CN108089509A - 一种光伏发电站远程管理装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏发电站远程管理装置及系统，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，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。本发明的管理系统，能够自动建立出光伏发电站的结构图，并在结构图中对应实时显示当前的每个光伏组件温度、功率优化器参数和温度、逆变器参数、关口计量表参数。报警单元和处理方案提示单元，也可以对应于结构图对应显示报警光伏组件、或功率优化器、逆变器故障及其处理方案。大大方便了对光伏组件的观测效果，方便管理，减轻了运维的压力。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电站的运维领域，具体涉及一种光伏发电站远程管理装置及系统。
背景技术
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。
光伏发电站管理装置，是光伏项目重要的二次设备，一方面肩负着箱式变压器电气量采集，电气量保护，非电量保护，开关量采集，逆变器器油温采集等任务，另一方面还需汇集现场逆变器、关口计量箱及现场气象设备等信息汇集，并将收集到的信息以IEC 104等通讯协议上送给光伏监控管理系统。传统的程序版本管理方式是工程人员现场逐一进行版本确认及升级，由于光伏电站项目多，有很多项目单个电站使用同一厂家的器件及其搭配的平台，导致平台众多，无法进行统一管理和维护，因此采用传统的多平台提示的人工维护方式会浪费大量的人力物力，工作效率低下，而且实时性差，结果往往很难让人满意，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管理装置及系统。本发明的管理系统，能够自动建立出光伏发电站的结构图，并在结构图中对应实时显示当前的每个光伏组件温度、功率优化器参数和温度、逆变器参数、关口计量表参数。报警单元和处理方案提示单元，也可以对应于结构图对应显示报警光伏组件、或功率优化器、逆变器故障及其处理方案。大大方便了对光伏组件的观测效果，方便管理，减轻了运维的压力。
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管理装置，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，
所述逆变器和光伏组件外连接设置温度传感器，用于测量逆变器和光伏组件的工作温度；
所述逆变器外连接逆变器参数获取模块，用于获取对应组串的发电电压、电流，以及逆变器是否漏电；
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，用于检测当前光伏发电站的辐照率；
所述温度传感器外连接温度传感器读取模块，所述设置环境检测仪外设置环境检测仪参数获取模块，所述温度传感器读取模块、环境检测仪参数获取模块、关口计量表参数获取模块、逆变器参数获取模块、功率优化器参数获取模块分别连接至数据处理模块，用于处理温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数上加设前导码，前导码为每个温度传感器、关口计量表、逆变器、功率优化器、环境检测仪的编号；
数据处理模块通过通信模块连接至服务器模块，用于将温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数上传至服务器模块。
进一步，所述温度传感器读取模块、环境检测仪参数获取模块、关口计量表参数获取模块、逆变器参数获取模块、功率优化器参数获取模块通过RS485串口总线连接至所述数据处理模块。
进一步，所述数据处理模块建立了当前光伏发电站编号。
进一步，所述通信模块采用RJ45接口连接至服务器模块，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远程管理系统。
一种光伏发电站远程管理系统，包括：
电站选择单元，通过输入电站编号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电站编号，请求和获取服务器模块数据；
显示单元，用于显示温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数。
进一步，所述数据处理分析单元外设置：
资料导入单元，用于导入建立光伏发电站前的施工日志、项目建设介绍、施工总结、设备进场验收报告、设备参数列表、设备采购合同/技术协议、各项验收报告、监理日志文件；以及建立光伏发电站后的各标准温度传感器参数、标准逆变器参数、标准功率优化器参数；
数据上传单元，用于上传资料导入单元导入的文件和参数至服务器。
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的电站编号，向服务器请求对应电站的温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，以及所述资料导入单元导入的文件和参数；
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温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，以及所述资料导入单元导入的文件和参数。
进一步，所述数据处理分析单元在接收所述温度传感器参数后，和标准温度传感器参数对比，判断当前光伏组件或优化器是否温度过高；
所述数据处理分析单元在接收所述功率优化器参数后，和标准温度传感器参数对比，判断两者大小关系；
所述数据处理分析单元在接收所述逆变器参数后，和标准逆变器参数对比，判断两者大小关系；
所述数据理分析单元在接收环境监测仪参数后，计算当前的理论发电量；所述数据理分析单元在接收关口计量表参数后，计算当前的实际发电量，判断当前的理论发电量和实际发电量的大小关系。
进一步，所述数据理分析单元外设置报警单元和处理方案提示单元；
在所述温度传感器参数高于标准温度传感器参数时，报警单元发生报警，处理方案提示单元提示更换维修对应光伏组件或逆变器；
在所述功率优化器参数小于标准功率优化器参数时，判断光伏组件的电压小于标准电压30％～60％时，报警单元发生报警，处理方案提示单元提示二极管导通或光伏组件遮挡或二极管损坏，判断光伏组件的电流小于标准电流时，报警单元发生报警，处理方案提示光伏组件遮挡；
在所述逆变器参数小于标准逆变器参数时，若逆变器参数略小于标准逆变器参数，报警单元发生报警，处理方案提示组串受遮挡，若逆变器参数较标准逆变器参数降低过大，报警单元发生报警，处理方案提示光伏组件出现PID衰减；在逆变器参数提示逆变器漏电时，处理方案提示到光伏发电站现场查看。
进一步，所述电站选择单元、资料导入单元、数据处理分析单元、报警单元、处理方案提示单元、显示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：
本发明的管理系统，能够自动建立出光伏发电站的结构图，并在结构图中对应实时显示当前的每个光伏组件温度、功率优化器参数和温度、逆变器参数、关口计量表参数。报警单元和处理方案提示单元，也可以对应于结构图对应显示报警光伏组件、或功率优化器、逆变器故障及其处理方案。大大方便了对光伏组件的观测效果，方便管理，减轻了运维的压力。
附图说明
图1是背景技术中的光伏发电站系统的装置示意图；
图2是本发明的光伏发电站远程管理装置模块示意图；
图3是本发明的光伏发电站远程管理系统模块示意图；
图4是本发明的光伏发电站远程管理装置及系统的通信关系示意图；
图5是本发明中显示单元所显示的管理系统界面示意图。
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管理装置，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3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，
所述逆变器和光伏组件外连接设置温度传感器，用于测量逆变器和光伏组件的工作温度；
所述逆变器外连接逆变器参数获取模块，用于获取对应组串的发电电压、电流，以及逆变器是否漏电；
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，用于检测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。
所述温度传感器外连接温度传感器读取模块，所述设置环境检测仪外设置环境检测仪参数获取模块，所述温度传感器读取模块、环境检测仪参数获取模块、关口计量表参数获取模块、逆变器参数获取模块、功率优化器参数获取模块分别连接至数据处理模块，用于处理温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数上加设前导码，前导码为每个温度传感器、关口计量表、逆变器、功率优化器、环境检测仪的编号；也就是说本发明的远程管理装置，能够记录每一个温度传感器、关口计量表、逆变器、功率优化器、环境检测仪的测量数据，且为每一个温度传感器、关口计量表、逆变器、功率优化器、环境检测仪编号。
数据处理模块通过通信模块连接至服务器模块，用于将温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数上传至服务器模块。通信模块所传输的每一帧，应包括当前光伏发电站环境下的前导码和对应的温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数。
进一步，所述温度传感器读取模块、环境检测仪参数获取模块、关口计量表参数获取模块、逆变器参数获取模块、功率优化器参数获取模块通过RS485串口总线连接至所述数据处理模块。需要说明的是，本发明的逆变器参数获取模块，集合了天合，晶科，阿特斯等众多逆变器生产厂家的通讯协议，可以自由获取不同厂家生产的逆变器数据。
进一步，所述数据处理模块建立了当前光伏发电站编号。也就是说，本发明的远程管理装置，在服务器，记录了多个地区或地段的光伏发电站及其编号。
进一步，所述通信模块采用RJ45接口连接至服务器模块。或者说，本发明的各光伏发电站的温度传感器读取模块、环境检测仪参数获取模块、关口计量表参数获取模块、逆变器参数获取模块、功率优化器参数获取模块通过以太网传输各参数至云端的服务器内，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远程管理系统。
如图3所示，一种光伏发电站远程管理系统，包括：
电站选择单元，通过输入电站编号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电站编号，请求和获取服务器模块数据；
显示单元，用于显示温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数。作为本发明的优选，本发明的显示单元界面如图5所示，显示单元自动建立出光伏发电站的结构图，并在结构图中对应实时显示当前的每个光伏组件温度、功率优化器参数和温度、逆变器参数、关口计量表参数。下述的报警单元和处理方案提示单元，也可以对应于结构图对应报警显示光伏组件、或功率优化器、逆变器故障及其处理方案。大大方便了对光伏组件的观测效果，方便管理，减轻了运维的压力。
进一步，所述数据处理分析单元外设置：
资料导入单元，用于导入建立光伏发电站前的施工日志、项目建设介绍、施工总结、设备进场验收报告、设备参数列表、设备采购合同/技术协议、各项验收报告、监理日志文件；以及建立光伏发电站后的各标准温度传感器参数、标准逆变器参数、标准功率优化器参数；
数据上传单元，用于上传资料导入单元导入的文件和参数至服务器。
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的电站编号，向服务器请求对应电站的温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，以及所述资料导入单元导入的文件和参数；
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温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，以及所述资料导入单元导入的文件和参数。
进一步，所述数据处理分析单元在接收所述温度传感器参数后，和标准温度传感器参数对比，判断当前光伏组件或优化器是否温度过高；
所述数据处理分析单元在接收所述功率优化器参数后，和标准温度传感器参数对比，判断两者大小关系；作为本发明的优选，本发明的数据处理分析单元接收到的每个功率优化器参数可以和邻近功率优化器参数进行对比，进一步判断每个功率优化器参数和邻近功率优化器参数的大小情况，从而反映出光伏组件故障。
所述数据处理分析单元在接收所述逆变器参数后，和标准逆变器参数对比，判断两者大小关系；作为本发明的优选，本发明的数据处理分析单元接收到的每个逆变器参数可以和邻近逆变器参数进行对比，进一步判断每个逆变器参数和邻近逆变器参数的大小情况，从而反映出逆变器故障。
所述数据理分析单元在接收环境监测仪参数后，计算当前的理论发电量；所述数据理分析单元在接收关口计量表参数后，计算当前的实际发电量，判断当前的理论发电量和实际发电量的大小关系。
进一步，所述数据理分析单元外设置报警单元和处理方案提示单元；
在所述温度传感器参数高于标准温度传感器参数时，报警单元发生报警，处理方案提示单元提示更换维修对应光伏组件或逆变器；作为本发明的优选，在所述逆变器上安装的温度传感器参数处于非正常状态下，处理方案提示单元提示用户逆变器散热装置故障，更换或维修逆变器散热装置，光伏组件温度过高时，处理方案提示单元提示更换光伏组件。
在当前的实际发电量小于当前的理论发电量时，进行一下判断：
在所述功率优化器参数小于标准功率优化器参数时，判断光伏组件的电压小于标准电压30％～60％时，报警单元发生报警，处理方案提示单元提示二极管导通或光伏组件遮挡或二极管损坏，判断光伏组件的电流小于标准电流时，报警单元发生报警，处理方案提示光伏组件遮挡，并提示用户至光伏发电站现场查看遮挡情况；
在所述逆变器参数小于标准逆变器参数时，若逆变器参数略小于标准逆变器参数，报警单元发生报警，处理方案提示组串受遮挡，若逆变器参数较标准逆变器参数降低过大，报警单元发生报警，处理方案提示光伏组件出现PID衰减，对光伏组件抽样测试EL，及功率；在逆变器参数提示逆变器漏电时，处理方案提示到光伏发电站现场查看。
进一步，所述电站选择单元、资料导入单元、数据处理分析单元、报警单元、处理方案提示单元、显示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)。
本发明的远程管理系统使用方法如下：
用于购买、登录管理网站或APP，首先需要选择的是需要进入管理功能，还是录入功能；
在录入功能下，打开资料导入单元，导入上述的文件和参数，数据处理分析单元将文件和参数处理后，用过数据上传单元上传至服务器。
在管理功能下，如图4所示，首先进入电站选择单元，并输入电站编号，选择需要管理的电站，数据处理分析单元根据编号，通过数据请求单元向服务器模块请求改电站编号下的建站文件和参数，以及当前的温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数。接着，建站文件和参数，以及当前的温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参通过数据反馈单元向本管理网站或APP反馈数据。数据处理分析单元根据反馈的数据进行分析显示、报警、以及针对故障类型提示处理方案。
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管理装置，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：
所述逆变器和光伏组件外连接设置温度传感器，用于测量逆变器和光伏组件的工作温度；
所述逆变器外连接逆变器参数获取模块，用于获取对应组串的发电电压、电流，以及逆变器是否漏电；
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，用于检测当前光伏发电站的辐照率；
所述温度传感器外连接温度传感器读取模块，所述设置环境检测仪外设置环境检测仪参数获取模块，所述温度传感器读取模块、环境检测仪参数获取模块、关口计量表参数获取模块、逆变器参数获取模块、功率优化器参数获取模块分别连接至数据处理模块，用于处理温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数上加设前导码，前导码为每个温度传感器、关口计量表、逆变器、功率优化器、环境检测仪的编号；
数据处理模块通过通信模块连接至服务器模块，用于将温度传感器参数、关口计量表参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数上传至服务器模块。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电站远程管理装置，其特征在于，所述温度传感器读取模块、环境检测仪参数获取模块、关口计量表参数获取模块、逆变器参数获取模块、功率优化器参数获取模块通过RS485串口总线连接至所述数据处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种光伏发电站远程管理装置，其特征在于，所述数据处理模块建立了当前光伏发电站编号。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电站远程管理装置，其特征在于，所述通信模块采用RJ45接口连接至服务器模块；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远程管理系统。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种光伏发电站远程管理装置，对应一种光伏发电站远程管理系统，其特征在于，包括：
电站选择单元，通过输入电站编号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电站编号，请求和获取服务器模块数据；
显示单元，用于显示获取到的服务器内温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数。
6.根据权利要求5所述的一种光伏发电站远程管理系统，其特征在于，所述数据处理分析单元外设置：
资料导入单元，用于导入建立光伏发电站前的施工日志、项目建设介绍、施工总结、设备进场验收报告、设备参数列表、设备采购合同/技术协议、各项验收报告、监理日志文件；以及建立光伏发电站后的各标准温度传感器参数、标准逆变器参数、标准功率优化器参数；
数据上传单元，用于上传资料导入单元导入的文件和参数至服务器。
7.根据权利要求6所述的一种光伏发电站远程管理系统，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的电站编号，向服务器请求对应电站的温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，以及所述资料导入单元导入的文件和参数；
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温度传感器参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，并在温度传感器参数、关口计量表采参数、逆变器参数、功率优化器参数、环境检测仪参数，以及所述资料导入单元导入的文件和参数。
8.根据权利要求7所述的一种光伏发电站远程管理系统，其特征在于，
所述数据处理分析单元在接收所述温度传感器参数后，和标准温度传感器参数对比，判断当前光伏组件或优化器是否温度过高；
所述数据处理分析单元在接收所述功率优化器参数后，和标准温度传感器参数对比，判断两者大小关系；
所述数据处理分析单元在接收所述逆变器参数后，和标准逆变器参数对比，判断两者大小关系；
所述数据理分析单元在接收环境监测仪参数后，计算当前的理论发电量；所述数据理分析单元在接收关口计量表参数后，计算当前的实际发电量，判断当前的理论发电量和实际发电量的大小关系。
9.根据权利要求8所述的一种光伏发电站远程管理系统，其特征在于，所述数据理分析单元外设置报警单元和处理方案提示单元；
在所述温度传感器参数高于标准温度传感器参数时，报警单元发生报警，处理方案提示单元提示更换维修对应光伏组件或逆变器；
在所述功率优化器参数小于标准功率优化器参数时，判断光伏组件的电压小于标准电压30％～60％时，报警单元发生报警，处理方案提示单元提示二极管导通或光伏组件遮挡或二极管损坏，判断光伏组件的电流小于标准电流时，报警单元发生报警，处理方案提示光伏组件遮挡；
在所述逆变器参数小于标准逆变器参数时，若逆变器参数略小于标准逆变器参数，报警单元发生报警，处理方案提示组串受遮挡，若逆变器参数较标准逆变器参数降低过大，报警单元发生报警，处理方案提示光伏组件出现PID衰减；在逆变器参数提示逆变器漏电时，处理方案提示到光伏发电站现场查看。
10.根据权利要求5所述的一种光伏发电站远程管理系统，其特征在于，所述电站选择单元、资料导入单元、数据处理分析单元、报警单元、处理方案提示单元、显示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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