CN106972828A - 光伏发电远程智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏发电远程智能监控系统，包括光伏采集系统、微处理器、存储器、无线数据传输模块、远程监控终端和移动终端，光伏采集系统包括一个或多个采集单元，每个采集单元均包括太阳能光伏板、光伏板电压检测电路、光伏板电流检测电路、电量采集器、RS485接口、光伏板温度检测传感器、流量检测传感器和模数转换器，电量采集器进行运算后电量数据，微处理器计算得到总电量，并将每个太阳能光伏板的电量数据、温度数据、数字化流量及总电量通过无线数据传输模块传送到远程监控终端或移动终端。本发明能够实现远程监控太阳能光伏板的温度、电量和流量、能随时掌握光伏发电系统的状态参数，并能够有效控制光伏发电系统的正常工作。

Description

光伏发电远程智能监控系统

技术领域

本发明涉及光伏发电监控领域，特别涉及一种光伏发电远程智能监控系统。

背景技术

随着全球能源危机和大气污染问题的日益严重，取之不尽用之不竭的太阳能资源日益受到人们的关注，光伏发电是目前太阳能利用的主要方式。随着光伏太阳能板在国内开始陆续建设和投入运行，如何实时了解太阳能光伏板的运行状况，满足上一级系统的监控需求，是大家所共同关注的问题。而现有的光伏发电监控系统，一般只能监控太阳能光伏板的温度和流量，而不能监控太阳能光伏板的电量，这样监控人员就不能了解太阳能光伏板电能的利用情况，也无法了解发电效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够实现远程监控太阳能光伏板的温度、电量和流量、能随时掌握光伏发电系统的状态参数，并能够有效控制光伏发电系统的正常工作的光伏发电远程智能监控系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光伏发电远程智能监控系统，包括光伏采集系统、微处理器、存储器、无线数据传输模块、远程监控终端、移动终端和电源模块，所述光伏采集系统包括一个或多个采集单元，每个所述采集单元均包括太阳能光伏板、光伏板电压检测电路、光伏板电流检测电路、电量采集器、RS485接口、光伏板温度检测传感器、流量检测传感器和模数转换器，所述光伏板电压检测电路采集所述太阳能光伏板的电压信号并发送到所述电量采集器，所述光伏板电流检测电路采集所述太阳能光伏板的电流信号并发送到所述电量采集器，所述电量采集器根据接收的所述电压信号和电流信号进行运算后得到所述太阳能光伏板的电量数据，并将其通过所述RS485接口传送到所述微处理器，所述微处理器将所述太阳能光伏板的电量数据发送到所述存储器进行存储，所述光伏板温度检测传感器检测所述太阳能光伏板的温度数据并传送到所述微处理器，所述微处理器将所述太阳能光伏板的温度数据发送到所述存储器进行存储，所述流量检测传感器检测流量数据并将其发送到所述模数转换器，所述模数转换器将所述流量数据进行模数转换得到数字化流量，并将所述数字化流量传送到所述微处理器，所述微处理器将所述数字化流量发送到所述存储器进行存储，所述微处理器还计算每个所述太阳能光伏板的电量数据之和得到总电量，并将每个所述太阳能光伏板的电量数据、温度数据、数字化流量及总电量通过所述无线数据传输模块传送到所述远程监控终端或移动终端进行显示，所述电源模块分别与所述光伏采集系统和微处理器连接并用于供电。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，所述采集单元还包括蓄电池输出电压检测电路、蓄电池充电电流检测电路、蓄电池温度检测传感器和环境温度检测传感器，所述蓄电池输出电压检测电路采集蓄电池的电压信号并发送到所述模数转换器，所述模数转换器将其转换为数字化电压后传送到所述微处理器，所述蓄电池充电电流检测电路采集蓄电池的电流信号并发送到所述模数转换器，所述模数转换器将其转换为数字化电流后传送到所述微处理器，所述蓄电池温度检测传感器检测蓄电池的温度数据并传送到所述微处理器，所述环境温度检测传感器检测环境的温度数据并传送到所述微处理器。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，所述电源模块包括MOS管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容和第二电容，所述第一电阻的一端、第二电阻的一端和第七电阻的一端均连接蓄电池，所述MOS管的源极与所述第七电阻的另一端连接，所述MOS管的栅极通过所述第一电容分别与所述第二电阻的另一端和第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第四电阻的一端、第一电阻的另一端和第二三极管的集电极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述MOS管的漏极通过所述第八电阻分别与所述第三电阻的一端和微处理器连接，第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极分别与所述第三电阻的另一端和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，所述电源模块还包括第三电容和第九电阻，所述第三电容的一端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电容的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第一三极管通过所述第九电阻接地。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，所述电源模块还包括第十电阻和第十一电阻，所述第十电阻的一端与所述第二电容的另一端连接，所述第十电阻的另一端分别与所述第一电阻的另一端和第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，所述电源模块还包括第十二电阻，所述第二三极管的发射极通过所述第十二电阻接地。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，所述MOS管为P沟道MOS管，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，还包括均与所述微处理器连接的按键设置电路、蜂鸣器、太阳能光伏板电压超限指示灯、太阳能光伏板电流超限指示灯、太阳能光伏板温度超限指示灯、蓄电池输出电压超限指示灯、蓄电池充电电流超限指示灯、蓄电池温度超限指示灯、流量超限指示灯和环境温度超限指示灯。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，所述无线数据传输模块为Zigbee模块、蓝牙模块、WIFI模块、GPRS模块、CDMA模块或GSM模块。

在本发明所述的光伏发电远程智能监控系统中，所述移动终端为手机或平板电脑。

实施本发明的光伏发电远程智能监控系统，具有以下有益效果：由于设有包括光伏采集系统、微处理器、存储器、无线数据传输模块、远程监控终端、移动终端和电源模块，光伏采集系统包括一个或多个采集单元，每个采集单元均包括太阳能光伏板、光伏板电压检测电路、光伏板电流检测电路、电量采集器、RS485接口、光伏板温度检测传感器、流量检测传感器和模数转换器，电量采集器用于检测太阳能光伏板的电量，光伏板温度检测传感器用于检测太阳能光伏板的温度，流量检测传感器用于检测流量，微处理器会将太阳能光伏板的电量数据、总电量、温度数据和数字化流量通过无线数据传输模块传送到远程监控终端或移动终端进行显示，这样监控人员就能通过监控终端或移动终端随时了解太阳能光伏板的运行状态，因此能够实现远程监控太阳能光伏板的温度、电量和流量、能随时掌握光伏发电系统的状态参数，并能够有效控制光伏发电系统的正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明光伏发电远程智能监控系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明光伏发电远程智能监控系统实施例中，该光伏发电远程智能监控系统的结构示意图如图1所示。图1中，该光伏发电远程智能监控系统包括光伏采集系统1、微处理器2、存储器3、无线数据传输模块4、远程监控终端5、移动终端6和电源模块7，其中，光伏采集系统1包括一个或多个采集单元100，图1中作为例子画出了N个(N为大于1的整数)采集单元100，每个采集单元100的结构都是相同的。

本实施例中，每个采集单元100均包括太阳能光伏板101、光伏板电压检测电路102、光伏板电流检测电路103、电量采集器104、RS485接口105、光伏板温度检测传感器106、流量检测传感器107和模数转换器108，其中，光伏板电压检测电路102采集太阳能光伏板101的电压信号并将其发送到电量采集器104，光伏板电流检测电路103采集太阳能光伏板101的电流信号并将其发送到电量采集器104，电量采集器104根据接收的电压信号和电流信号进行运算后得到太阳能光伏板101的电量数据，并将该太阳能光伏板101的电量数据通过RS485接口105传送到微处理器2，微处理器2将太阳能光伏板101的电量数据发送到存储器3进行存储。这样，每个太阳能光伏板101的电量数据均存储在存储器3中。

光伏板温度检测传感器106检测太阳能光伏板101的温度数据并将其传送到微处理器2，微处理器2将太阳能光伏板101的温度数据发送到存储器3进行存储。这样，每个太阳能光伏板101的温度数据均存储在存储器3中。

流量检测传感器107检测流量数据并将其发送到模数转换器108，模数转换器108将流量数据进行模数转换得到数字化流量，并将数字化流量传送到微处理器2，微处理器2将数字化流量发送到存储器3进行存储。

微处理器2还计算每个太阳能光伏板101的电量数据之和，这样就可以得到总电量，微处理器2将每个太阳能光伏板101的电量数据、温度数据、数字化流量及所有太阳能光伏板101的总电量通过无线数据传输模块4传送到远程监控终端5或移动终端6进行显示，这样监控人员就可以通过监控终端5或移动终端6随时查看每个太阳能光伏板101的温度、电量、流量，以及所有太阳能光伏板101的总电量，同时还能分析出消耗掉多少电量。当然，在本实施例的一些情况下，还可以根据具体需将太阳能光伏板101的功率、平均功率、当天发电量、当天发电价值、总发电量、总发电价值、总减排量等数据都显示在远程监控终端5或移动终端6上，以便于监控人员了解更全面的信息。电源模块7分别与光伏采集系统1和微处理器2连接并用于供电，使该光伏发电远程智能监控系统能正常工作。值得一提的是，太阳能光伏板101的各项参数可通过太阳能电池板进行远程设定。因此本发明能够实现远程监控太阳能光伏板的温度、电量和流量、能随时掌握光伏发电系统的状态参数，并能够有效控制光伏发电系统的正常工作。

值得一提的是，本实施例中，无线数据传输模块4为Zigbee模块、蓝牙模块、WIFI模块、GPRS模块、CDMA模块或GSM模块等。移动终端6可以是手机或平板电脑等。

本实施例中，采集单元100还包括蓄电池输出电压检测电路109、蓄电池充电电流检测电路110、蓄电池温度检测传感器111和环境温度检测传感器112，其中，蓄电池输出电压检测电路109采集蓄电池的电压信号并发送到模数转换器108，模数转换器108将其转换为数字化电压后传送到微处理器2，蓄电池充电电流检测电路110采集蓄电池的电流信号并发送到模数转换器108，模数转换器108将其转换为数字化电流后传送到微处理器2，蓄电池温度检测传感器111检测蓄电池的温度数据并传送到微处理器2，环境温度检测传感器112检测环境的温度数据并传送到微处理器2。微处理器2可以将数字化电压、数字化电流、蓄电池的温度数据和环境的温度数据通过无线数据传输模块4传送到远程监控终端5或移动终端6进行显示。

本实施例中，该光伏发电远程智能监控系统还包括按键设置电路8、蜂鸣器9、太阳能光伏板电压超限指示灯10、太阳能光伏板电流超限指示灯11、太阳能光伏板温度超限指示灯12、蓄电池输出电压超限指示灯13、蓄电池充电电流超限指示灯14、蓄电池温度超限指示灯15、流量超限指示灯16和环境温度超限指示灯17。

本实施例中，用户可以通过按键设置电路8设置太阳能光伏板101的超限温度限值、超限电压限值、超限电流限值，蓄电池的超限温度限值、超限电压限值和超限电流限值，环境温度限值和流量限值存储到存储器3中，微处理器2会将接收的每个太阳能光伏板101的各项参数以及蓄电池的各项参数，与设置在存储器3中的限值进行比较，当超限时，微处理器2控制蜂鸣器9报警，同时点亮对应的太阳能光伏板电压超限指示灯10、太阳能光伏板电流超限指示灯11、太阳能光伏板温度超限指示灯12、蓄电池输出电压超限指示灯13、蓄电池充电电流超限指示灯14、蓄电池温度超限指示灯15、流量超限指示灯16和环境温度超限指示灯17，另外，微处理器2还可以通过无线数据传输模块4向移动终端6发送报警信息。本发明智能化程度高，系统自动完成数据采集分析处理以及紧急情况下的报警。本发明的实时性较好，只要系统出现超限，能够第一时间报警并向用户或监控人员发出信息。本发明实现全天候保护，节省劳力，大大提高发电效率。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，电源模块7包括MOS管M1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1和第二电容C2，其中，第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端和第七电阻R7的一端均连接蓄电池，MOS管M1的源极与第七电阻R7的另一端连接，MOS管M1的栅极通过第一电容C1分别与第二电阻R2的另一端和第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端分别与第四电阻R4的一端、第一电阻R1的另一端和第二三极管Q2的集电极连接，第四电阻R4的另一端接地，MOS管M1的漏极通过第八电阻R8分别与第三电阻R3的一端和微处理器2连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的基极分别与第三电阻R3的另一端和第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接地。

上述第一电容C1和第二电容C2均为耦合电容，第七电阻R7和第八电阻R8均为限流电阻，第一电容C1用于防止MOS管M1与第一三极管Q1之间的干扰，第二电容C2用于防止第一三极管Q1和第二三极管Q2之间的干扰。第七电阻R7用于对MOS管M1的源极所在的支路进行过流保护，第八电阻R8用于对MOS管M1的漏极所在的支路进行过流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。

本实施例中，电源模块7还包括第三电容C3和第九电阻R9，第三电容C3的一端与第二三极管Q2的基极连接，第三电容C3的另一端与第五电阻R5的一端连接，第一三极管Q1通过第九电阻R9接地。其中，第三电容C3为耦合电容，用于MOS管M1与第二三极管Q2之间的干扰，以进一步提高电路的安全性和可靠性。

本实施例中，电源模块7还包括第十电阻R10和第十一电阻R11，第十电阻R10的一端与第二电容C2的另一端连接，第十电阻R10的另一端分别与第一电阻R1的另一端和第十一电阻R11的一端连接，第十一电阻R11的另一端与第二三极管Q2的集电极连接。第十电阻R10和第十一电阻R11均为限流电阻，第十电阻R10用于对第一三极管Q1的基极所在的支路进行过流保护，第十一电阻R11用于对第二三极管Q2的集电极所在的支路进行过流保护，以更进一步提高电路的安全性和可靠性。

本实施例电源模块7还包括第十二电阻R12，第二三极管Q2的发射极通过第十二电阻R12接地。第十二电阻R12用于对第二三极管Q2的发射极所在的支路进行过流保护。

值得一提的是，本实施例中，MOS管M1为P沟道MOS管，第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN型三极管。当然，在本实施例的一些情况下，MOS管M1可以为N沟道MOS管，第一三极管Q1和第二三极管Q2也可以均为PNP型三极管，但这时电路的结构也相应发生变化。

总之，本发明能够监控每块太阳能光伏板101的电量以及每块太阳能光伏板101的电量的总和，即总电量，还能监控每块太阳能光伏板101的温度和流量，并通过远程监控终端5或移动终端6进行显示。本发明还能监控每块太阳能光伏板101是否处于正常状态，其实现远程智能化监控，用户或监控人员能随时随地了解太阳能光伏板101的运行情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，包括光伏采集系统、微处理器、存储器、无线数据传输模块、远程监控终端、移动终端和电源模块，所述光伏采集系统包括一个或多个采集单元，每个所述采集单元均包括太阳能光伏板、光伏板电压检测电路、光伏板电流检测电路、电量采集器、RS485接口、光伏板温度检测传感器、流量检测传感器和模数转换器，所述光伏板电压检测电路采集所述太阳能光伏板的电压信号并发送到所述电量采集器，所述光伏板电流检测电路采集所述太阳能光伏板的电流信号并发送到所述电量采集器，所述电量采集器根据接收的所述电压信号和电流信号进行运算后得到所述太阳能光伏板的电量数据，并将其通过所述RS485接口传送到所述微处理器，所述微处理器将所述太阳能光伏板的电量数据发送到所述存储器进行存储，所述光伏板温度检测传感器检测所述太阳能光伏板的温度数据并传送到所述微处理器，所述微处理器将所述太阳能光伏板的温度数据发送到所述存储器进行存储，所述流量检测传感器检测流量数据并将其发送到所述模数转换器，所述模数转换器将所述流量数据进行模数转换得到数字化流量，并将所述数字化流量传送到所述微处理器，所述微处理器将所述数字化流量发送到所述存储器进行存储，所述微处理器还计算每个所述太阳能光伏板的电量数据之和得到总电量，并将每个所述太阳能光伏板的电量数据、温度数据、数字化流量及总电量通过所述无线数据传输模块传送到所述远程监控终端或移动终端进行显示，所述电源模块分别与所述光伏采集系统和微处理器连接并用于供电。

2.根据权利要求1所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，所述采集单元还包括蓄电池输出电压检测电路、蓄电池充电电流检测电路、蓄电池温度检测传感器和环境温度检测传感器，所述蓄电池输出电压检测电路采集蓄电池的电压信号并发送到所述模数转换器，所述模数转换器将其转换为数字化电压后传送到所述微处理器，所述蓄电池充电电流检测电路采集蓄电池的电流信号并发送到所述模数转换器，所述模数转换器将其转换为数字化电流后传送到所述微处理器，所述蓄电池温度检测传感器检测蓄电池的温度数据并传送到所述微处理器，所述环境温度检测传感器检测环境的温度数据并传送到所述微处理器。

3.根据权利要求2所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，所述电源模块包括MOS管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容和第二电容，所述第一电阻的一端、第二电阻的一端和第七电阻的一端均连接蓄电池，所述MOS管的源极与所述第七电阻的另一端连接，所述MOS管的栅极通过所述第一电容分别与所述第二电阻的另一端和第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第四电阻的一端、第一电阻的另一端和第二三极管的集电极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述MOS管的漏极通过所述第八电阻分别与所述第三电阻的一端和微处理器连接，第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极分别与所述第三电阻的另一端和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，所述电源模块还包括第三电容和第九电阻，所述第三电容的一端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电容的另一端与所述第五电阻的一端连接，所述第一三极管通过所述第九电阻接地。

5.根据权利要求3或4所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，所述电源模块还包括第十电阻和第十一电阻，所述第十电阻的一端与所述第二电容的另一端连接，所述第十电阻的另一端分别与所述第一电阻的另一端和第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接。

6.根据权利要求5所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，所述电源模块还包括第十二电阻，所述第二三极管的发射极通过所述第十二电阻接地。

7.根据权利要求6所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，所述MOS管为P沟道MOS管，所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管。

8.根据权利要求2至4任意一项所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，还包括均与所述微处理器连接的按键设置电路、蜂鸣器、太阳能光伏板电压超限指示灯、太阳能光伏板电流超限指示灯、太阳能光伏板温度超限指示灯、蓄电池输出电压超限指示灯、蓄电池充电电流超限指示灯、蓄电池温度超限指示灯、流量超限指示灯和环境温度超限指示灯。

9.根据权利要求8所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，所述无线数据传输模块为Zigbee模块、蓝牙模块、WIFI模块、GPRS模块、CDMA模块或GSM模块。

10.根据权利要求8所述的光伏发电远程智能监控系统，其特征在于，所述移动终端为手机或平板电脑。