CN107895994A - 太阳能发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能发电站，其包括太阳能发电系统、远程控制系统和现场监控系统。本发明结构设计简单、合理，能对整个系统进行远程控制和检测，也可现场进行控制和检测；本发明可以根据用户用电量的大小，可以配置不同功率级别的电站；当太阳能储电不足时，可以转换到市电供电状态；适应于市场的大多数中小型发电系统。
Description
技术领域
本发明属于清洁能源技术领域，涉及太阳能发电，尤其是一种既可以远程控制也可以现场监控的太阳能发电系统。
背景技术
目前国家大力提倡绿色环保，低耗节能的清洁能源。太阳能是取之不尽的绿色能源。现在市场上做太阳能电站的厂家很多，但是大多数只是把光伏板、逆变器、储能电池、控制器简单组合，没有系统地把这些模块有机的结合在一起，这样给用户选择什么样的模块、选择什么样的功能时带来一定的麻烦。
比方选择逆变器或者控制器时，不同厂家的逆变器或控制器附带的功能不一样，有的能显示电压，有没有显示，有的可以自己设定参数，有的不能；客户选择了这种就不能选择另外一种，给客户在匹配各种组件时带来困扰。
总的来讲，现有的太阳能发电系统具有以下不足：
一是适应性不广；现有的太阳能发电系统大多只是把太阳能板，储能电池和逆变器简单地组合，所以原太阳能发电系统一组建完毕，就确定了该系统的局限性，如果用户想扩大功率，或者想增加其他什么功能就很难了；
二是现有的多数太阳能系统没有远程控制功能，给用户户管理和维护带来很大的不便；
再就是安全系数较低，人性化管理尚待提升，维修不够方便。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术问题，而提出一种可以远程或者现场得到相关数据，进行手动或者自动监控的太阳能发电站。
上述的太阳能发电站，包括太阳能发电系统、远程控制系统和现场监控系统；所述太阳能发电系统包括太阳能板、太阳能控制器、储能电池、逆变器和控制柜；所述的太阳能板连接太阳能控制器，所述的太阳能控制器进一步连接储能电池；所述储能电池通过所述逆变器与用电设备电连接；所述的储能电池、逆变器集成在控制柜中；所述远程控制系统包括远程计算机、云服务器， GPRS模块；远程计算机通过internet网与云服务器连接，服务器通过无线移动信号和GPRS模块通信，GPRS模块接所述现场控制系统；所述现场监控系统连接所述太阳能发电系统，主要由PLC的主机、人机对话窗口、数字量模块、模拟量模块、电压电流传感器、继电器、接触器及电气开关组成；所述的PLC的主机、数字量模块、模拟量模块、电压电流传感器、继电器及接触器安装在电气柜中。
所述的太阳能发电站，其中：所述的太阳能板和储能电池分别具有多组；太阳能板连接太阳能控制器，可以并联的多个。
所述的太阳能发电站，其中：所述逆变器与用电设备之间设置有转换开关，该转换开关电能输入端可切换连接逆变器或市电信号。
所述的太阳能发电站，其中：所述电压电流传感器分别连接所述太阳能发电系统的每一组太阳能板、每一组储能电池和逆变器。
所述的太阳能发电站，其中：所述人机对话窗口是通过人机对话窗口上的触摸屏和PLC的主机相连，把PLC主机上各传感器检测到的信息显示在触摸屏上，并且通过触摸屏上的各按钮和输入功能传送指令，达到人机互动的目的。
有益效果：
本发明是把光伏板、逆变器、储能电池、控制器等作为系统的子项，专门设置电流、电压传感器、继电器、接触器来检测和控制各个子项的运转情况。给系统带来很大的适应性，灵活性。根据电站容量的大小，选择更多的或者更少的光伏板、逆变器、储能电池、控制器等。并且可以远程或者现场得到相关数据，进行手动或者自动监控。
本发明结构设计简单、合理，能对整个系统进行远程控制和检测，也可现场进行控制和检测；本发明可以根据用户用电量的大小，可以配置不同功率级别的电站；当太阳能储电不足时，可以转换到市电供电状态；适应于市场的大多数中小型发电系统。
该系统分别检测每一组太阳能板的电流和电压信息，并把电流和电压信息传到控制系统的CPU运算处理，由CPU分析每一组太阳能板的运行情况以及天气状况，以及做相应的执行动作。比方当分析出某一组太阳能板出现异常，就断开这一组的开关，以免影响到其他组太阳能板或者整个系统。
该系统分别检测每一组电池的电压，当检测到某一组电池电压高于或低于设定值时，就自动断开充电电路或者放电电路。对保护电池和整个系统有重要的意义。
附图说明
图1是本发明的结构简图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的PLC的接线图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的太阳能发电站，是一种可以远程控制也可以现场监控的太阳能发电站，其包括太阳能发电系统1、远程控制系统2和现场监控系统3，太阳能发电系统1和远程控制系统2分别与现场监控系统3连接。
如图2所示，太阳能发电系统1包括太阳能板11、太阳能控制器12、储能电池13、逆变器14和转换开关15；太阳能板11和储能电池13分别具有一组或多组；太阳能板11连接太阳能控制器12，可以有一组或多组，由太阳能电流大小和太阳能控制器12的电流承载大小决定；太阳能控制器12进一步连接储能电池13，将太阳能板11接受的太阳能转换成电能存储；储能电池13通过逆变器14与用电设备4电连接，在逆变器14与用电设备4之间设置有转换开关15，该转换开关15电能输入端可切换连接逆变器14或市电；在每一组太阳能板11与太阳能控制器12之间、太阳能控制器12与储能电池13之间以及储能电池13与逆变器14之间均设置有接触器开关16。
远程控制系统2包括远程计算机21、云服务器22、GPRS模块23；远程计算机21通过internet网与云服务器22连接，云服务器22通过inernet网和一系统调制信号连接信号发射台，信号发射台通过无线移动信号和现场GPRS模块23通信，GPRS模块23接现场监控系统3。
如图3所示，现场监控系统3的监控程序是通过组态软件模拟和检测现场的开关，各电压电流的检测点的数值以及运行情况显示的组态软件上，并可以通过软件进行控制，该系统主要由PLC的主机31、人机对话窗口32、数字量模块33、模拟量模块34、电压传感器35、电流传感器36、继电器37、接触器38及AC220V/DC24V电源39这些执行机构组成；其中PLC的主机31、数字量模块33、模拟量模块34、电压传感器35、电流传感器36、继电器37、接触器38及电源39安装在电气柜30中；
电气柜30中还集成有太阳能发电系统1的储能电池13和逆变器14以及远程控制系统2的GPRS模块23；
PLC的主机31通过控制开关与太阳能发电系统1的接触器开关16连接；
人机对话窗口32和PLC主机31相连，把PLC主机31上各传感器35、36检测到的信息显示在人机对话窗口上，并且通过人机对话窗口上的各按钮和输入功能传送指令，达到人机互动的目的；
电压传感器35和电流传感器36均具有多个，分别检测太阳能板的电压和电流、电池的电压和电流以及逆变输出的交流电压和电流，分别连接太阳能发电系统1的每一组太阳能板11、每一组储能电池13和逆变器14，以便检测每个点电流电压情况，经过PLC的主机31的运算，得到太阳能的发电量以及用电设备的用电量，也可以得到整个系统的运行情况。
下面对该太阳能发电站的系统运行流程做进一步说明：
太阳能发电系统1的运行过程为：电气柜通电运行，默认在手动模式，接通太阳能板接触器开关，在有阳光的情况下给电池组充电；在电池电压正常的情况下，接通电池组和逆变器的接触器开关，逆变器有交流220V输出，测试系统带负载的能力；
远程控制系统2的运行过程为：远程计算机21经过internet网连接云服务器22，通过移动网络发射台与GPRS模块23和现场控制系统3的PLC的主机31连接，读写现场PLC的数据达到远程监控的目的。
现场监控系统3的运行过程为：电气柜通电运行后，默认在手动模式，在手动模式下，以次点击人机对话窗口上控制界面的太阳能板接通按钮，电池接通按钮，分别接通太阳能板和电池开关，人机对话窗口控制界面上的太阳能电压曲线表和电池电压曲线表上分别显示有各电压的即时电压和过去24小时的电压情况，如果电压正常，点击太阳能输出按钮，就有220V交流电压输出。如调在自动模式，系统根据设定的电流电压等参数，自动运行，在设定的电流电压范围内自动输出220V交流电；如果电流电压超出设定范围，会自动保护太阳能板和电池，关断太阳能输出，并自动接通市电开关，用市电供用电设备。
本发明的太阳能发电系统具有以下功能 ：
1、该系统分别检测每一组太阳能板的电流和电压信息，并把电流和电压信息传到控制系统的CPU运算处理，由CPU分析每一组太阳能板的运行情况以及天气状况，以及做相应的执行动作。比方当分析出某一组太阳能板出现异常，就断开这一组的开关，以免影响到其他组太阳能板或者整个系统；
2、该系统分别检测每一组电池的电压，当检测到某一组电池电压高于或低于设定值时，就自动断开充电电路或者放电电路。对保护电池和整个系统有重要的意义；
3、该系统自动检测逆变器的输入和输出电压，能判断逆变器的工作状态；
4、该系统把所有收集到的信息做整合处理，显示在人机窗口界面上或者远程计算机上；
5、该系统结合远程计算机和现场人机窗口上的指令，执行相关的动作，比方断开某个保护开关，或者由于太阳能发电供电转换到市电供电状态；
6、该系统把上述所有的现场信息通过GPRS，云服务器，internet网传到远程计算机控制端，远程计算机控制端的人员通过计算机上的组态软件了解和监控现场信息；
7、可以适用不同功率级别的离网太阳能电站；
8、可以现场监控也可以远程监控发电情况；
9、 当太阳能不足时，可以自动或者手动切换到市电模式；
10、当发生故障时也是记录故障情况，提示怎么解决。
Claims (5)
1.一种太阳能发电站，其特征在于：所述发电站包括太阳能发电系统、远程控制系统和现场监控系统；
所述太阳能发电系统包括太阳能板、太阳能控制器、储能电池、逆变器和控制柜；所述的太阳能板连接太阳能控制器，所述的太阳能控制器进一步连接储能电池；所述储能电池通过所述逆变器与用电设备电连接；所述的储能电池、逆变器集成在电气柜中；
所述远程控制系统包括远程计算机、云服务器， GPRS模块；远程计算机通过internet网与云服务器连接，服务器通过无线移动信号和GPRS模块通信，GPRS模块接所述现场监控系统；
所述现场监控系统连接所述太阳能发电系统，主要由PLC的主机、人机对话窗口、数字量模块、模拟量模块、电压电流传感器、继电器、接触器及电气开关组成；所述的PLC的主机、数字量模块、模拟量模块、电压电流传感器、继电器及接触器安装在电气柜中。
2.如权利要求1所述的太阳能发电站，其特征在于：所述的太阳能板和储能电池分别具有多组；太阳能板连接太阳能控制器，具有串并联的多个。
3.如权利要求1所述的太阳能发电站，其特征在于：所述逆变器与用电设备之间设置有转换开关，该转换开关电能输入端可切换连接逆变器或市电信号。
4.如权利要求1所述的太阳能发电站，其特征在于：所述电压电流传感器分别连接所述太阳能发电系统的每一组太阳能板、每一组储能电池组合后和逆变器连接。
5.如权利要求1所述的太阳能发电站，其特征在于：所述人机对话窗口是通过人机对话窗口和PLC的主机相连，把PLC主机上各传感器检测到的信息显示在人机对话窗口上，并且通过人机对话窗口上的各按钮和输入功能传送指令，达到人机互动的目的。
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