CN106843290A - 光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统 - Google Patents

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杨民
韩利生
李占岐
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    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明公开了一种光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统，该系统适用于大规模光伏跟踪支架阵列的集中控制，所述的光伏跟踪支架阵列由多个硬件配置相同的光伏跟踪支架组成，其特征在于，所述的系统包括：设置于每个光伏跟踪支架上的电机驱动装置，用于驱动支架完成视日运动；设置于每个光伏跟踪支架上的远程执行器，连接该光伏跟踪支架上的电机驱动装置，用于给电机驱动装置供电、检测支架的运动状态和视日情况；设置于光伏跟踪支架阵列控制室的集群控制器，分别连接每个光伏跟踪支架上的远程执行器和光伏电站运行监控中心，用于对所有远程执行器进行作业调度，并向光伏电站运行监控中心汇报运行状态、接受指令。

Description

光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统
技术领域：
本发明涉及一种光伏跟踪支架的自动控制系统，尤其涉及一种由远程执行器与集群控制器组成的控制系统。
背景技术：
光伏跟踪支架相比于固定支架，可以使光伏组件的发电量提高15％以上。根据跟踪运动的驱动电机数量不同，光伏跟踪支架分为单轴和双轴两种。每个驱动电机需要配置一个电机驱动器，电机驱动器按照电气控制系统的指令来执行动作。一个以1兆瓦为标准装机容量的光伏电站，包含的光伏跟踪支架数量少则几十台、多则上百台。目前常用的设计方案均为针对一台电机驱动或一套光伏跟踪支架来配置独立的电气控制系统，存在整个光伏电站的控制器和供电模块重复配置、不同光伏跟踪支架的控制系统之间互不交换信息的情况，导致设备购置维护费用上升、潜在故障点增加、现场总线通信负担加重、故障响应速度降低，影响系统运行效能。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统，达到系统配置成本低、信息交换速度快、故障诊断效率高的效果。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统，该系统适用于大规模光伏跟踪支架阵列的集中控制，所述的光伏跟踪支架阵列由多个硬件配置相同的光伏跟踪支架组成，所述的系统包括：设置于每个光伏跟踪支架上的电机驱动装置，用于驱动支架完成视日运动；设置于每个光伏跟踪支架上的远程执行器，连接该光伏跟踪支架上的电机驱动装置，用于给电机驱动装置供电、检测支架的运动状态和视日情况；设置于光伏跟踪支架阵列控制室的集群控制器，分别连接每个光伏跟踪支架上的远程执行器和光伏电站运行监控中心，用于对所有远程执行器进行作业调度，并向光伏电站运行监控中心汇报运行状态、接受指令。
所述的电机驱动装置与远程执行器之间通过供电线路连接，远程执行器与集群控制器之间通过通信线路和电源总线连接，集群控制器与运行监控中心之间通过光纤环网连接。
所述的远程执行器包括本地控制模块、支架姿态检测模块、电机供电与驱动模块、通信模块，本地控制模块分别与支架姿态检测模块、电机供电与驱动模块、通信模块相连。
所述的集群控制器包括集群控制模块、电源转换与供电模块、通信模块、人机界面模块，集群控制模块分别与电源转换与供电模块、通信模块、人机界面模块相连。
本发明通过减少供电电源模块的配置数量、简化本地控制器的功能和性能、将可靠性要求高的控制功能和速度要求高的通信功能集中到一个集群控制器中，实现了降低成本、提高可靠性、提高信息交换速度的目标，提高了系统运行效能。
附图说明：
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1是本发明的总体结构示意图。
图2是本发明的远程执行器组成示意图。
图3是本发明的集群控制器组成示意图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，本实施例的光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统，包括：
设置于每个光伏跟踪支架上的电机驱动装置，用于驱动支架完成视日运动；设置于每个光伏跟踪支架上的远程执行器，连接该光伏跟踪支架上的电机驱动装置，用于给电机驱动装置供电、检测支架的运动状态和视日情况；设置于光伏跟踪支架阵列控制室的集群控制器，分别连接每个光伏跟踪支架上的远程执行器和光伏电站运行监控中心，用于对所有远程执行器进行作业调度，并向光伏电站运行监控中心汇报运行状态、接受指令。
所述的电机驱动装置与远程执行器之间通过供电线路连接，远程执行器与集群控制器之间通过通信线路和电源总线连接，集群控制器与运行监控中心之间通过光纤环网连接。
所述的远程执行器包括本地控制模块、支架姿态检测模块、电机供电与驱动模块、通信模块，本地控制模块分别与支架姿态检测模块、电机供电与驱动模块、通信模块相连。
所述的集群控制器包括集群控制模块、电源转换与供电模块、通信模块、人机界面模块，集群控制模块分别与电源转换与供电模块、通信模块、人机界面模块相连。
本系统的运行方式为：集群控制器通过通信模块接收光伏电站运行监控中心的允许运行指令，开始检测当前时间是否处于白天；如果是白天，则通过通信模块和通信线路通知各个远程执行器进行自检；各个执行器自检的内容包括光伏跟踪支架姿态检测模块对光伏跟踪支架的当前姿态进行检测、电机供电与驱动模块对电源是否使能进行检测；如果一切正常，则各个远程执行器通过通信模块向集群控制器反馈正常信号；集群控制器确认系统具备运行条件后，开始检测当前时间，并通过运算器计算当前太阳的高度角和方位角，将太阳的位置与各个光伏跟踪支架的实际姿态进行比较，将差异值通知相应的远程执行器；远程执行器接收到差异值后，开始驱动电机供电与驱动模块对电机驱动装置进行供电，使其开始工作；电机驱动装置工作时，带动光伏跟踪支架按照驱动电流的方向和时长完成视日动作；与此同时，远程执行器的支架姿态检测模块实时检测支架的运动情况，并通过通信模块向集群控制器汇报支架运动情况；集群控制器接收到光伏跟踪支架运动情况的反馈信息后，与当前的太阳方位角和高度角进行比较，如果认为符合预定精度值，则通知远程执行器停止视日动作，否则向远程执行器发送差异值，命令其继续执行视日动作；上述所有判断过程中，非白天情况、有远程执行器自检出现不正常情况、集群控制器确认系统不具备运行条件的情况，都属于非正常情况，集群控制器将调用异常处理程序，并通过光纤环网向光伏电站运行控制中心汇报。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统，该系统适用于大规模光伏跟踪支架阵列的集中控制，所述的光伏跟踪支架阵列由多个硬件配置相同的光伏跟踪支架组成，其特征在于，所述的系统包括：设置于每个光伏跟踪支架上的电机驱动装置，用于驱动支架完成视日运动；设置于每个光伏跟踪支架上的远程执行器，连接该光伏跟踪支架上的电机驱动装置，用于给电机驱动装置供电、检测支架的运动状态和视日情况；设置于光伏跟踪支架阵列控制室的集群控制器，分别连接每个光伏跟踪支架上的远程执行器和光伏电站运行监控中心，用于对所有远程执行器进行作业调度，并向光伏电站运行监控中心汇报运行状态、接受指令。
2.根据权利要求1所述的一种光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统，其特征在于，所述的电机驱动装置与远程执行器之间通过供电线路连接，远程执行器与集群控制器之间通过通信线路和电源总线连接，集群控制器与运行监控中心之间通过光纤环网连接。
3.根据权利要求1所述的一种光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统，其特征在于，所述的远程执行器包括本地控制模块、支架姿态检测模块、电机供电与驱动模块、通信模块，本地控制模块分别与支架姿态检测模块、电机供电与驱动模块、通信模块相连。
4.根据权利要求1所述的一种光伏跟踪支架阵列远程执行与集群控制系统，其特征在于，所述的集群控制器包括集群控制模块、电源转换与供电模块、通信模块、人机界面模块，集群控制模块分别与电源转换与供电模块、通信模块、人机界面模块相连。
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