CN106812660A - 风光互补发电监控系统 - Google Patents

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CN106812660A CN201611115757.0A CN201611115757A CN106812660A CN 106812660 A CN106812660 A CN 106812660A CN 201611115757 A CN201611115757 A CN 201611115757A CN 106812660 A CN106812660 A CN 106812660A
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张世桐
刘圣东
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惠州三华工业有限公司
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Abstract

一种风光互补发电监控系统,包括风力发电装置、光伏发电装置、风光互补控制器、蓄电池组、用电设备、运行状态数据采集模块、无线模块、后台服务器、智能移动终端、控制模块及保护模块。风力发电装置、光伏发电装置及蓄电池组分别与风光互补控制器连接。运行状态数据采集模块用于采集实时运行状态数据。后台服务器用于将实时处理数据发送至智能移动终端,智能移动终端用于向后台服务器发送控制指令。控制模块用于接收并响应控制指令。保护模块包括保护控制单元及遮挡罩组件。上述风光互补发电监控系统适用于通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区及海岛等人烟稀少、远离大电网、用电负荷低且交通不便的应用环境,监控效果较好。

Description

风光互补发电监控系统
技术领域
[0001] 本发明涉及新能源技术领域,特别是涉及一种风光互补发电监控系统。
背景技术
[0002] 目前,随着全球人口和经济规模的不断增长,能源使用带来的环境问题及其诱因 不断地为人们所认识,不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害,大气中二氧化碳(C02)浓 度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。在此背景下,“碳足迹” “低碳经济” “低碳技术”“低碳发展”“低碳生活方式” “低碳社会” “低碳城市” “低碳世界”等一系列新概 念、新政策应运而生。而能源与经济以至价值观实行大变革的结果,可能将为逐步迈向生态 文明走出一条新路,即:摈弃20世纪的传统增长模式,直接应用新世纪的创新技术与创新机 制,通过低碳经济模式与低碳生活方式,实现社会可持续发展。
[0003] 其中,风光互补供电系统是将太阳能和风能转化为电能的装置,由于采用了风力 发电和太阳能发电互补(风光互补)的技术,有效地解决单一风力发电或太阳能发电设备发 电不连续的问题,在无风或阴雨等气候条件下能够保证稳定可靠的供电效果。该系统提供 了无空气污染、无噪音、不产生废弃物,是一种自然、清洁的能源,符合了国家当前正在推广 的低碳经济模式和资源节约型环境友好型的社会发展需求。目前风光互补发电技术发展非 常迅猛,并得到了广泛的应用。
[0004] 尤其是对通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区及海岛等人烟稀少、远离大电网、 用电负荷低且交通不便的应用环境下,更适用于风光互补发电技术的推广普及。
[0005] 然而,由于通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区和海岛等位置处于偏远地区,不 利于技术人员进行实地的监控操作,因此,在这些地区上安装的风光互补发电系统依然存 在监控效果较差的问题。
发明内容
[0006] 基于此,有必要提供一种监控效果较好的风光互补发电监控系统。
[0007] —种风光互补发电监控系统,包括:
[0008] 风力发电装置、光伏发电装置、风光互补控制器、蓄电池组、用电设备、运行状态数 据采集模块、无线模块、后台服务器、智能移动终端、控制模块及保护模块;
[0009] 所述风力发电装置和所述光伏发电装置分别与所述风光互补控制器电性连接,所 述风光互补控制器还与所述蓄电池组电性连接,所述风光互补控制器用于将所述风力发电 装置和所述光伏发电装置产生的电能通入至所述蓄电池组,以对所述蓄电池组进行充电, 所述用电设备与所述蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于向所述用电设备供电,所述运 行状态数据采集模块分别与所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、 所述蓄电池组和所述用电设备电性连接,用于采集所述风力发电装置、所述光伏发电装置、 所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备的实时运行状态数据,所述无线模块 与所述运行状态数据采集模块电性连接,所述无线模块用于将所述实时运行状态数据通过 网络发送至所述后台服务器,所述后台服务器用于对所述实时运行状态数据进行处理后得 到的实时处理数据通过网络发送至所述智能移动终端,所述智能移动终端用于向所述后台 服务器发送控制指令,所述后台服务器还用于将所述控制指令通过网络发送至所述无线模 块,所述控制模块分别与所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所 述蓄电池组和所述用电设备电性连接,所述控制模块用于接收并响应所述控制指令,以控 制所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电 设备;
[0010] 所述保护模块包括保护控制单元及遮挡罩组件,所述保护控制单元分别与所述控 制模块及所述遮挡罩组件电性连接,所述控制模块用于向所述保护控制单元发送保护控制 信号,所述保护控制单元用于接收并响应所述保护控制信号,以控制所述遮挡罩组件遮挡 或露置所述光伏发电装置。
[0011] 在其中一个实施例中,所述遮挡罩组件包括支架、电机及罩体,所述电机设置于所 述支架上,且所述支架邻近所述光伏发电装置设置,所述罩体与所述电机的旋转轴连接,所 述电机与所述保护控制单元电性连接,所述保护控制单元用于控制所述电机转动,以控制 所述罩体遮挡或露置所述光伏发电装置。
[0012] 在其中一个实施例中,所述电机为步进电机。
[0013] 在其中一个实施例中,所述罩体具有长方体状结构。
[0014] 在其中一个实施例中,所述电机与所述蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于给 所述电机供电。
[0015]上述风光互补发电监控系统通过设置风力发电装置、光伏发电装置、风光互补控 制器、蓄电池组、用电设备、运行状态数据采集模块、无线模块、后台服务器、智能移动终端 及控制模块,实现了互联网技术用于进行监控操作,能够在云端实现远程控制的效果,尤其 适用于通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区及海岛等人烟稀少、远离大电网、用电负荷低 且交通不便的应用环境,监控效果较好。
附图说明
[0016]图1为本发明一实施方式的风光互补发电监控系统的功能模块示意图;
[0017]图2为本发明另一实施方式的风光互补发电监控系统的功能模块示意图;
[0018]图3为本发明一实施方式的图像采集模块的功能模块示意图;
[0019]图4为本发明一实施方式的报警模块的功能模块示意图;
[0020]图5为本发明一实施方式的保护模块的功能模块示意图;
[0021]图6为本发明一实施方式的登录验证模块的功能模块示意图;
[0022]图7为本发明一实施方式的鸟类驱赶模块的功能模块示意图;
[0023]图8为本发明一实施方式的风力发电装置的结构示意图;
[0024]图9为图8所示的风力发电装置的另一角度的结构示意图;
[0025]图10为图8所示的风力发电装置的另一角度的结构示意图;
[0026]图11为图8所示的风力发电装置的分解结构示意图;
[0027]图I2为本发明一实施方式的光伏发电装置的结构示意图;
[0028]图13为图12所示的光伏发电装置的另一角度的结构示意图。
具体实施方式
[0029] 为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中 给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文 所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更 加透彻全面。
[0030] 需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上 或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接 到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、 “右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
[0031] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个 相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0032] 例如一种风光互补发电监控系统,包括:风力发电装置、光伏发电装置、风光互补 控制器、蓄电池组、用电设备、运行状态数据采集模块、无线模块、后台服务器、智能移动终 端、控制模块及保护模块;所述风力发电装置和所述光伏发电装置分别与所述风光互补控 制器电性连接,所述风光互补控制器还与所述蓄电池组电性连接,所述风光互补控制器用 于将所述风力发电装置和所述光伏发电装置产生的电能通入至所述蓄电池组,以对所述蓄 电池组进行充电,所述用电设备与所述蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于向所述用电 设备供电,所述运行状态数据采集模块分别与所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述 风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备电性连接,用于采集所述风力发电装置、所 述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备的实时运行状态数 据,所述无线模块与所述运行状态数据采集模块电性连接,所述无线模块用于将所述实时 运行状态数据通过网络发送至所述后台服务器,所述后台服务器用于对所述实时运行状态 数据进行处理后得到的实时处理数据通过网络发送至所述智能移动终端,所述智能移动终 端用于向所述后台服务器发送控制指令,所述后台服务器还用于将所述控制指令通过网络 发送至所述无线模块,所述控制模块分别与所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风 光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备电性连接,所述控制模块用于接收并响应所 述控制指令,以控制所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄 电池组和所述用电设备;所述保护模块包括保护控制单元及遮挡罩组件,所述保护控制单 元分别与所述控制模块及所述遮挡罩组件电性连接,所述控制模块用于向所述保护控制单 元发送保护控制信号,所述保护控制单元用于接收并响应所述保护控制信号,以控制所述 遮挡罩组件遮挡或露置所述光伏发电装置。
[0033] 又一个例子是,请参阅图1,风光互补发电监控系统包括:风力发电装置、光伏发电 装置、风光互补控制器、蓄电池组、用电设备、运行状态数据采集模块、无线模块、后台服务 器、智能移动终端及控制模块。
[0034] 请参阅图1,所述风力发电装置和所述光伏发电装置分别与所述风光互补控制器 电性连接,所述风力发电装置能够利用风能产生电能,所述光伏发电装置能够利用太阳能 产生电能。所述风光互补控制器还与所述蓄电池组电性连接,所述风光互补控制器用于将 所述风力发电装置和所述光伏发电装置产生的电能通入至所述蓄电池组,以对所述蓄电池 组进行充电,这样,通过所述风光互补控制器能够更安全更平稳地将所述风力发电装置和 所述光伏发电装置分别产生的电能充入至所述蓄电池组中,用于实现储存电能的效果。例 如,所述蓄电池组包括多个顺序连接的蓄电池,所述蓄电池的规格和数量根据所述风力发 电装置和所述光伏发电装置的发电情况灵活选择。
[0035] 例如,太阳能和风能以互补形式通过风光互补控制器向蓄电池组智能化充电,逆 变器将蓄电池直流转化为稳定的交流输出。根据昼夜互补、季节互补等特性充分利用绿色 能源。
[0036] 请参阅图1,所述用电设备与所述蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于向所述用 电设备供电,这样,通过所述蓄电池组对所述用电设备进行供电,能够使所述用电设备进行 正常的工作。例如,所述用电设备根据所述风光互补发电监控系统的使用环境而异,例如, 在通信基站中,所述用电设备包括基站天线等用电设置,所述蓄电池组用于对所述基站天 线进行供电,用于确保所述基站天线能够正常发出无线信号,又如,在边防哨所、边远牧区 及海岛中,所述用电设备主要包括家用电器,如电灯和电视等,所述蓄电池组用于对电灯和 电视等进行供电,用于确保在边防哨所、边远牧区及海岛中的住户维持日常的生活。
[0037] 请参阅图1,所述运行状态数据采集模块分别与所述风力发电装置、所述光伏发电 装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备电性连接,用于采集所述风力发 电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备的实时运 行状态数据,通过收集所述实时运行状态数据,能够更好地监控述所述风力发电装置、所述 光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备的工作情况,更利于控 制所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电 设备进行保持正常的工作状态。例如,所述实时运行状态数据包括实时电压数据、实时电流 数据和实时表面温度数据等实时运行状态数据,当然,所述实时运行状态数据还可以根据 实际情况进行灵活的选取,用于更好地监控所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述 蓄电池组和所述用电设备的工作状态。在此以所述蓄电池组为例对所述实时运行状态数据 进行说明,例如,所述运行状态数据采集模块采集的所述蓄电池组的实时运行状态数据包 括实时充电电压数据、实时充电电流数据、实时充电量数据和实时表面温度数据,这样,所 述运行状态数据采集模块通过采集所述蓄电池组的这些实时运行状态数据,能够更好地监 控所述蓄电池组的工作情况,以便于操作人员做出后续的调整。
[0038] 请参阅图1,所述无线模块与所述运行状态数据采集模块电性连接,所述无线模块 用于将所述实时运行状态数据通过网络发送至所述后台服务器,所述后台服务器用于对所 述实时运行状态数据进行处理后得到的实时处理数据通过网络发送至所述智能移动终端, 所述智能移动终端用于向所述后台服务器发送控制指令,所述后台服务器还用于将所述控 制指令通过网络发送至所述无线模块。所述控制模块分别与所述风力发电装置、所述光伏 发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备电性连接,所述控制模块用 于接收并响应所述控制指令,以控制所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补 控制器、所述蓄电池组和所述用电设备。
[0039] 通过无线模块能够将所述实时运行状态数据通过网络发送至所述后台服务器,再 通过后台服务器对这些数据进行处理后,再将实时处理数据发送给智能移动终端,请参阅 图2,用户通过所述智能移动终端用于向所述后台服务器发送控制指令,所述后台服务器用 于将所述控制指令通过网络发送至所述无线模块,所述无线模块将所述控制指令送至所述 控制模块,所述控制模块用于接收并响应所述控制指令,能够更好地控制所述风力发电装 置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备的工作,如此, 通过采用互联网技术用于进行监控操作,能够在云端实现远程控制的效果,尤其适用于通 信基站、微波站、边防哨所、边远牧区及海岛等人烟稀少、远离大电网、用电负荷低且交通不 便的应用环境下,监控效果较好。
[0040] 在此以所述蓄电池组为例对上述监控过程进行说明,例如,所述运行状态数据采 集模块采集的所述蓄电池组的实时运行状态数据包括实时充电电压数据、实时充电电流数 据、实时充电量数据和实时表面温度数据,接着,所述运行状态数据采集模块将所述蓄电池 组的实时运行状态数据发送至所述无线模块,接着,所述无线模块通过网络将所述蓄电池 组的实时运行状态数据发送至所述后台服务器中,接着,所述后台服务器对所述蓄电池组 的实时运行状态数据进行处理,如计算所述蓄电池组的实时表面温度、实时充电电压、实时 充电电流和实时充电量的关系,得到如需要减少实时充电电压和需要提高实时充电电流等 实时处理数据,接着,所述后台服务器将这些实时处理数据发送至智能移动终端中,如,通 过APP实现在人机交互界面中显示如需要减少实时充电电压和需要提高实时充电电流等选 项,接着,用户通过智能移动终端,如智能手机向所述后台服务器发送控制指令,如需要减 少多少实时充电电压和是否停止充电等控制指令,所述后台服务器将所述控制指令通过网 络发送至所述无线模块,接着,所述无线模块将所述控制指令发送至所述控制模块,接着, 所述控制模块响应所述控制指令,对所述蓄电池组执行如停止充电操作和减少充电电压操 作等操作。
[0041] 上述风光互补发电监控系统通过设置风力发电装置、光伏发电装置、风光互补控 制器、蓄电池组、用电设备、运行状态数据采集模块、无线模块、后台服务器、智能移动终端 及控制模块,实现了互联网技术用于进行监控操作,能够在云端实现远程控制的效果,尤其 适用于通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区及海岛等人烟稀少、远离大电网、用电负荷低 且交通不便的应用环境,监控效果较好。
[0042] 为了进一步提高对所述风光互补发电监控系统的监控效果,以更好地了解所述风 光互补发电监控系统的运行情况,例如,请参阅图3,所述风光互补发电监控系统还包括图 像采集模块,所述图像采集模块包括摄像单元、照明单元和照明控制单元,所述摄像单元与 所述无线模块电性连接,所述无线模块还用于将所述摄像单元采集的图像数据通过网络发 送至所述后台服务器,所述后台服务器还用于将所述图像数据发送至所述智能移动终端; 所述照明控制单元与所述照明单元电性连接,用于控制所述照明单元执行照明操作,这样, 通过摄像单元能够更好地采集所述风光互补发电监控系统运行时的图片,如,采集所述风 力发电装置和所述光伏发电装置运行时的图像,能够进一步监控所述风光互补发电监控系 统,以更好地了解所述风光互补发电监控系统的运行情况;此外,通过设置照明单元和照明 控制单元能够在晚上或者光线较昏暗的环境下进行照明,更利于图像采集操作的进行。 [0043] 例如,所述照明单元包括LED灯组和驱动电源模组,所述蓄电池组、所述驱动电源 模组与所述LED灯组顺序电性连接,所述照明控制单元与所述驱动电源模组电性连接,用于 控制所述LED灯组执行照明操作;又如,所述LED灯组包括多个依次电性连接的LED灯泡;又 如,所述图像采集模块还包括光线强度识别模块,所述光线强度识别模块与所述照明控制 单元电性连接,用于向所述照明控制单元发送光线强度信号,所述照明控制单元用于响应 所述光线强度信号,并控制所述照明单元;又如,所述摄像单元与所述蓄电池组电性连接, 所述蓄电池组用于给所述摄像单元供电;又如,所述摄像单元为DVR摄像机。
[0044] 为了进一步提高对所述风光互补发电监控系统的监控效果,例如,请参阅图4,所 述风光互补发电监控系统还包括报警模块,所述报警模块包括热红外人体感应器、报警控 制单元和声光报警单元,所述热红外人体感应器、所述报警控制单元与所述声光报警单元 顺序电性连接,所述热红外人体感应器用于向所述报警控制单元发送人体红外识别信号, 所述报警控制单元用于响应所述红外识别信号,并控制所述声光报警单元执行报警操作, 这样,所述热红外人体感应器能够识别靠近所述风光互补发电监控系统的人员,并通过所 述报警控制单元控制所述声光报警单元发出声音和光线的警报信号,以警示靠近所述风光 互补发电监控系统的人员,用于进一步提高对所述风光互补发电监控系统的监控效果。 [0045] 例如,所述声光报警单元为声光报警器;又如,所述报警模块还包括录音播放单 元,所述录音播放单元与所述报警控制单元电性连接,所述报警控制单元用于响应所述红 外识别信号,并控制所述录音播放单元执行录音播放操作;又如,所述声光报警单元与所述 蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于给所述声光报警单元供电;又如,所述蓄电池组还设 置有逆变器,所述蓄电池组通过所述逆变器与所述用电设备电性连接。
[0046] 为了更好地保护所述光伏发电装置,例如,请参阅图5,所述风光互补发电监控系 统还包括保护模块,所述保护模块包括保护控制单元及遮挡罩组件,所述保护控制单元分 别与所述控制模块及所述遮挡罩组件电性连接,所述控制模块用于向所述保护控制单元发 送保护控制信号,所述保护控制单元用于接收并响应所述保护控制信号,以控制所述遮挡 罩组件遮挡或露置所述光伏发电装置,当在冰雹等极端恶劣情况下,用户可以在所述智能 移动终端向所述后台服务器发送控制指令,所述后台服务器通过网络发送至所述无线模 块,接着,所述无线模块将所述控制指令发送至所述控制模块,所述控制模块接收并响应所 述控制指令,用于向所述保护控制单元发送保护控制信号,以控制所述遮挡罩组件遮挡所 述光伏发电装置,起到保护所述光伏发电装置的作用,当所述光伏发电装置处于良好的工 作状态时,可以再控制所述遮挡罩组件露置所述光伏发电装置,以实现正常的发电工作。
[0047] 例如,所述遮挡罩组件包括支架、电机及罩体,所述电机设置于所述支架上,且所 述支架邻近所述光伏发电装置设置,所述罩体与所述电机的旋转轴连接,所述电机与所述 保护控制单元电性连接,所述保护控制单元用于控制所述电机转动,以控制所述罩体遮挡 或露置所述光伏发电装置;又如,所述电机为步进电机;又如,所述罩体具有长方体结构;又 如,所述电机与所述蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于给所述电机供电。
[0048] 为了减少对所述智能移动终端的恶意操作,例如,请参阅图6,所述风光互补发电 监控系统还包括登录验证模块,所述登录验证模块包括密钥验证单元及记录单元,所述密 钥验证单元用于在验证所述智能移动终端发送的密钥通过时,则允许所述智能移动终端向 所述后台服务器发送控制指令,所述记录单元用于记录所述智能移动终端向所述后台服务 器发送的各所述控制指令,这样,只有在输入的密钥正确时,才能够让所述智能移动终端发 出所述控制指令,用于减少对所述智能移动终端的恶意操作,此外,通过对记录所述智能移 动终端向所述后台服务器发送的各所述控制指令,能够更好地查询是哪一台智能移动端发 送的控制指令,以明确后续的责任。
[0049]例如,所述登录验证模块还包括存储单元,所述存储单元用于将所述智能移动终 端进行编号,并对应存储每一所述编号的所述智能移动终端发送的所述指控指令;又如,所 述智能移动终端包括平板电脑、智能手机和笔记本电脑中的至少一种;又如,所述智能移动 终端为智能手机。
[0050]为了减少鸟类靠近所述风力发电装置或所述光伏发电装置,例如,请参阅图7,所 述风光互补发电监控系统还包括鸟类驱赶模块,所述鸟类驱赶模块包括测距雷达、驱赶控 制单元及发声驱鸟单元,所述测距雷达、所述驱赶控制单元与发声驱鸟单元顺序电性连接, 所述测距雷达用于向所述驱赶控制单元发送驱鸟控制信号,所述驱赶控制单元接收并响应 所述驱鸟控制信号,用于控制所述发声驱鸟单元执行发声操作,所述测距雷达能够测量出 鸟类距离所述风力发电装置或所述光伏发电装置的距离,当鸟类与所述风力发电装置或所 述光伏发电装置的距离达到阈值时,所述驱赶控制单元则控制所述发声驱鸟单元发出能够 驱赶鸟类的声音,以实现减少鸟类靠近所述风力发电装置或所述光伏发电装置的效果。 [0051] 例如,所述测距雷达与所述蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于给所述测距雷 达供电;又如,所述发声驱鸟单元与所述蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于给所述发声 驱鸟单元供电;又如,所述发声驱鸟单元邻近所述风力发电装置设置;又如,所述发声驱鸟 单元邻近所述光伏发电装置设置。
[0052]例如,一实施方式中,所述风光互补发电监控系统包括:风力发电装置、光伏发电 装置、风光互补控制器、蓄电池组、用电设备、运行状态数据采集模块、无线模块、后台服务 器、智能移动终端、控制模块、图像采集模块、报警模块、保护模块、登录验证模块及鸟类驱 赶模块。
[0053] 例如,一实施方式中,所述风光互补发电监控系统,包括:智能互补发电系统,太阳 能和风能以互补形式通过控制器向蓄电池智能化充电,逆变器将蓄电池直流转化为稳定的 交流输出;根据昼夜互补、季节互补等特性充分利用绿色能源。智能化控制技术系统:通过 现代通讯与信息技术、计算机网路技术、风光发电技术、逆变技术和智能控制技术提高产品 应用和体验系统。监控及保护系统,系统在运行过程中监控系统实时监测风光互补发电系 统的运行状况,在异常工作条件下可实时保护系统的稳定性和可靠性。大数据云应用系统, 风光互补发电系统的运行状态,通过互联网可以实现对发电系统的实时监控,对发电状况 的数据进行采集和处理,在云端实现系统数据整合分析。远程监控系统上设有操作和显示 的人机交互界面可供检修和用户看实时或历史运行信息等,风光互补远程监控系统信息通 讯技术,将异常情况通过互联网时时发送给使用者手机中,让使用者更直关和清楚产品的 运行状态;利用云控制技术操作;如远程开机和关机、远程定位、远程监控、远程系统更新 等。传统的风光互补发电系统设备,维护难、无人值守、无智能监控及大数据的应用。所述风 光互补发电监控系统具备了传统的互补控制技术,增加了移动互联网技术的应用,实现小 型风力发电系统的操作智能掌上化,智能监控、适时跟踪,数据采集,远程故障诊断,报警, 远程维护等,填补了国内小型风力发电系统的技术空白。应用范围:基于移动互联网的风光 互补远程监控系统,是针对通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区、无电户地区及海岛,在 远离大电网,处于无电状态、人烟稀少,用电负荷低且交通不便的情况下,利用本地区充裕 的风能、太阳能建设的一种经济实用性发电站。
[0054]可以理解,由于上述风光互补发电监控系统适用于通信基站、微波站、边防哨所、 边远牧区及海岛等人烟稀少、远离大电网、用电负荷低且交通不便的应用环境,基于互联网 远程监控的情况下,由于技术人员较难实地进行维护检修,因此,有必要提高所述风力发电 装置的整体结构稳定性,能够抗击更强的外力冲击,如,抗击台风等冲击。
[0055] 为了提高所述风力发电装置的整体结构稳定性,例如,请参阅图8,风力发电装置 10包括:安装座100、安装柱2〇〇、支撑组件3〇0、第一转子组件400、第二转子组件500及风力 发电机组(图未示),安装柱2〇0分别与安装座100及支撑组件300连接,第一转子组件400及 第二转子组件500均设置于支撑组件300上,所述风力发电机组分别与第一转子组件400及 第二转子组件500连接。
[0056]请参阅图8,安装柱200第一端设置于安装座1〇〇上,所述安装座用于对所述安装柱 起到支撑固定作用。
[0057] 请一并参阅图8及图9,支撑组件300包括连接头310、第一导风弧板320、第二导风 弧板33〇、第一承重件340、第二承重件350、过渡板360及固定杆370,连接头310的中部位置 处与安装柱2〇〇的第二端连接,连接头310的两端分别与第一导风弧板320及第二导风弧板 300连接,这样,利用连接头310分别固定第一导风弧板320及第二导风弧板300,能够进一步 提高机械强度。例如,所述安装柱具有圆柱状结构,所述第一导风弧板及所述第二导风弧板 以所述安装柱的中心轴心呈轴对称分布。
[0058]请参阅图8,第一导风弧板320远离连接头310的一侧面设置有第一导风面321,通 过所述第一导风面能够更好地在所述第一导风弧板内形成产生聚风效果,从而能够提高第 一转子组件400的转动效率,提高风能利用率。第二导风弧板330远离连接头310的一侧面设 置有第二导风面331,通过所述第二导风面能够更好地在所述第二导风弧板内形成产生聚 风效果,从而能够提高第二转子组件400的转动效率,提高风能利用率。例如,所述第一导风 面及所述第二导风面具有相同的弧面效果。
[0059] 请参阅图8,第一导风弧板320上开设有第一过风孔322,第二导风弧板330开设有 与第一过风孔322对齐的第二过风孔332,这样,通过开设相互对齐的第一过风孔322及第二 过风孔332,能够使第一导风弧板320内的气流及第二导风弧板330内的气流形成较好的联 动互补作用,能够提高风能利用率。例如,所述第一过风孔具有椭圆形结构;又如,所述第二 过风孔具有椭圆形结构。
[0060] 请参阅图8,第一承重件340设置于第一导风弧板320的第一导风面322上,且第一 承重件340位于第一导风弧板320的第一端上,例如,第一承重件340位于第一导风弧板320 靠近安装座100的端部。第一承重件340开设有第一旋转孔(图未示),例如,所述第一承重件 具有叶轮的结构,所述第一旋转孔位于所述第一承重件的中心位置处。
[0061] 第二承重件350设置于第二导风弧板330的第二导风面332上,且第二承重件350位 于第二导风弧板330的第二端上,例如,第二承重件350位于第二导风弧板330靠近安装座 100的端部。第二承重件350开设有第二旋转孔(图未示),例如,所述第二承重件具有叶轮的 结构,所述第二旋转孔位于所述第二承重件的中心位置处。
[0062] 请参阅图10,过渡板360的两端分别与第一导风弧板320及第二导风弧板330连接, 这样,通过所述过渡板360和连接头310对第一导风弧板320及第二导风弧板330的双重固定 作用,能够进一步提高所述风力发电装置整体结构的稳定性和机械强度。例如,设置多个所 述过渡板,多个所述过渡板依次间隔设置;又如,所述过渡板上开设有通孔。
[0063] 请参阅图10,固定杆370分别与第一导风弧板320的第二端及第二导风弧板330的 第二端上,固定杆370的第一端开设有与所述第一旋转孔对齐的第一转动孔(图未示),固定 杆370的第二端开设有与所述第二旋转孔对齐的第二转动孔(图未示),通过设置固定杆370 能够提高所述风力发电装置整体结构的稳定性和机械强度。
[0064] 请参阅图10,第一转子组件400包括第一转子轴心410、第一转子叶轮4加及多个第 一迎风板430,第一转子轴心410的第一端转动设置于所述第一承重件的所述第一旋转孔 内,第一转子轴心410的第二端转动设置于所述固定杆的第一端的所述第一转动孔内,即第 一转子轴心410的第二端与固定杆370的第一端转动连接,第一转子轴心410的第一端与所 述第一承重件转动连接。第一转子叶轮420固定套置于第一转子轴心410外,多个迎风板430 依次间隔设置于第一转子叶轮420上,这样,通过第一转子叶轮420及多个第一迎风板430能 够更好地捕获风能,以提高第一转子轴心410的转动效果,进而提高风能的利用率。例如,所 述第一转子轴心的第一端至少部分露置于所述第一承重件外。
[0065] 请参阅图9,第二转子组件500包括第二转子轴心510、第二转子叶轮520及多个第 二迎风板530,第二转子轴心510的第一端转动设置于所述第二成中间的所述第二旋转孔 内,第二转子轴心5丨〇的第二端转动设置于所述固定杆的第二端的所述第二转动孔内,即第 一转子轴心410的第二端与固定杆370的第二端转动连接,第二转子轴心510的第一端与所 述第二承重件转动连接。第二转子叶轮520固定套置于第二转子轴心510外,多个第二迎风 板530依次间隔设置于第二转子叶轮520上,这样,通过第一转子叶轮520及多个第二迎风板 530能够更好地捕获风能,以提高第二转子轴心51〇的转动效果,进而提局风能的利用率。例 如,所述第二转子轴心的第一端至少部分露置于所述第二承重件外。
[0066] 例如,所述第一转子轴心与所述第二转子轴心相平行;又如,所述第一转子轴心与 所述第二转子轴心的长度相同;又如,所述第一转子轴心与所述第二转子轴心均具有圆柱 状结构。
[0067] 请参阅图10,所述风力发电机组第一风力发电机及所述第二风力发电机组,所述 第一风力发电机与所述第一转子轴心的第一端连接,所述第二风力发电机与所述第二转子 轴心的第二端连接,当第一转子轴心41〇转动时,能够使所述第一风力发电机产生感应电 流,即利用风能产生电能,当第二转子轴心520转动时能够使所述第二风力发电机产生感应 电流,即利用风能产生电能,这样,两个的机组一体式的设计,不仅能够提高整体结构的稳 定性,而且还能够提高对风能的利用率。
[0068] 为了进一步提高所述风力发电装置整体结构的稳定性,例如,请参阅图11,所述风 力发电装置还包括加强组件7〇〇,加强组件700包括加强套筒71〇、纵向加强筋720及横向加 强筋730,所述加强套筒固定套置于所述安装柱的第一端外,所述加强套筒的端部与所述安 装座相固定,所述纵向加强筋及所述横向加强筋均设置于所述安装座上,且所述纵向加强 筋的端部及所述横向加强筋的端部分别与所述加强套筒连接,所述纵向加强筋的延伸方向 与所述横向加强筋的延伸方向相垂直,这样,通过设置加强组件700,能够进一步提高所述 风力发电装置整体结构的稳定性。
[0069] 例如,所述安装座上开设有安装孔;又如,还包括螺纹紧固件,所述螺纹紧固件穿 设与所述安装孔,并且所述螺纹紧固件与所述安装座螺接;又如,所述纵向加强筋的长度小 于所述横向加强筋的长度。
[0070] 为了进一步提高所述风力发电装置整体结构的稳定性,且能够提高所述风力发电 装置安装时的便捷性以及结构牢靠性,例如,请参阅图11,所述风力发电装置还包括连接组 件800,连接组件800包括第一延伸杆810、第一连接板820、第二延伸杆830及第二连接板 840,所述第一延伸杆的端部固定于所述固定杆的第一端上,所述第一连接板设置于所述第 一延伸杆上,所述第二延伸杆的端部固定于所述固定杆的第二端上,所述第二连接板设置 于所述第二延伸杆上,这样,通过设置连接组件800,能够进一步提高所述风力发电装置整 体结构的稳定性,通过第一连接板820及第二连接板840,还能够提高所述风力发电装置安 装时的便捷性以及结构牢靠性。
[0071] 例如,所述第一连接板的厚度与所述第二连接杆的厚度相同;又如,所述第一延伸 杆的长度与所述第二延伸杆的长度相同;又如,所述第一延伸杆与所述第二延伸杆相平行; 又如,所述第一连接板与所述第二连接板相平行。
[0072] 上述风力发电装置10通过设置安装座100、安装柱200、支撑组件300、第一转子组 件400、第二转子组件500及所述风力发电机组,且支撑组件300分别与第一转子组件400及 第二转子组件500连接,能够提高风力发电装置10的整体结构稳定性。
[0073]例如,上述风力发电装置为基于风光互补发电的风力发电装置,即上述风力发电 装置较适用于上述风光风光互补发电监控系统。
[0074] 例如,一实施方式的所述风光互补发电监控系统,包括上述任一实施例所述的风 力发电装置。
[0075]可以理解,由于上述风光互补发电监控系统适用于通信基站、微波站、边防哨所、 边远牧区及海岛等人烟稀少、远离大电网、用电负荷低且交通不便的应用环境,基于互联网 远程监控的情况下,由于技术人员较难实地进行维护检修,因此,有必要确保所述光伏发电 装置不易在冰雹等极端自然灾害下损坏,例如,为了使所述光伏发电装置能够更好地适用 于所述风光互补发电监控系统,即所述光伏发电装置能够适用于通信基站、微波站、边防哨 所、边远牧区及海岛等人烟稀少、远离大电网、用电负荷低且交通不便的应用环境,并且在 这些地区中,还不易在冰雹等极端自然灾害下损坏。
[0076]为了能够使所述光伏发电装置不易在冰雹等极端自然灾害下损坏,例如,请参阅 图12,光伏发电装置20包括底板21、支撑架22、太阳能电池板23及遮挡罩组件24,支撑架22 安装在底板21上,用于使支撑架22与底板21相固定。
[0077] 请参阅图12,太阳能电池板23设置于支撑架22上,且太阳能电池板23的延伸方向 与底板21的延伸方向形成夹角,这样,利于太阳能电池板23更好地吸收太阳能。例如,所述 夹角的度数为3〇度〜60度;又如,所述夹角的度数为40度〜55度;又如,所述夹角的度数为 45度;又如,所述底板具有长方体结构;又如,所述太阳能电池板具有长方体结构。
[0078] 请参阅图12,遮挡罩组件24包括支架24a、电机24b及罩体24c,电机24b设置于支架 24a上,罩体24c与电机24b的旋转轴连接。
[0079] 请一并参阅图12及图I3,支架24a包括支撑杆241a、第一抵持杆242a及第二抵持杆 243a,支撑杆241a的第一端设置于底板21上,电机24b设置于支撑杆241a的第二端,用于使 所述电机与所述支撑杆相固定。支撑杆241a邻近太阳能电池板23设置。
[00S0] 请一并参阅图I2及图13,电机24b的旋转轴与罩体24c的侧边边缘连接,罩体24c罩 设于太阳能电池板23上,且罩体24c与太阳能电池板23之间设置有间隔,以避免所述太阳能 电池板被所述罩体刮伤,从而能够更好地保护所述太阳能电池板。例如,所述电机与所述保 护控制单元电性连接,所述保护控制单元用于控制所述电机转动,以控制所述罩体遮挡或 露置所述光伏发电装置。
[0081]请一并参阅图I2及图I3,第一抵持杆MM的第一端及第二抵持杆243a的第一端均 设置于底板21上,且太阳能电池板23位于第一抵持杆242a及第二抵持杆243a之间,电机24b 转动时,用于带动罩体24c转动。
[0082]上述光伏发电装置的运动原理如下:
[0083] 初始状态下,即所述太阳能电池板处于露置在外部的状态,所述罩体用于露置所 述光伏发电装置,所述罩体与所述第二抵持杆的第二端抵持,用于更好地对所述罩体起到 支撑作用,减少后续对电机的工作负荷。
[0084]当处于冰雹等极端自然灾害的情况下,首先,控制所述电机转动以带动所述罩体 向远离所述第二抵持杆的方向转动,直到所述罩体与所述第一抵持杆的第二端抵持,此时, 所述罩体位于所述太阳能电池板的正上方,用于对所述太阳能电池板起到遮挡保护的作 用,利用所述第一抵持杆能够更好地支撑所述罩体,并且能够使所述罩体与所述太阳能电 池板之间具有间隔,用于避免所述罩体刮伤所述太阳能电池板。
[0085]同理,当所述太阳能电池板处于正常工作的条件时,控制所述电机所述罩体进行 复位即可,如此,能够保护所述罩体的同时,还能够保持所述太阳能电池板的正常工作性 能。
[0086]例如,所述第一抵持杆与所述第二抵持杆平行设置,且两者的长度相同;又如,所 述电机为步进电机;又如,所述支撑架包括架体及支撑脚,所述支撑脚设置于所述底板上, 所述架体的第一端设置于所述支撑脚上,所述架体的第二端与所述太阳能电池板连接。 [0087]上述光伏发电装置2〇通过设置底板21、支撑架22、太阳能电池板23及遮挡罩组件 24,利用挡罩组件24能够使太阳能电池板23在冰雹等极端自然灾害下不易被损坏。
[0088]例如,上述光伏发电装置为基于风光互补发电的光伏发电装置,即上述光伏发电 装置较适用于上述风光风光互补发电监控系统。
[0089]例如,一实施方式的所述风光互补发电监控系统,包括上述任一实施例所述的光 伏发电装置。
[0090]需要说明的是,本发明的其他实施例还包括上述各实施例中的技术特征相互结合 所形成的,能够实施的风光互补发电监控系统。
[0091]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存 在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0092]以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但 并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人 员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的 保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1. 一种风光互补发电监控系统,其特征在于,包括: _ 风力发电装置、光伏发电装置、风光互补控制器、蓄电池组、用电设备、运行状态数据采 集模块、无线模块、后台服务器、智能移动终端、控制模块及保护模块; 所述风力发电装置和所述光伏发电装置分别与所述风光互补控制器电性连接,所述风 光互补控制器还与所述蓄电池组电性连接,所述风光互补控制器用于将所述风力发电装置 和所述光伏发电装置产生的电能通入至所述蓄电池组,以对所述蓄电池组进行充电,所述 用电设备与所述蓄电池组电性连接,所述蓄电池组用于向所述用电设备供电,所述运行状 态数据采集模块分别与所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述 蓄电池组和所述用电设备电性连接,用于采集所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述 风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设备的实时运行状态数据,所述无线模块与所 述运行状态数据采集模块电性连接,所述无线模块用于将所述实时运行状态数据通过网络 发送至所述后台服务器,所述后台服务器用于对所述实时运行状态数据进行处理后得到的 实时处理数据通过网络发送至所述智能移动终端,所述智能移动终端用于向所述后台服务 器发送控制指令,所述后台服务器还用于将所述控制指令通过网络发送至所述无线模块, 所述控制模块分别与所述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄 电池组和所述用电设备电性连接,所述控制模块用于接收并响应所述控制指令,以控制所 述风力发电装置、所述光伏发电装置、所述风光互补控制器、所述蓄电池组和所述用电设 备; 所述保护模块包括保护控制单元及遮挡罩组件,所述保护控制单元分别与所述控制模 块及所述遮挡罩组件电性连接,所述控制模块用于向所述保护控制单元发送保护控制信 号,所述保护控制单元用于接收并响应所述保护控制信号,以控制所述遮挡罩组件遮挡或 露置所述光伏发电装置。
2. 根据权利要求1所述的风光互补发电监控系统,其特征在于,所述遮挡罩组件包括支 架、电机及罩体,所述电机设置于所述支架上,且所述支架邻近所述光伏发电装置设置,所 述罩体与所述电机的旋转轴连接,所述电机与所述保护控制单元电性连接,所述保护控制 单元用于控制所述电机转动,以控制所述罩体遮挡或露置所述光伏发电装置。
3. 根据权利要求2所述的风光互补发电监控系统,其特征在于,所述电机为步进电机。
4. 根据权利要求2所述的风光互补发电监控系统,其特征在于,所述罩体具有长方体状 结构。
5. 根据权利要求2所述的风光互补发电监控系统,其特征在于,所述电机与所述蓄电池 组电性连接,所述蓄电池组用于给所述电机供电。
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