CN103389417B - 小型光伏发电系统数据监测采集装置 - Google Patents

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于霄童
叶陈生
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Abstract

本发明公开了一种小型光伏发电系统数据监测采集装置,该装置由温度传感器、电压传感器、电流传感器、环境监测仪、温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪、开关电源、IO采集模块、上位机、485‑232通讯模块和监控软件组成;其中的温度传感器、电压传感器、电流传感器都为隔离型传感器,输出标准电压信号;环境监测仪器可监测大气温度、风速、风向、太阳辐射;温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪可周期监测采集多路输入标准电压信号;监控软件可实时监测、显示、存储数据。本发明的小型光伏发电系统数据监测采集装置,实现了小型光伏发电系统重要参数的监测、显示、存储功能,能够形成大量的数据及报表,可广泛地用于光伏发电系统评估、验收及研究。

Description

小型光伏发电系统数据监测采集装置
技术领域
[0001] 本发明涉及光伏发电,特别涉及一种小型光伏发电系统数据监测采集装置。
背景技术
[0002] 在可再生能源利用中,光伏发电占据着重要的地位,随着技术成熟、成本降低,必 将走向大规模应用。其中小型光伏发电系统是重点发展方向之一,目前已有不少小型光伏 发电系统示范案例。目前在系统研究、评估验收等实际工作中,缺少有效的装置监测采集小 型光伏发电系统的性能数据以及所处环境的数据,用于当地光伏发电开发潜力的研宄、小 型光伏发电系统性能的验收评估。
发明内容
[0003] 本发明的目的,就是为了提供一种小型光伏发电系统数据监测采集装置,实现对 小型光伏发电系统的性能数据及其环境气象数据的监测、采集和存储,以满足市场对小型 光伏发电系统研究、设计、验收的检测装置的需求。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种小型光伏发电系统数据监 测采集装置,所述小型光伏发电系统数据监测采集装置专用于采集小型光伏发电系统光伏 阵列发电性能数据及环境数据;小型光伏发电系统数据监测采集装置包括温度传感器、电 压传感器、电流传感器、温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检伩、环境监测仪、10采集模块、 485-232通讯模块、上位机和开关电源;温度传感器安装在太阳电池组件的背面,其信号输 出端与温度巡检仪连接;电压传感器的对应端口与光伏阵列线路的正、负极相连,其信号输 出端与电压巡检仪连接;电流传感器套在光伏阵列输出电缆上,其信号输出端与电流巡检 仪连接;环境监测仪架设于小型光伏发电系统附近;温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪 和环境监测仪的信号输出端分别与10采集模块连接,10采集模块的信号输出端连接485-232通讯模块;485-232通讯模块的信号输出端连接上位机;开关电源提供24V直流电,供给 各电压传感器、电流传感器、环境监测仪、温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪和10采集模 块;在上位机内设有监控软件。
[0005] 所述的环境监测仪内设有环境温度传感器、风速传感器、风向传感器、辐射传感器 和辐射变送器,辐射变送器与辐射传感器相连,环境温度传感器、风速传感器、风向传感器 和辐射变送器的信号输出端分别与10采集模块连接。
[0006] 所述的监控软件通过组态软件编辑,能周期性的实时显示环境中的温度、风速、和 辐射,周期性的实时指示风向,周期性的实时显示光伏阵列相应组件串的电压、电流数值及 曲线图,并将采集到的数据周期性的实时存储,可生成相应的数据报表。
[0007] 本发明的小型光伏发电系统数据监测采集装置,实现了小型光伏发电系统重要参 数的监测、显示、存储功能,能够形成大量的数据及报表,可广泛地用于光伏发电系统评估、 验收及研究。
附图说明
[0008] 图1为本发明小型光伏发电系统数据监测采集装置的结构原理示意图。
具体实施方式
[0009] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0010] 参见图1,本发明的一种小型光伏发电系统数据监测采集装置,包括温度传感器、 电压传感器、电流传感器、温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪、环境监测仪、10采集模块、 4邪-232通讯模块、上位机和开关电源;温度传感器安装在太阳电池组件的背面,其信号输 出端与温度巡检仪连接;电压传感器的对应端口与光伏阵列线路的正、负极相连,其信号输 出端与电压巡检仪连接;电流传感器套在光伏阵列输出电缆上,其信号输出端与电流巡检 仪连接;环境监测仪架设于小型光伏发电系统附近;温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪 和环境监测仪的信号输出端分别与10采集模块连接,10采集模块的信号输出端连接485-232通讯模块;4S5-232通讯模块的信号输出端连接上位机;开关电源提供24V直流电,供给 各电压传感器、电流传感器、环境监测仪、温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪和10采集模 块;在上位机内设有监控软件。
[0011]所述的环境监测仪内设有环境温度传感器、风速传感器、风向传感器、辐射传感器 和辐射变送器,辐射变送器与辐射传感器相连,环境温度传感器、风速传感器、风向传感器 和辐射变送器的信号输出端分别与10采集模块连接。
[0012]所述的监控软件通过组态软件编辑,能周期性的实时显示环境中的温度、风速、和 辐射,周期性的实时指示风向,周期性的实时显示光伏阵列相应组件串的电压、电流数值及 曲线图,并将采集到的数据周期性的实时存储,可生成相应的数据报表。
[0013]本发明中的温度传感器采用耐候温度传感器,用于检测光伏组件温度。
[0014]本发明中的电压传感器采用隔离式电压传感器,用于采集光伏发电系统直流电 压。
[0015]本发明中的电流传感器采用隔离式电流传感器,用于采集光伏发电系统直流电 流。
[0016]本发明中的温度巡检仪周期采集温度信号。
[0017]本发明中的电压巡检仪周期采集电压信号。
[0018]本发明中的电流巡检仪周期采集电流信号。
[0019]本发明中的10采集模块采集各环境检测仪、温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪 的信号。
[0020]本发明中的上位机采用笔记本电脑,配置无线鼠标,便于现场测试。
[0021]本发明中的485-232通讯模块,用于10采集模块与上位机的通讯。
[0022] 本发明中的监控软件采用组态软件编辑,监控软件功能包括:温度、电压、电流、风 速数据实时显示,电压、电流实时曲线,指针式风向标识,数据存储、查询功能,报表生成功 能,另外可根据实际需求利用组态软件增加新功能,软件升级维护方便。
[0023] 本发明的工作过程原理是:电压监测使用隔离式直流电压传感器测量电压并将电 压值转换为标准的电压信号输出,再通过多路巡检仪按一定周期巡检多路电压传感器并将 信号输出给10采集模块;电流监测使用霍尔电流传感器测量电流将电流值转换为标准的电 压信号输出,再通过多路巡检按一定周期巡检多路电流传感器并将信号输出给10采集模 块;温度监测使用PT100温度传感器,通过多路巡检仪按一定周期巡检多路温度传感器并将 信号输出给10采集模块;环境监测仪监测数据包括大气温度监测、风速监测、风向监测、太 阳辐射监测,分别使用环境温度传感器、风速传感器、风向传感器、太阳辐射传感器,其中太 阳辐射传感器增加变送器将非标信号转为标准的电压信号,将以上信号输出给10采集模 块。10采集模块将采集到的信号通过4邪总线输出;上位机通过4S5-232通讯模块采集10采 集模块的数据。上位机采用Windows XP操作系统,加载工控软件,通过工控软件开发了一个 子程序,具有采集、显示、存储功能,对小型光伏发电系统相关数据进行实时监控,显示温 度、风速、电压、电流实时值,显示风向指针图,显示电压、电流实时曲线图表,可存储监测的 数据,可形成日、月、年报表。 '
[0024]上述传感器、变送器、巡检仪、采集模块的直流电源均由24V开关电源提供;各传感 器、变送器、采集模块使用屏蔽通讯信号线连接;变送器、巡检仪、采集模块、^关^源、接^ 端子排、485_232通讯模块均集成于一只四方便携电箱,并留出电源及线缆接口 .上位机采 用工控机或笔记本电脑。 ' ~ & ’

Claims (1)

1. 一种小型光伏发电系统数据监测采集装置,所述小型光伏发电系统数据监测采集装 置专用于采集小型光伏发电系统光伏阵列发电性能数据及环境数据;其特征在于:包括温 度传感器、电压传感器、电流传感器、温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪、环境监测仪、10 采集模块、485-232通讯模块、上位机和开关电源;温度传感器安装在太阳电池组件的背面, 其信号输出端与温度巡检仪连接;电压传感器的对应端口与光伏阵列线路的正、负极相连, 其信号输出端与电压巡检仪连接;电流传感器套在光伏阵列输出电缆上,其信号输出端与 电流巡检仪连接•,环境监测仪架设于小型光伏发电系统附近;温度巡检仪、电压巡检仪、电 流巡检仪和环境监测仪的信号输出端分别与10采集模块连接,10采集模块的信号输出端连 接485-232通讯模块;485-232通讯模块的信号输出端连接上位机;开关电源提供24V直流 电,供给各电压传感器、电流传感器、环境监测仪、温度巡检仪、电压巡检仪、电流巡检仪和 10采集模块;在上位机内设有监控软件; 所述的环境监测仪内设有环境温度传感器、风速传感器、风向传感器、辐射传感器和辐 射变送器,辐射变送器与辐射传感器相连,环境温度传感器、风速传感器、风向传感器和辐 射变送器的信号输出端分别与10采集模块连接; 所述的监控软件通过组态软件编辑,能周期性的实时显示环境中的温度、风速、和辐 射,周期性的实时指示风向,周期性的实时显示光伏阵列相应组件串的电压、电流数值及曲 线图,并将采集到的数据周期性的实时存储,可生成相应的数据报表。
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