针对太阳能发电的在线监测和控制研究显得十分重要。目前，国内外的光伏电站越来越多，由于光伏电站所建地区多为日照时间长、环境恶劣的地区，如果由专人值守巡查将耗费大量人力物力。实用新型内容[0003]本实用新型的目的是提供一种光伏发电站监控系统，较完整地实现了监测、控制、 保护等功能，成为开发人员和用户监测光伏发电系统状态、获得研究数据的主导窗口，实现电站无人值守或少量人值守，解决背景技术存在的上述问题。[0004]本实用新型的技术方案是一种光伏发电站监控系统，包含通信控制单元、直流电压模块、直流电流模块、光照强度模块、风速风向模块、温度环境模块、显示及键盘、远程计算机、大屏幕显示、跟踪控制器和电量变送器，直流电压模块、直流电流模块、光照强度模块、风速风向模块和温度环境模块分别与通信控制单元连接；显示及键盘、远程计算机、大屏幕显示、跟踪控制器和电量变送器也分别与通信控制单元连接。[0005]由通信控制单元为主导，通信控制单元CPU采用Atmel公司的AVR ATmegal^单片机，具有U8KB的Flash和4KB的E2PROM, 8路10位A/D转换器和2路异步通信UART， 看门狗复位电路，工作电压1. 8 6. 0V，抗干扰性能较强。[0006]直流电压模块、直流电流模块采用霍尔传感器采集信号，光照强度模块采用光照度传感器采集信号，风速风向模块采用风速传感器采集信号，环境温度模块由温度传感器来米集。[0007]液晶及键盘由触摸屏完成，构成人机交互界面，通过RS-232与通讯控制单元相连，可以实现逆变器各种功能操作和参数设置及修改。初始化界面显示3秒钟后，自动切换至主界面。主界面包括输入参数、输出参数、外界环境及发电功率等相关信息，同时显示当前日期时间。远程计算机配有系统专用的上位机监控软件，通过RS-485与通信控制单元相连，可以在计算机上查看和存储电站的运行数据，还可以通过计算机来控制逆变器的运行。 跟踪控制器，由太阳光跟踪传感器检测光伏阵列是否对准太阳。电量变送器通过RS-485与通信控制单元相连，用于采集并网的电流、电压、功率、电网频率等监控所需数据。本实用新型还具有基于Modbus协议的远方通信功能。[0008]本实用新型的积极效果较完整地实现了监测、控制、保护等功能，是开发人员和用户监测光伏发电系统状态、获得研究数据的主导窗口，实现电站无人值守或仅用少量人力即可。
[0009]图1是本实用新型的实施例示意图；[0010]图中通信控制单元1、直流电压模块2、直流电流模块3、光照强度模块4、风速风向模块5、温度环境模块6、显示及键盘7、远程计算机8、大屏幕显示9、跟踪控制器10、电量变送器11。
具体实施方式
[0011]
以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步说明。[0012]一种光伏发电站监控系统，包含通信控制单元1、直流电压模块2、直流电流模块 3、光照强度模块4、风速风向模块5、温度环境模块6、显示及键盘7、远程计算机8、大屏幕显示9、跟踪控制器10和电量变送器11，直流电压模块、直流电流模块、光照强度模块、风速风向模块和温度环境模块分别与通信控制单元连接；显示及键盘、远程计算机、大屏幕显示、 跟踪控制器和电量变送器也分别与通信控制单元连接。[0013]在实施例中，通信控制单元CPU采用Atmel公司的AVR ATmegaU8单片机，具有 128KB的Flash和4KB的E2PROM, 8路10位A/D转换器和2路异步通信UART，看门狗复位电路，工作电压1. 8 6. 0V，抗干扰性能较强。[0014]直流电压模块、直流电流模块采用霍尔传感器采集信号，光照强度模块采用光照度传感器采集信号，风速风向模块采用风速传感器采集信号，环境温度模块由温度传感器来采集；这些电气参数和环境参数通过传感器采集后，接入到通信控制单元的输入电路中， 由CPU的AD电路来实现采样，这些数据采样后，运用到各种控制当中；直流电压模块、直流电流模块、光照强度模块除用于数据计算和显示外，还可用于控制逆变控制器的并网的启动和停止；风速风向模块检测用于保护光伏阵列单元的安全，当风速达到或大于定值时， 控制部分发出指令，通过接口电路驱动执行机构，调整光伏阵列到水平角度，减小风的阻力，从而起保护作用(此方法适用于跟踪式光伏阵列)。[0015]液晶及键盘是指带触摸功能的人机交互界面，通过人机交互界面可以实现逆变器各种功能操作和参数设置及修改；人机交互界面通过RS-232与通信控制单元相连；初始化界面显示几秒钟后，自动切换至主界面。主界面包括输入参数、输出参数、外界环境及发电功率等相关信息，同时显示当前日期时间；主界面显示后即可准备启动运行，点击主界面的启动按钮，将看到密码输入界面，输入密码即可启动设备。需要停止设备时，单击停止按钮， 输入密码后点击OK按钮，设备停止；点击复位按钮，输入密码后系统复位；在主界面中点击设置按钮，输入密码后进入参数设置选择界面，即可选择对系统的基本参数、保护参数、 时间进行设置；选择相应的参数设置后，会显示相应的参数设置显示界面，点击修改，输入密码后即可修改想要修改的参数；修改完成后点击OK键，系统显示发送成功及校验正确界面。当逆变器遇到故障时，系统进入报警界面。[0016]远程计算机配有系统专用的上位机监控软件，通过RS-485与通信控制单元相连， 可以在计算机上查看和存储电站的运行数据，还可以通过计算机来控制逆变器的运行；监控软件基于VB语言开发，用户可以直观的看到电站的各项数据；系统提供了各项参数的曲线按钮，通过点击所要查看的参数名称就可以看到当日的参数曲线图，非常直观和方便；还有历史记录功能，可以查看以往任意一天的参数曲线，并可以生成报表，把每一天的数据以 WORD格式输出并保存起来。[0017]大屏幕显示可以直观的告诉电站用户有关电站的各种数据，如当前并网功率、累计发电量、电压电流等电气参数和光照强度风速等环境参数。还可根据用户需求，显示电站的各种相关信息。大屏幕可以通过RS-485与通信控制单元相连，也可以通过RS-485/232 与上位机相连，达到显示功能。[0018]跟踪控制器，由太阳光跟踪传感器检测光伏阵列是否对准太阳；当太阳光垂直照射到跟踪传感器上时，跟踪传感器四个方位的输出信号全部为零，表示跟踪传感器已对准太阳；当太阳光偏离垂直照射时，跟踪传感器能检测出当前太阳偏离跟踪传感器的方位并进行控制调整；根据太阳能电池板的特性可知，它的发电量与照射到它上面的光照强度成正比，而接受太阳的直射光，可以得到太阳的最大光照强度。[0019]电量变送器通过RS-485与通信控制单元相连，用于采集并网的电流、电压、功率、 电网频率等监控所需数据。
权利要求1. 一种光伏发电站监控系统，其特征在于包含通信控制单元(1 )、直流电压模块(2 )、 直流电流模块(3)、光照强度模块(4)、风速风向模块(5)、温度环境模块(6)、显示及键盘 (7)、远程计算机(8)、大屏幕显示(9)、跟踪控制器(10)和电量变送器(11)，直流电压模块、 直流电流模块、光照强度模块、风速风向模块和温度环境模块分别与通信控制单元连接；显示及键盘、远程计算机、大屏幕显示、跟踪控制器和电量变送器也分别与通信控制单元连接。
专利摘要本实用新型涉及一种光伏发电站监控系统，属于太阳能发电监控技术领域。技术方案是直流电压模块(2)、直流电流模块(3)、光照强度模块(4)、风速风向模块(5)和温度环境模块(6)分别与通信控制单元(1)连接；显示及键盘(7)、远程计算机(8)、大屏幕显示(9)、跟踪控制器(10)和电量变送器(11)也分别与通信控制单元连接。本实用新型的积极效果较完整地实现了监测、控制、保护等功能，是开发人员和用户监测光伏发电系统状态、获得研究数据的主导窗口，实现电站无人值守或仅用少量人力即可。
文档编号H02J13/00GK202260633SQ201120382058
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者任晓鹏, 包凤永, 张喜军, 王文瑞, 王飞, 高姊敬 申请人:保定天威集团有限公司, 天威新能源系统工程(北京)有限公司