CN108039773A - 一种光伏发电站远程效率计算装置及系统 - Google Patents

一种光伏发电站远程效率计算装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光伏发电站远程效率计算装置及系统，包括光伏组件、二极管、功率优化器、逆变器、关口计量表组成的光伏发电站，并在发电站位置设立环境检测仪，所述光伏组件串联为多个组串，各组串接入逆变器后，并联至关口计量表，所述二极管和功率优化器分别并联至每个光伏组件两端。本发明不仅远程计算和显示了各个光伏组件和光伏发电站的发电效率，且自动构建了伏电站连接结构图，在伏电站连接结构图对应形象的展示了远程效率各个光伏组件和光伏发电站的发电效率，大大降低了人力财力，且提供了工作效率。

Description

一种光伏发电站远程效率计算装置及系统
技术领域
本发明涉及光伏发电站领域，具体涉及一种光伏发电站远程效率计算装置及系统。
背景技术
太阳能发电能够有效降低环境污染，创造洁净环境，太阳能同时又是取之不尽，用之不完的清洁能源。现在太阳能发电在全球都获得了广泛的应用，大大小小的太阳能光伏发电站也运而生。
现有的光伏发电站，如图1所示，包括光伏组件1、二极管4、功率优化器、逆变器2、关口计量表3组成，光伏组件串联为多个组串，各组串接入逆变器后，并联至关口计量表，所述二极管和功率优化器分别并联至每个光伏组件两端。功率优化器能在太阳能光伏组件发生遮挡或热斑效应时，调节光伏组件的电压电流，以获得合适的输出功率，同时，功率优化器能够测得当前光伏组件的输出电压和电流。
为了实时观测各光伏组件的效率，以及时发现光伏组件故障，在现有技术中，往往需要根据气象站(环境检测仪)测得的辐照率，手工计算每个组件的理论发电量和光伏发电站的总发电量，这种计算方式，大大浪费人力财力，且观测不灵敏，迫切需要加以改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种光伏发电站远程效率计算装置及系统。本发明不仅远程计算和显示了各个光伏组件和光伏发电站的发电效率，且自动构建了伏电站连接结构图，在伏电站连接结构图对应形象的展示了远程效率各个光伏组件和光伏发电站的发电效率，大大降低了人力财力，且提供了工作效率。
为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种光伏发电站远程效率计算装置，包括光伏组件、二极管、功率优化器、逆变器、关口计量表组成的光伏发电站，所述光伏组件串联为多个组串，各组串接入逆变器后，并联至关口计量表，所述二极管和功率优化器分别并联至每个光伏组件两端，
所述功率优化器外接功率优化器参数获取模块，用于获取对应光伏组件的发电电压、电流；
所述关口计量表外接关口计量表参数获取模块，用于获取关口计量表的电压、电流参数；
设置环境检测仪，且连接设置环境检测仪参数获取模块，分别用于检测和获取当前光伏发电站的辐照率；需要说明的是，设置环境检测仪5可采用型号为HQJQZ环境气象站，类似的气象站在光伏发电站领域多有应用，其能够检测出当前环境的湿度、风速、温度、辐照率等，且可以通过编程控制计算出当前环境下的理论发电量。
所述功率优化器参数获取模块、关口计量表参数获取模块、环境检测仪参数获取模块分别连接设置编码器；
所述编码器连接设置数据处理模块，且数据处理模块通过通信模块连接服务器模块，所述服务器模块外设置远程终端，远程终端搭载光伏发电站效率计算系统。
进一步，所述编码器对所述环境检测仪获取模块所获取到的参数编设域码；所述编码器对所述关口计量表参数获取模块所获取的关口计量表参数编设相同的域码；所述编码器对所述功率优化器参数获取模块所获取的功率优化器参数编设行码、列码、以及相同的域码
作为本发明的一种优选地实施方案，基于上述内容，不同的是，所述功率优化器参数获取模块、关口计量表参数获取模块、环境检测仪参数获取模块通过RS485串口总线连接至所述编码器，所述编码器连接至数据处理模块，数据处理模块将功率优化器参数和关口计量表参数前端加上域码，以及功率优化器参数前端依次加上域码、行码、列码上传并存放至服务器模块。
进作为本发明的优选，所述通信模块采用RJ45接口连接至服务器模块。
一种光伏发电站远程效率计算系统，包括：
电站选择单元，通过输入域码选择需要管理的电站；
数据处理分析单元，用于根据电站选择单元所输入的域码，建立输入域码对应的光伏电站连接结构图，并请求和获取服务器模块数据，进一步计算出每一个光伏组件和电站的理论、实际发电量、发电效率；
显示单元，用于显示获取到的服务器内功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数，以及所述数据处理分析单元所述计算的理论、实际发电量、发电效率。
进一步，所述数据处理分析单元外设置数据请求单元，用于根据所述电站选择单元输入域码，向服务器请求对应域码的功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数；
所述数据处理分析单元外设置数据反馈单元，用于接收来自服务器的对应电站的域码的功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数。
进一步，所述数据处理分析单元，首先根据所述数据反馈单元所反馈的环境检测仪参数，根据当前环境检测仪参数分别计算出各光伏组件的理论发电量和整个光伏发电站的理论总发电量；其次获取反馈单元所反馈的关口计量表参数，计算出光伏发电站的实际总发电量，并根据理论总发电量和总发电量的关系计算总发电效率；最后接受获取反馈单元所反馈的功率优化器参数，计算出各光伏组件的实际发电量，并根据各光伏组件的理论发电量和实际发电量的关系，计算各各光伏组件的发电效率。
进一步，所述数据分析单元是根据所述反馈单元所反馈的当前环境检测仪参数和关口计量表参数前的域码，当前功率优化器参数前的行码、列码建立光伏电站连接结构图。
作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，所述显示单元显示了所述光伏电站连接结构图，并在光伏电站连接结构图上对应显示各光伏组件的发电效率和发电站的总发电效率。
进一步，所述电站选择单元、数据处理分析单元、显示单元、数据反馈单元和数据请求单元所构成的光伏发电站远程管理系统，设计为管理网站或APP的一种。
本发明的有益效果在于：
1)本发明将单个光伏组件输出电压和电流信息，及光伏发电站总输出电压和电流信息上传至服务器，方便了远程对光伏组件乃至整个光伏发电站的工作状态进行监控；
2)本发明将单个光伏组件编设行码和列码，将光伏发电站编设域码，终端设备可以根据需要，选择需要显示的光伏发电站发电效率情况，且生成了光伏电站连接结构图。
3)本发明的光伏组件单个效率和光伏发电站的总效率，可以在光伏电站连接结构图上对应形象的展示出来，以便及时察觉到发电效率骤变的光伏组件，发现光伏组件故障，并进行更换和维修。
综上，本发明不仅远程计算和显示了各个光伏组件和光伏发电站的发电效率，且自动构建了伏电站连接结构图，在伏电站连接结构图对应形象的展示了远程效率各个光伏组件和光伏发电站的发电效率，大大降低了人力财力，且提供了工作效率。
附图说明
图1是背景技术中的光伏发电站结构示意图；
图2是本发明的光伏发电站远程效率计算装置模块示意图；
图3是本发明光伏发电站远程效率计算系统的模块示意图；
图4是本发明的显示单元的显示界面示意图；
图5是本发明的当前环境检测仪参数和关口计量表参数前加域码组成的一阵数据结构示意图；
图6是本发明的功率优化器参数前加行码、列码组成的一阵数据结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图2所示，一种光伏发电站远程效率计算装置，包括光伏组件1、二极管4、功率优化器、逆变器2、关口计量表组成的光伏发电站，所述光伏组件串联为多个组串，各组串接入逆变器后，并联至关口计量表3，所述二极管和功率优化器分别并联至每个光伏组件两端，
所述功率优化器外接功率优化器参数获取模块，用于获取对应光伏组件的发电电压、电流；
所述关口计量表外接关口计量表参数获取模块，用于获取关口计量表的电压、电流参数；
设置环境检测仪5，且连接设置环境检测仪参数获取模块，分别用于检测和获取当前光伏发电站的辐照率；需要说明的是，设置环境检测仪5可采用型号为HQJQZ环境气象站，类似的气象站在光伏发电站领域多有应用，其能够检测出当前环境的湿度、风速、温度、辐照率等，且可以通过编程控制计算出当前环境下的理论发电量。
所述功率优化器参数获取模块、关口计量表参数获取模块、环境检测仪参数获取模块分别连接设置编码器；
所述编码器连接设置数据处理模块，且数据处理模块通过通信模块连接服务器模块，所述服务器模块外设置远程终端，远程终端搭载光伏发电站效率计算系统。
进一步，所述编码器对所述环境检测仪获取模块所获取到的参数编设域码；所述编码器对所述关口计量表参数获取模块所获取的关口计量表参数编设相同的域码；所述编码器对所述功率优化器参数获取模块所获取的功率优化器参数编设行码、列码、以及相同的域码。
作为本发明的一种优选地实施方案，基于上述内容，不同的是，所述功率优化器参数获取模块、关口计量表参数获取模块、环境检测仪参数获取模块通过RS485串口总线连接至所述编码器，所述编码器连接至数据处理模块，数据处理模块将功率优化器参数和关口计量表参数前端加上域码，以及功率优化器参数前端依次加上域码、行码、列码上传并存放至服务器模块。也就是说，数据处理模块向通信模块发送的数据类型有两种，如图5所示，一种为环境检测仪参数或关口计量表参数作为数据帧，数据帧前加设域码组成的一种数据类型，如图6所示，另一种为功率优化器参数作为数据帧，前加域码、行码、列码组成的前导码组成的一种数据类型。
进作为本发明的优选，所述通信模块采用RJ45接口连接至服务器模块。服务器模块按照域码进行分类，将相同域码的环境检测仪参数、关口计量表参数、功率优化器参数存放在一起，一遍下述的数据请求单元，快速检索到对应域码的数据参数。
如图3所示，一种光伏发电站远程效率计算系统，包括：
电站选择单元，通过输入域码选择需要管理的电站；
数据处理分析单元，用于根据电站选择单元所输入的域码，建立输入域码对应的光伏电站连接结构图，并请求和获取服务器模块数据，进一步计算出每一个光伏组件和电站的理论、实际发电量、发电效率；
显示单元，用于显示获取到的服务器内功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数，以及所述数据处理分析单元所述计算的理论、实际发电量、发电效率。
进一步，所述数据处理分析单元外设置数据请求单元，用于根据所述电站选择单元输入域码，向服务器请求对应域码的功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数；
所述数据处理分析单元外设置数据反馈单元，用于接收来自服务器的对应电站的域码的功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数。
进一步，所述数据处理分析单元，首先根据所述数据反馈单元所反馈的环境检测仪参数，根据当前环境检测仪参数分别计算出各光伏组件的理论发电量和整个光伏发电站的理论总发电量；其次获取反馈单元所反馈的关口计量表参数，计算出光伏发电站的实际总发电量，并根据理论总发电量和总发电量的关系计算总发电效率；最后接受获取反馈单元所反馈的功率优化器参数，计算出各光伏组件的实际发电量，并根据各光伏组件的理论发电量和实际发电量的关系，计算各个光伏组件的发电效率。
进一步，所述数据分析单元是根据所述反馈单元所反馈的当前环境检测仪参数和关口计量表参数前的域码，当前功率优化器参数前的行码、列码建立光伏电站连接结构图。
作为本发明的优选，基于上述内容，不同的是，所述显示单元显示了所述光伏电站连接结构图，并在光伏电站连接结构图上对应显示各光伏组件的发电效率和发电站的总发电效率。如图4所示，在关口计量表处显示当前光伏发电站的实时的发电总效率η1，其中编号1为域码(在实际的编码过程中，编码器是对域码、行码、列码进行二进制编码的，为了方便说明，在次不在详细说明和赘述)，第a行组串内的光伏组件分别显示ηa01、ηa02…，其中a表示行码，01和02表示列码，依次类推，应具有多个光伏发电站和多组串光伏组件。数据处理分析单元，就是根据域码、行码、列码的排列顺序生成的光伏电站连接结构图。同时，本发明的光伏组件单个效率和总效率，可以在光伏电站连接结构图上对应形象的展示出来，以便及时察觉到发电效率骤变的光伏组件，发现光伏组件故障，并进行更换和维修，大大降低了人力财力，且提供了工作效率。
进一步，所述电站选择单元、数据处理分析单元、显示单元、数据反馈单元和数据请求单元所构成的光伏发电站远程管理系统，设计为管理网站或APP的一种。也就是说，所述远程终端可以计算机，或手持设备(例如手机，便携电脑等)。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。

Claims (10)

1.一种光伏发电站远程效率计算装置，包括光伏组件、二极管、功率优化器、逆变器、关口计量表组成的光伏发电站，所述光伏组件串联为多个组串，各组串接入逆变器后，并联至关口计量表，所述二极管和功率优化器分别并联至每个光伏组件两端，其特征在于：
所述功率优化器外接功率优化器参数获取模块，用于获取对应光伏组件的发电电压、电流；
所述关口计量表外接关口计量表参数获取模块，用于获取关口计量表的电压、电流参数；
设置环境检测仪，且连接设置环境检测仪参数获取模块，分别用于检测和获取当前光伏发电站的辐照率；
所述功率优化器参数获取模块、关口计量表参数获取模块、环境检测仪参数获取模块分别连接设置编码器；
所述编码器连接设置数据处理模块，且数据处理模块通过通信模块连接服务器模块，所述服务器模块外设置远程终端，远程终端搭载光伏发电站效率计算系统。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电站远程效率计算装置，其特征在于，
所述编码器对所述环境检测仪获取模块所获取到的参数编设域码；所述编码器对所述关口计量表参数获取模块所获取的关口计量表参数编设相同的域码；所述编码器对所述功率优化器参数获取模块所获取的功率优化器参数编设行码、列码、以及相同的域码。
3.根据权利要求2所述的一种光伏发电站远程效率计算装置，其特征在于，所述功率优化器参数获取模块、关口计量表参数获取模块、环境检测仪参数获取模块通过RS485串口总线连接至所述编码器，所述编码器连接至数据处理模块，数据处理模块将功率优化器参数和关口计量表参数前端加上域码，以及功率优化器参数前端依次加上域码、行码、列码上传并存放至服务器模块。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电站远程效率计算装置，其特征在于，所述通信模块采用RJ45接口连接至服务器模块。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种光伏发电站远程效率计算装置，对应一种光伏发电站远程效率计算系统，其特征在于，包括：
电站选择单元，通过输入域码选择需要管理的电站；
数据处理分析单元，用于根据电站选择单元所输入的域码，建立输入域码对应的光伏电站连接结构图，并请求和获取服务器模块数据，进一步计算出每一个光伏组件和电站的理论、实际发电量、发电效率；
显示单元，用于显示获取到的服务器内功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数，以及所述数据处理分析单元所述计算的理论、实际发电量、发电效率。
6.根据权利要求5所述的一种光伏发电站远程效率计算系统，其特征在于，
所述数据处理分析单元外设置数据请求单元，用于根据所述电站选择单元输入域码，向服务器请求对应域码的功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数；
所述数据处理分析单元外设置数据反馈单元，用于接收来自服务器的对应电站的域码的功率优化器参数、关口计量表参数、环境检测仪参数。
7.根据权利要求6所述的一种光伏发电站远程效率计算系统，其特征在于，
所述数据处理分析单元，首先根据所述数据反馈单元所反馈的环境检测仪参数，根据当前环境检测仪参数分别计算出各光伏组件的理论发电量和整个光伏发电站的理论总发电量；其次获取反馈单元所反馈的关口计量表参数，计算出光伏发电站的实际总发电量，并根据理论总发电量和总发电量的关系计算总发电效率；最后接受获取反馈单元所反馈的功率优化器参数，计算出各光伏组件的实际发电量，并根据各光伏组件的理论发电量和实际发电量的关系，计算各各光伏组件的发电效率。
8.根据权利要求7所述的一种光伏发电站远程效率计算系统，其特征在于，所述数据分析单元是根据所述反馈单元所反馈的当前环境检测仪参数和关口计量表参数前的域码，当前功率优化器参数前的行码、列码建立光伏电站连接结构图。
9.根据权利要求8所述的一种光伏发电站远程效率计算系统，其特征在于，所述显示单元显示了所述光伏电站连接结构图，并在光伏电站连接结构图对应显示各光伏组件的发电效率和发电站的总发电效率。
10.根据权利要求9所述的一种光伏发电站远程效率计算系统，其特征在于，所述电站选择单元、数据处理分析单元、显示单元、数据反馈单元和数据请求单元所构成的光伏发电站远程管理系统，设计为管理网站或APP的一种。
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