CN107959474A - 一种数据监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据监测系统，包含光伏电源组件、温度传感器、风速传感器、太阳能辐照度检测模块、电压检测模块、电流检测模块、数据调理模块、数据处理模块、数据传输模块和远程监控模块；所述光伏储能充电站包含太阳能电池方阵、充电控制电路、蓄电池、逆变器、电网、配电箱、负载、数字电能表；所述太阳能方阵通过充电控制电路与蓄电池连接，所述太阳能电池方阵、蓄电池分别通过逆变器连接电网；本发明利用温度、电压、电流、辐照度等多种传感器采集发电系统现场的信息，可实时同步测量光伏发电系统的各种数据，存储的数据库信息可以为日后的科学研究提供依据，为光伏发电技术的改进与提高奠定了基础。
Description
技术领域
本发明属于光伏充电监控领域，尤其涉及一种数据监测系统。
背景技术
随着全球能源结构的优化，太阳能作为清洁可再生新能源越来越受推崇，光伏发电更是倍受重视。光伏发电基站一般作为独立电源系统，应用于偏远地区，且运行时间较长，光伏发电技术是世界新能源的发展趋势之一，它要求更讲究系统效率、更可靠、也更经济。传统意义上的监控一般建立在近距离条件下，即近距离监控，这种方式要求配备一定的维护人员进行，花费大量的人力、物力和财力，而且随着电站规模的扩大，已经越来越不能适应现代化经济的发展，因此，一种成本低、低功耗、界面简单容易操作、具有配置通用性、方便实用的光伏电源监控系统势在必行。
光伏发电系统的能量输出因周围环境的变化而表现出较大的差异，对光伏发电系统进行实时监测，可以获得原始测量数据，为系统的改进与优化以及以后的科学研究提供有用数据，对系统环境参数及其系统本身的电气性能进行监测和分析是保证系统正常高效运行的前提。光伏发电系统的运行一般是在无人职守的情况下进行，对地面上很分散的光伏系统进行监测维护是十分困难繁琐的，需要大量的时间和人力物力，因此在光伏发电系统中采用远程数据监测系统具有重要意义。
采用锂电池供电的设备在充电时， 一般会采用充电控制电路来对充电电流进行控制， 而不可直接将充电电压接入电池中，否则充电电流过大会导致电池损坏或影响寿命。充电控制电路会在充电模式时切断电池对设备的供电， 转而用充电电压供给设备和充电控制电路， 在非充电模式时自动切换回电池对设备的供电。
专利号为CN201220204041.9的实用新型公开了一种充电控制电路，包括三极管Q1～ Q4、电阻R1～R8、电容 C3、轻触开关、二极管 D1 及充电电池。该电路在开机状态下对设备进行充电时能自动切断已开启的电源，使设备处于不工作的状态，实现对设备的自动断电保护功能。但是该实用新型有以下缺点：1、使用三极管作为功率器件，电源效率较低；2、充电时设备不能工作，无法满足用户在充电时使用设备的需求；3、该电路不具有控制开关机的功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种数据监测系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种数据监测系统，包含光伏电源组件、温度传感器、风速传感器、太阳能辐照度检测模块、电压检测模块、电流检测模块、数据调理模块、数据处理模块、数据传输模块和远程监控模块，所述光伏电源组件的输出端分别连接温度传感器和数据调理模块的输入端，所述风速传感器、太阳能辐照度检测模块、电压检测模块和电流检测模块分别通过数据调理模块连接数据处理模块；所述数据处理模块通过数据传输模块连接远程监控模块；所述光伏电源组件包含光伏方阵、功率调节器、蓄电池、交直流负载，所述光伏方阵通过功率调节器分别和蓄电池、交直流负载连接；
所述光伏储能充电站包含太阳能电池方阵、充电控制电路、蓄电池、逆变器、电网、配电箱、负载、数字电能表；所述太阳能方阵通过充电控制电路与蓄电池连接，所述太阳能电池方阵、蓄电池分别通过逆变器连接电网，所述逆变器和电网分别通过配电箱与负载连接；
所述充电控制电路包括信号控制端、充电电源端、设备供电端、电池端、三极管、第一MOS管和第二MOS管；其中，所述充电电源端通过串联的第一电阻和第二电阻接地；所述三极管的基极分别连接所述信号控制端和充电电源端，所述三极管的集电极通过第四电阻连接所述第二MOS管的栅极，还通过第三电阻连接所述第一MOS管的源极，所述三极管的发射极接地；所述第二MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，漏极连接所述设备供电端；所述第一MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，栅极连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，漏极连接所述电池端。
作为本发明一种数据监测系统的进一步优选方案，所述数据调理模块包含依次连接的信号调理箱、信号调理模块和信号连接接口。
作为本发明一种数据监测系统的进一步优选方案，所述远程监控模块包含微控制器模块以及分别与其连接的显示模块、数据存储模块、通讯模块、时钟模块和报警模块。
作为本发明一种数据监测系统的进一步优选方案，所述温度传感器采用精密铂电阻温度传感器PT100。
作为本发明一种数据监测系统的进一步优选方案，所述电压检测模块采用四通牌ST-A系列的STCV-800电压传感器。
作为本发明一种数据监测系统的进一步优选方案，所述电流检测模采用武汉仪表公司生产的HD系列高精度直流大电流传感器。
作为本发明一种数据监测系统的进一步优选方案，所述太阳能辐照度检测模块采用富源飞科ISO9001－总辐射传感器。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明的光伏电源监控系统具有成本低、低功耗、界面简单容易操作、具有配置通用性、方便实用；可以方便的对光伏发电系统的发电特性及周围环境进行实时监测，得到可靠的监测数据，有效的节约了人力；
2、本发明利用温度、电压、电流、辐照度等多种传感器采集发电系统现场的信息，可实时同步测量光伏发电系统的各种数据，存储的数据库信息可以为日后的科学研究提供依据，为光伏发电技术的改进与提高奠定了基础；
3、采用了MOS管作为功率器件，电源效率高；在设备电池充电时，能够切断电池供电，改为电源为设备供电，以保护电池，延长电池寿命；可以通过硬件和软件控制设备的开关机， 还可以通过硬件复位口进行复位，从而使设备关机。
附图说明
图1是本发明的系统结构原理图；
图2是本发明光伏电源组件的充电控制电路电路图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种数据监测系统，包含光伏电源组件、温度传感器、风速传感器、太阳能辐照度检测模块、电压检测模块、电流检测模块、数据调理模块、数据处理模块、数据传输模块和远程监控模块，所述光伏电源组件的输出端分别连接温度传感器和数据调理模块的输入端，所述风速传感器、太阳能辐照度检测模块、电压检测模块和电流检测模块分别通过数据调理模块连接数据处理模块；所述数据处理模块通过数据传输模块连接远程监控模块；
所述光伏储能充电站包含太阳能电池方阵、充电控制电路、蓄电池、逆变器、电网、配电箱、负载、数字电能表；所述太阳能方阵通过充电控制电路与蓄电池连接，所述太阳能电池方阵、蓄电池分别通过逆变器连接电网，所述逆变器和电网分别通过配电箱与负载连接；如图2所示，所述充电控制电路包括信号控制端、充电电源端、设备供电端、电池端、三极管、第一MOS管和第二MOS管；其中，所述充电电源端通过串联的第一电阻和第二电阻接地；所述三极管的基极分别连接所述信号控制端和充电电源端，所述三极管的集电极通过第四电阻连接所述第二MOS管的栅极，还通过第三电阻连接所述第一MOS管的源极，所述三极管的发射极接地；所述第二MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，漏极连接所述设备供电端；所述第一MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，栅极连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，漏极连接所述电池端。
其中，所述温度传感器采用精密铂电阻温度传感器PT100,该传感器按照IEC751国际标准设计和制作，利用铂电阻在温度发生变化时其电阻值也发生变化的特性来测量温度，传感器元件由铂丝烧制，稳定性高，测量范围广，利用两个温度传感器可以分别对光伏组件表面温度和环境温度进行测量；所述电压检测模块采用四通牌ST-A系列的STCV-800电压传感器，该系列传感器广泛用于电力系统的监测，电压测试范围分别为0~1200V；直流检测模块的测量选用武汉仪表公司生产的HD系列高精度直流大电流传感器。所述太阳能辐照度检测模块采用富源飞科ISO9001－总辐射传感器，用于实时检测太阳光辐射强度；所述风速传感器用于检测环境风速。
所述数据调理模块包含依次连接的信号调理箱、信号调理模块和信号连接接口，直接采集来的信号由于噪声等原因不一定能够满足采集系统的要求，为了适合数据采集设备的输入范围，由传感器生成的电信号必须经过处理。信号调理装置能够按照要求放大或者缩小电压电流范围，并对信号进行隔离滤波等处理。
所述温度传感器采用精密铂电阻温度传感器PT100，所述电压检测模块采用四通牌ST-A系列的STCV-800电压传感器，所述电流检测模采用武汉仪表公司生产的HD系列高精度直流大电流传感器，用电流、电压、温度、风速等传感器感应光伏发电系统及周围环境的信息，生成可测量的电信号。由于传感器得到的信号可能会很微弱或者含有大量噪声，需通过信号调理装置进行放大、衰减、隔离、多路复用、滤波等操作。通过调理后的信号就可以与数据采集设备连接了。
本发明光伏发电监测系统需要从现场获取的信息主要包括：光伏方阵运行时的直流电流值、电压值、功率值，以及经过功率调节器以后的蓄电池充电参数。采集风速值、光伏组件表面和周围环境的温度以及太阳的辐照度。通过一定时期内采集的数据进行累计发电量、平均温度、平均辐照度等数值的计算。
所述远程监控模块包含微控制器模块以及分别与其连接的显示模块、数据存储模块、通讯模块、时钟模块和报警模块；该后台监控可以实现实时数据监控、历史数据存储、参数设置、数据显示、报警等功能。
综上所述，本发明的光伏电源监控系统具有成本低、低功耗、界面简单容易操作、具有配置通用性、方便实用；可以方便的对光伏发电系统的发电特性及周围环境进行实时监测，得到可靠的监测数据，有效的节约了人力；本发明利用温度、电压、电流、辐照度等多种传感器采集发电系统现场的信息，可实时同步测量光伏发电系统的各种数据，存储的数据库信息可以为日后的科学研究提供依据，为光伏发电技术的改进与提高奠定了基础。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
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。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种数据监测系统，其特征在于：包含光伏电源组件、温度传感器、风速传感器、太阳能辐照度检测模块、电压检测模块、电流检测模块、数据调理模块、数据处理模块、数据传输模块和远程监控模块，所述光伏电源组件的输出端分别连接温度传感器和数据调理模块的输入端，所述风速传感器、太阳能辐照度检测模块、电压检测模块和电流检测模块分别通过数据调理模块连接数据处理模块；所述数据处理模块通过数据传输模块连接远程监控模块；所述光伏电源组件包含光伏方阵、充电控制电路、功率调节器、蓄电池、交直流负载，所述光伏方阵通过功率调节器分别和蓄电池、交直流负载连接；
所述光伏储能充电站包含太阳能电池方阵、充电控制电路、蓄电池、逆变器、电网、配电箱、负载、数字电能表；所述太阳能方阵通过充电控制电路与蓄电池连接，所述太阳能电池方阵、蓄电池分别通过逆变器连接电网，所述逆变器和电网分别通过配电箱与负载连接；
所述充电控制电路包括信号控制端、充电电源端、设备供电端、电池端、三极管、第一MOS管和第二MOS管；其中，所述充电电源端通过串联的第一电阻和第二电阻接地；所述三极管的基极分别连接所述信号控制端和充电电源端，所述三极管的集电极通过第四电阻连接所述第二MOS管的栅极，还通过第三电阻连接所述第一MOS管的源极，所述三极管的发射极接地；所述第二MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，漏极连接所述设备供电端；所述第一MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，栅极连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，漏极连接所述电池端。
2.根据权利要求1所述的一种数据监测系统，其特征在于：所述数据调理模块包含依次连接的信号调理箱、信号调理模块和信号连接接口。
3.根据权利要求1所述的一种数据监测系统，其特征在于：所述远程监控模块包含微控制器模块以及分别与其连接的显示模块、数据存储模块、通讯模块、时钟模块和报警模块。
4.根据权利要求1所述的一种数据监测系统，其特征在于：所述温度传感器采用精密铂电阻温度传感器PT100。
5.根据权利要求1所述的一种数据监测系统，其特征在于：所述电压检测模块采用四通牌ST-A系列的STCV-800电压传感器。
6.根据权利要求1所述的一种数据监测系统，其特征在于：所述电流检测模采用武汉仪表公司生产的HD系列高精度直流大电流传感器。
7.根据权利要求1所述的一种数据监测系统，其特征在于：所述太阳能辐照度检测模块采用富源飞科ISO9001－总辐射传感器。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180424 |