CN103149919B - 一种基于组态控制的太阳能电站监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于组态控制的太阳能电站监控系统，其包括：信号采集装置、总控计算机和通讯网络，所述信号采集装置与太阳能电站的计量终端相连，用于实时采集太阳能电站的能源数据并将所述能源数据发送给总控计算机；所述总控计算机嵌入监控组态软件，用于实时显示所述能源数据、实时监测太阳能电站的运行状态，并对所述能源数据进行分析统计及能源管理；所述通讯网络用于实现信号采集装置与总控计算机之间的通讯。采用本发明可自动进行电量的调配，降低各负载的能耗；能自动产生报表，方便工作的人员的汇总及实时监测。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电系统检测及控制领域，尤其涉及的是一种基于组态控制的太阳能电站监控系统。
背景技术
目前太阳能电站系统只有单一的电能质量管理，缺乏事故预警管理、自动控制管理、重要设备正常运行过程重点数据，这必将导致在特定环境下能源的浪费。现有的太阳能电站系统没有合理的能源管理系统，就达不到合理的能源布局，从而起不到节能减排的目的。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于组态控制的太阳能电站监控系统，该系统克服了以往单一太阳能电能质量管理的缺点，使得将所述基于组态控制的太阳能电站监控系统应用于太阳能发电站的领域上，合理能源布局、减少能耗、降低运营成本，使得太阳能能更加合理地高效利用。
本发明的技术方案如下：
一种基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，包括：信号采集装置、总控计算机和通讯网络，所述信号采集装置与太阳能电站的计量终端相连，用于实时采集太阳能电站的能源数据并将所述能源数据发送给总控计算机；所述总控计算机嵌入监控组态软件，用于实时显示所述能源数据、实时监测太阳能电站的运行状态，并对所述能源数据进行分析统计及能源管理；所述通讯网络用于实现信号采集装置与总控计算机之间的通讯。
所述的基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，所述总控计算机通过监控组态软件建立I/O Server实时数据服务器，实现在线的数据监视、工艺操作和实时的能源管理，并对外提供接口。
所述的基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，所述通讯网络采用工业级以太网交换机，建立分区域的冗余环网，环与环之间采用耦合拓扑结构进行连接。
所述的基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，所述信号采集模块与总控计算机之间采取GPRS网络、蓝牙、电力载波或者有线网络进行通讯。
所述的基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，所述总控计算机实时显示环境及各类电参量，动态显示参数变化的曲线，实时监测的系统的运行状态，系统发生错误时，总控计算机做出提示报警和显示报警的内容。
所述的基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，所述信号采集模块采集的数据包括：环境温度、照度、辐照强度、BIPV组件温度、太阳能总发电量、当天的太阳能发电量、负载用电量、瞬时功率、当天太阳能的峰值功率、历史太阳能的峰值功率、实时在线电压、实时在线电流、蓄电池充放电电流、蓄电池的状态显示和过流过载信息。
所述的基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，所述总控计算机能通过数据历史曲线和实施趋势，进行运行状态分析。
所述的基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，所述总控计算机能自动生成能源生产运行报表，实现电参量的远程抄表、集中监控、防盗报警、欠费禁用、数据处理、日报月报和数据备份、查询打印。
所述的基于组态控制的太阳能电站监控系统，其中，所述总控计算机进行的能源管理包括：能源实绩分析管理、能源质量管理、能源平衡管理、能源预测分析、运行管理支持。
本发明所提供的基于组态控制的太阳能电站监控系统，采用了三级物理结构组成的系统，其主要优点体现如下：（1）基于组态控制的太阳能电站监控系统提供了一条高效利用太阳能发电的途径；（2）本发明自动进行电量的调配，降低各负载的能耗；（3）该发明能自动产生报表，方便工作的人员的汇总及实时监测。
附图说明
图1是发明实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于组态控制的太阳能电站监控系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明提供一种基于组态控制的太阳能电站监控系统，其集计算机技术、通讯技术、网络技术和自控技术于一体，采用集散式结构、模块化设计、智能终端等灵活的组网方式，将负载的用电量、太阳能发电量等电参量能源计量集成为一个完整的管理系统，为开放式工作平台，其构架主要包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等三级物理结构。
具体地，所述基于组态控制的太阳能电站监控系统包括：
信号采集装置，所述信号采集装置与太阳能电站的计量终端相连，用于实时采集太阳能电站的能源数据并将所述能源数据发送给总控计算机；
总控计算机，所述总控计算机嵌入监控组态软件，用于实时显示所述能源数据、实时监测太阳能电站的运行状态，并对所述能源数据进行分析统计及能源管理；
通讯网络，用于实现信号采集装置与总控计算机之间的通讯；
所述信号采集装置采集太阳能电站的能源数据，通过所述通讯网络发送给所述总控计算机，所述总控计算机接收所述能源数据，显示所述能源数据，实时监测太阳能电站的运行状态，并对所述能源数据进行分析统计及能源管理。
所述总控计算机以监控组态软件为核心，建立I/O Server实时数据服务器，实现在线的数据监视、工艺操作和实时的能源管理功能；基于数据库技术开发具有模型背景的能源管理功能并对外提供接口。
所述通讯网络采用工业级以太网交换机，建立分区域的冗余环网，环与环之间采用耦合拓扑结构进行连接，从而建立高可靠专有的能源数据采集通讯网络。
所述信号采集装置以通信网管服务器产品为核心，通过数据采集、通讯、协议转换等技术手段，将能源介质参数的采集与生产控制系统隔离，提供连续、真实、可靠的数据依据。
本发明的基于组态控制的太阳能电站监控系统工作原理如下：
1）通过信号采集模块采样所需的功能参数；
2）信号采集模块与总控计算机之间可采取GPRS网络、蓝牙、电力载波或者有线网络按照特定的协议进行通讯；
3）总控计算机实时显示环境及各类电参量，动态显示参数变化的曲线，实时监测的系统的运行状态，系统发生错误时，总控计算机做出提示报警和显示报警的内容；
4）总控计算机根据短期或者长期的数据进行相对应的能源管理及分析统计。
本发明实施例基于组态控制的太阳能电站监控系统系统的具体功能如下：
1)数据采集功能
将全部的能源数据采集进入系统，供数据监视、报警、数据分析、数据计算、数据统计等用。采集的数据包括：环境温度、照度、辐照强度、BIPV组件温度、太阳能总发电量、当天的太阳能发电量、负载用电量、瞬时功率、当天太阳能的峰值功率、历史太阳能的峰值功率、实时在线电压、实时在线电流、蓄电池充放电电流、蓄电池的状态显示、过流过载信息等等；
2)监控功能
监视功能:以大屏幕或者常规操作员站方式，对能源系统的实时运行工况进行监视并可进行远程监控自动配电调度。
历史趋势功能：通过数据历史曲线和实施趋势，进行运行状态分析。
运行报表功能：自动生成能源生产运行报表。实现电参量的远程抄表、集中监控、防盗报警、欠费禁用、数据处理、日报月报、数据备份、查询打印等计量管理功能。
3)基本能源管理功能
将采集的数据进行归纳、分析和整理，结合生产计划的数据，进行能源管理工作，包括能源实绩分析管理、能源质量管理、能源平衡管理、能源预测分析、运行管理支持等。可根据需要设置能源管理所需的各类报表。值班记录表、日报、月报、年报表等)；具体的管理功能如下：
事故预警管理：提供事故预警管理数据库，给用户提供事故发生前的提前预警功能，通过越限监视和报警，识别故障隐患，通过自动和人工调整、控制跳闸，防止事故发生。
电能质量管理：提供电网供电质量、电网缺相、电网电压不平衡、电网背景谐波、电网电压波动、频率异常连续记录监视数据库。
自动控制管理：提供远端输出控制接点，由用户设定选择操作实现远程控制，实现功率补偿比如电容器运动投切或者某种设备的起停等。
重要设备正常运行过程重点数据：提供重要设备重点时间段连续记录数据库，连续等间隔时间记录主要电气设备主要电气参数，开关状态，输出趋势曲线、报表等各种统计参数。
电能质量恶化过程：通过波形采样、谐波越限、频率异常、电压下陷、电压上冲、电压缺相。
本发明所提供的基于组态控制的太阳能电站监控系统，采用了三级物理结构组成的系统，主要优点有：（1）基于组态控制的太阳能电站监控系统提供了一条高效利用太阳能发电的途径；（2）本发明自动进行电量的调配，降低各负载的能耗；（3）该发明能自动产生报表，方便工作的人员的汇总及实时监测。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种基于组态控制的太阳能电站监控系统，其特征在于，包括：信号采集装置、总控计算机和通讯网络，所述信号采集装置与太阳能电站的计量终端相连，用于实时采集太阳能电站的能源数据并将所述能源数据发送给总控计算机；所述总控计算机嵌入监控组态软件，用于实时显示所述能源数据、实时监测太阳能电站的运行状态，并对所述能源数据进行分析统计及能源管理；所述通讯网络用于实现信号采集装置与总控计算机之间的通讯；
所述总控计算机通过监控组态软件建立I/O Server实时数据服务器，实现在线的数据监视、工艺操作和实时的能源管理，并对外提供接口；
所述通讯网络采用工业级以太网交换机，建立分区域的冗余环网，环与环之间采用耦合拓扑结构进行连接；
所述信号采集装置与总控计算机之间采取GPRS网络、蓝牙、电力载波或者有线网络进行通讯；
所述总控计算机实时显示环境及各类电参量，动态显示参数变化的曲线，实时监测的系统的运行状态，系统发生错误时，总控计算机做出提示报警和显示报警的内容；
所述信号采集装置采集的数据包括：环境温度、照度、辐照强度、BIPV组件温度、太阳能总发电量、当天的太阳能发电量、负载用电量、瞬时功率、当天太阳能的峰值功率、历史太阳能的峰值功率、实时在线电压、实时在线电流、蓄电池充放电电流、蓄电池的状态显示和过流过载信息；
所述总控计算机能通过数据历史曲线和实施趋势，进行运行状态分析；
所述总控计算机能自动生成能源生产运行报表，实现电参量的远程抄表、集中监控、防盗报警、欠费禁用、数据处理、日报月报和数据备份、查询打印；
所述总控计算机进行的能源管理包括：能源实绩分析管理、能源质量管理、能源平衡管理、能源预测分析、运行管理支持。
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