CN104836342A - 基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统，包括光伏电站远程监控中心、远端主站、卫星转发器、光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块；光伏电站独立监控模块包括光伏组件、第一通信模块、第一微处理器、第一逆变器、直流负载、交流负载、第一电源及蓄电池；光伏电站并网监控模块包括光伏组件群、第二通信模块、第二微处理器、第二逆变器、电网及第二电源；光伏电站远程监控中心包括通信网关、中央监控器、故障报警定位器及个人移动监控终端；本发明具有结构简单、成本低、智能化、实时性好等优点，能够通过无线通讯及卫星通讯监控太阳能独立发电与并网发电系统的状态，进行故障报警与定位；通讯过程安全可靠，保证了数据的通讯顺畅，准确高效。

Description

基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统及其应用

技术领域

本发明涉及光伏电站的远程智能监控领域，特别是一种基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统及其应用。

背景技术

通过对全球物联网权威研究组织颁发的一系列规范的深入研究和对物联网体系的充分理解，得出物联网技术的发展和应用将对人类生活、工业发展、科技进步起到至关重要的促进作用；我国在太阳能发电系统上取得了不少成果，但对太阳能发电系统的监控上还存在一些不足：其采用有线监控方式结构复杂、成本高，不够智能化，实时性差，且目前的系统还没有能同时监控太阳能独立发电与并网发电系统的，对故障的应急处理也不够迅速，安全性上有待提高。

太阳能发电的工作模式分为离网独立发电和并网发电两种；以往，因为太阳能电池比较高的生产成本，只有比较偏远的无电地区才多数采用太阳能发电，而且主要是户用和村庄用的中小型发电系统，这些都属于太阳能发电的离网独立发电型用户；而最近几年来，太阳能发电产业以及该产业的市场发生了很大的变化，由偏僻边远的农村地区慢慢的向城市太阳能并网发电的方向大步迈进，起初，太阳能被认为是全球性地“补充能源”，如今已经成为主要的“替代能源”；目前，大量的太阳能独立发电系统和太阳能并网发电系统相互共存，相互交错。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统及其应用。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统，包括光伏电站远程监控中心、远端主站、卫星转发器、光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块；

光伏电站独立监控模块包括光伏组件、第一通信模块、第一微处理器、第一逆变器、直流负载、交流负载、第一电源及蓄电池；

光伏电站并网监控模块包括光伏组件群、第二通信模块、第二微处理器、第二逆变器、电网及第二电源；

光伏电站远程监控中心包括通信网关、中央监控器、故障报警定位器及个人移动监控终端；

光伏电站独立监控模块中的光伏组件、直流负载、第一逆变器分别与第一微处理器连接，第一微处理器与第一通信模块连接，第一逆变器与交流负载连接，第一电源、蓄电池分别与第一微处理器连接；

光伏电站并网监控模块中的光伏组件群、第二逆变器分别与第二微处理器连接，第二微处理器与第二通信模块连接，第二逆变器和电网连接，电网、第二电源分别与第二微处理器连接；

光伏电站远程监控中心中的通信网关与中央监控器进行无线连接，故障报警定位器和个人移动监控终端分别与中央监控器无线连接；

光伏电站远程监控中心中的通信网关通过卫星转发器及远端主站与光伏电站独立监控模块、光伏电站并网监控模块中的第一、第二通信模块进行一对多的双向通信。

技术效果：本发明所设计的基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统及其应用，具有结构简单、成本低、智能化、实时性好等优点，能够通过无线通讯及卫星通讯监控太阳能独立发电与并网发电系统的状态，且能进行故障报警与定位，出现故障时能通过个人移动监控终端第一时间通知相关负责人，利于迅速采取应急措施；本发明中通讯过程安全可靠，保证了数据的通讯顺畅，准确高效。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述的基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统，第一、第二通信模块为无线通讯模块，第一、第二通信模块与远端主站之间无线传输。

前述的基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统，故障报警定位器及个人移动监控终端分别与中央监控器进行无线数据传输。

本发明还设计了一种基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统的应用方法：

光伏电站独立监控模块通过光伏组件将太阳能转化为直流电通过第一微处理器处理分别供给直流负载及第一逆变器，第一逆变器将直流电转化为交流电供给交流负载，多余电能存储在蓄电池中，再通过第一微处理器将光伏电站独立监控模块的实时运行状态传送给与其相连的第一通信模块；

光伏电站并网监控模块通过光伏组件群将接收来的太阳辐射能量转变成高压直流电，再经过第二逆变器转换为与电网输出电压同频、同相的正弦交流电，通过第二微处理器将光伏电站并网监控模块的实时运行状态传送给与其相连的第二通信模块；

第一、第二通信模块将接收到的状态信息传输至远端主站，远端主站将采集到的状态信息通过天线发射传输至卫星转发器，卫星转发器在远端主站的控制下通过业务信道将采集到的实时状态信息经卫星传送到光伏电站远程监控中心；

光伏电站远程监控中心的通信网关接收卫星传送传送的实时状态信息，并传送给中央监控器，中央监控器将接收到的实时状态信息传送给故障报警与定位器进行故障的诊断与处理，当出现故障时中央监控器还能通过个人移动监控终端第一时间通知技术人员；

光伏电站远程监控中心、远端主站、卫星转发器、光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块之间均为双向通讯；

光伏电站远程监控中心对故障进行诊断与处理后，将控制指令再次通过卫星转发器及远端总站传输至光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块。

附图说明

图1为本发明所设计的基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统的结构原理图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供的一种基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统，包括光伏电站远程监控中心、远端主站、卫星转发器、光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块；

光伏电站独立监控模块包括光伏组件、第一通信模块、第一微处理器、第一逆变器、直流负载、交流负载、第一电源及蓄电池；

光伏电站并网监控模块包括光伏组件群、第二通信模块、第二微处理器、第二逆变器、电网及第二电源；

光伏电站远程监控中心包括通信网关、中央监控器、故障报警定位器及个人移动监控终端；

光伏电站独立监控模块中的光伏组件、直流负载、第一逆变器分别与第一微处理器连接，第一微处理器与第一通信模块连接，第一逆变器与交流负载连接，第一电源、蓄电池分别与第一微处理器连接；

光伏电站并网监控模块中的光伏组件群、第二逆变器分别与第二微处理器连接，第二微处理器与第二通信模块连接，第二逆变器和电网连接，电网、第二电源分别与第二微处理器连接；

光伏电站远程监控中心中的通信网关与中央监控器进行无线连接，故障报警定位器和个人移动监控终端分别与中央监控器无线连接；

光伏电站远程监控中心中的通信网关通过卫星转发器及远端主站与光伏电站独立监控模块、光伏电站并网监控模块中的第一、第二通信模块进行一对多的双向通信；

第一、第二通信模块为无线通讯模块，第一、第二通信模块与远端主站之间无线传输；故障报警定位器及个人移动监控终端分别与中央监控器进行无线数据传输；

本发明的工作原理为：

光伏电站独立监控模块通过光伏组件将太阳能转化为直流电通过第一微处理器处理分别供给直流负载及第一逆变器，第一逆变器将直流电转化为交流电供给交流负载，多余电能存储在蓄电池中，再通过第一微处理器将光伏电站独立监控模块的实时运行状态传送给与其相连的第一通信模块；

光伏电站并网监控模块通过光伏组件群将接收来的太阳辐射能量转变成高压直流电，再经过第二逆变器转换为与电网输出电压同频、同相的正弦交流电，通过第二微处理器将光伏电站并网监控模块的实时运行状态传送给与其相连的第二通信模块；

第一、第二通信模块将接收到的状态信息传输至远端主站，远端主站将采集到的状态信息通过天线发射传输至卫星转发器，卫星转发器在远端主站的控制下通过业务信道将采集到的实时状态信息经卫星传送到光伏电站远程监控中心；

光伏电站远程监控中心的通信网关接收卫星传送传送的实时状态信息，并传送给中央监控器，中央监控器将接收到的实时状态信息传送给故障报警与定位器进行故障的诊断与处理，当出现故障时中央监控器还能通过个人移动监控终端第一时间通知技术人员；

光伏电站远程监控中心、远端主站、卫星转发器、光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块之间均为双向通讯；

光伏电站远程监控中心对故障进行诊断与处理后，将控制指令再次通过卫星转发器及远端总站传输至光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统，其特征在于，包括光伏电站远程监控中心、远端主站、卫星转发器、光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块；

所述光伏电站独立监控模块包括光伏组件、第一通信模块、第一微处理器、第一逆变器、直流负载、交流负载、第一电源及蓄电池；

所述光伏电站并网监控模块包括光伏组件群、第二通信模块、第二微处理器、第二逆变器、电网及第二电源；

所述光伏电站远程监控中心包括通信网关、中央监控器、故障报警定位器及个人移动监控终端；

所述光伏电站独立监控模块中的光伏组件、直流负载、第一逆变器分别与第一微处理器连接，第一微处理器与第一通信模块连接，第一逆变器与交流负载连接，第一电源、蓄电池分别与第一微处理器连接；

所述光伏电站并网监控模块中的光伏组件群、第二逆变器分别与第二微处理器连接，第二微处理器与第二通信模块连接，第二逆变器和电网连接，电网、第二电源分别与第二微处理器连接；

所述光伏电站远程监控中心中的通信网关与中央监控器进行无线连接，故障报警定位器和个人移动监控终端分别与中央监控器无线连接；

所述光伏电站远程监控中心中的通信网关通过卫星转发器及远端主站与光伏电站独立监控模块、光伏电站并网监控模块中的第一、第二通信模块进行一对多的双向通信。

2.根据权利要求1所述的基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统，其特征在于，所述第一、第二通信模块为无线通讯模块，第一、第二通信模块与远端主站之间无线传输。

3.根据权利要求1所述的基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统，其特征在于，故障报警定位器及个人移动监控终端分别与中央监控器进行无线数据传输。

4.根据权利要求2或3所述的基于物联网及卫星通讯的光伏电站远程监控系统的应用方法，其特征在于：

光伏电站独立监控模块通过光伏组件将太阳能转化为直流电通过第一微处理器处理分别供给直流负载及第一逆变器，所述第一逆变器将直流电转化为交流电供给交流负载，多余电能存储在蓄电池中，再通过第一微处理器将光伏电站独立监控模块的实时运行状态传送给与其相连的第一通信模块；

光伏电站并网监控模块通过光伏组件群将接收来的太阳辐射能量转变成高压直流电，再经过第二逆变器转换为与电网输出电压同频、同相的正弦交流电，通过第二微处理器将光伏电站并网监控模块的实时运行状态传送给与其相连的第二通信模块；

第一、第二通信模块将接收到的状态信息传输至远端主站，远端主站将采集到的状态信息通过天线发射传输至卫星转发器，卫星转发器在远端主站的控制下通过业务信道将采集到的实时状态信息经卫星传送到光伏电站远程监控中心；

光伏电站远程监控中心的通信网关接收卫星传送传送的实时状态信息，并传送给中央监控器，中央监控器将接收到的实时状态信息传送给故障报警与定位器进行故障的诊断与处理，当出现故障时中央监控器还能通过个人移动监控终端第一时间通知技术人员；

光伏电站远程监控中心、远端主站、卫星转发器、光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块之间均为双向通讯；

光伏电站远程监控中心对故障进行诊断与处理后，将控制指令再次通过卫星转发器及远端总站传输至光伏电站并网监控模块及光伏电站独立监控模块。