CN108566427B - 基于物联网的光伏阵列监控系统及其工作方法 - Google Patents

基于物联网的光伏阵列监控系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的光伏阵列监控系统及其工作方法，本光伏阵列监控系统包括：分布于各光伏阵列的测控器，且各测控器均与一物联网节点相连，以将采集的光伏阵列数据上传至基站；本发明用于辅助网络的组建，并根据网络的环境信息以及节点的分布特点，构建组网策略，而且，在组网过程中，基站主要与第一层次的节点通信，降低了基站的压力；而且，组网策略主要下发给特定节点，而不是每个节点，减少了网络中的数据传输量，提高了组网效率，进而满足大型光伏电站的运维。

Description

基于物联网的光伏阵列监控系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及新能源领域，具体涉及一种光伏阵列监控系统及其工作方法。
背景技术
近年来，光伏产业发展迅猛，预防光伏电站运行中可能出现的各种故障是建设光伏电站的关键问题之一。在光伏电站运行过程中对光伏阵列进行有效的数据采集，有利于改进系统运行性能，优化系统的结构。
随着光伏电站的规模越来越大，其中的光伏阵列的数量也越来越多，因此，各光伏阵列进行实时数据监测对组网带来了一定的压力，如何克服上述技术问题，降低基站负载过大的技术问题，本发明提出了一种光伏阵列监控系统及其工作方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏阵列监控系统及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏阵列监控系统，包括：
分布于各光伏阵列的测控器，且各测控器均与一物联网节点相连，以将采集的光伏阵列数据上传至基站。
进一步，所述测控器包括：用于采集光伏阵列输出电流的电流传感器，以及用于采集光伏阵列输出电压的电压传感器；
所述电流传感器和电压传感器均通过AD模块将采集的相应数据发送处理器模块，所述处理器模块与物联网节点相连。
进一步，所述光伏阵列监控系统还包括：位于基站侧的组网设备；
所述组网设备包括：
获取单元：获取当前的网络环境信息以及节点分布特点信息；
网络单元：用于获取网络中基站的最大可接入数量、通信带宽以及节点的类型；
策略制定单元：根据基站的最大可接入数量、通信带宽以及节点的类型制定组网策略；
下发单元：将所述组网策略下发至基站和特定节点。
进一步，所述组网策略包括：根据基站的最大可接入数量以及通信带宽，确定基站允许接入的节点个数N；
基站通过广播获取节点的响应信息，然后根据响应信息确定节点的位置，然后根据节点与基站的距离以及信号强度选择N个节点作为第一层网络节点。
进一步，所述第一层网络节点广播其当前状态信息，并根据信号强度以及该节点允许接入的子节点个数，确定具有子节点的节点信息，然后基站将组网策略下发至具有子节点的节点上，供其选择子节点；依次类推，直至所有节点均完成入网。
进一步，所述组网策略均是从节点的父节点处获取。
进一步，节点入网后，通过其父节点向基站上报其状态信息。
进一步，所述网络环境信息至少包括：网络类型，数据传输的稳定性要求信息。
进一步，所述光伏阵列监控系统还包括：备份单元，用于对基站中的信息进行备份。所述备份单元还用于构建组网策略与网络环境信息和节点分布特点信息的关联关系，并将其保存至备份单元；对于上述关联关系的备份，能够有效的实现信息的共享。
又一方面，本发明还提供了一种光伏阵列监控系统的工作方法，包括：
分布于各光伏阵列的测控器，且各测控器均与一物联网节点相连，且由各物联网节点组网后，以将采集的光伏阵列数据上传至基站。
本发明的有益效果是，本发明的光伏阵列监控系统及其工作方法用于辅助网络的组建，并根据网络的环境信息以及节点的分布特点，构建组网策略，而且，在组网过程中，基站主要与第一层次的节点通信，降低了基站的压力；而且，组网策略主要下发给特定节点，而不是每个节点，减少了网络中的数据传输量，提高了组网效率；而且，该组网设备还设置有备份单元，不仅实现了组网策略与网络环境信息和节点分布特点信息的关联关系的上传共享，还实现对基站信息的备份，以有效的避免了基站异常导致的网络问题，进而满足大型光伏电站的运维。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的光伏阵列监控系统的原理框图；
图2是本发明的组网设备的优选实施例的框架图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本实施例提供了一种光伏阵列监控系统，包括：
分布于各光伏阵列的测控器，且各测控器均与一物联网节点相连，以将采集的光伏阵列数据上传至基站。
在本实施例中，所述测控器包括：用于采集光伏阵列输出电流的电流传感器，以及用于采集光伏阵列输出电压的电压传感器；
所述电流传感器和电压传感器均通过AD模块将采集的相应数据发送处理器模块，所述处理器模块与物联网节点相连。
现有的组网方案中，都是针对某一特定类型的网络构建组网策略，形式单一，而且上述过程由基站完成，增加了基站的负担。因此，作为本实施例一种优选的实施方式，本发明提供的光伏阵列监控系统适于实现辅助组网，以克服现有技术中组网策略单一，基站负载较大的问题；本光伏阵列监控系统包括组网设备，且与基站同处于网络侧，具体的所述组网设备包括：
获取单元：获取当前的网络环境信息以及节点分布特点信息；不同的网络环境对于数据的传输具有不同的要求，而首先针对网络环境进行获取，能够使得制定的组网策略更容易适用于当前环境，而由于不同的环境，网络节点的分布具有不同的特征：如随机分布、均匀分布、集中分布等，不同的分布对于组网具有重要的影响，因此，通过上述两个参数的获取，能够保证制定出最佳组网策略；而且当备份单元中已存在与上述参数相似的特征的时，可以直接从备份单元中获取，由此降低了设备的工作压力。
网络单元：用于获取网络中基站的最大可接入数量、通信带宽以及节点的类型；由于基站、节点所处的网络环境不同，基站允许的接入数量也不同，因此需要获取基站的上述信息，以保证基站处于最佳的工作状态下；而节点类型则是反应节点的工作能力，因此，通过该参数的考虑使得组网策略能够更好的适用于当前的网络。
策略制定单元：根据基站的最大可接入数量、通信带宽以及节点的类型制定组网策略；
所述组网策略包括：根据基站的最大可接入数量以及通信带宽，确定基站允许接入的节点个数N；
基站通过广播获取节点的响应信息，然后根据响应信息确定节点的位置，然后根据节点与基站的距离以及信号强度选择N个节点作为第一层网络节点，即特定节点（物联网节点）；
所述第一层网络节点广播其当前状态信息，并根据信号强度以及该节点允许接入的子节点个数，确定具有子节点的节点信息，然后基站将组网策略下发至具有子节点的节点上，供其选择子节点，即特定节点（物联网节点）；依次类推，直至所有节点均完成入网。其中，组网策略，均是从节点的父节点处获取；节点入网后，通过其父节点向基站上报其状态信息。
由此可见，利用上述组网策略构建的多层次的网络，仅涉及不同节点与基站进行通信，由此降低了网络中的数据传输量，减少了网络组建过程中的资源消耗。
下发单元：将所述组网策略下发至基站和特定节点。
优选的，所述组网设备还包括备份单元，其用于构建组网策略与网络环境信息和节点分布特点信息的关联关系，并将其保存至备份单元；对于上述关联关系的备份，能够有效的实现信息的共享；当有相似的网络环境需要组网时，则可以直接获取对应的组网策略，只需进行简单的调整就可以直接应用。
所述备份单元可以采用备份服务器来实现。
优选的，所述组网设备还包括策略调整单元，用于当组网策略从备份单元获取时，根据当期的网络参数以及基站网络单元获取的信息，对组网策略进行调整，由此提高了组网策略的制定过程中，提高了工作效率。
优选的，备份单元还用于对基站中的信息进行备份，以便在基站异常时，该组网设备能够代替基站进行工作，降低了网络异常的可能性；由此可见，组网设备在网络中还作为备用基站使用，由此也提高了组网设备的利用率。
其中，所述网络环境信息至少包括：网络类型，数据传输的稳定性要求信息。其中，数据传输的稳定性安全信息与信号强度、噪声以及数据的安全性要求有关。由此制定的组网策略能够不仅能够适应于网络环境的需要，也能适应网络中数据传输的需要。
在本实施例中还提供了一种光伏阵列监控系统的工作方法，包括：
分布于各光伏阵列的测控器，且各测控器均与一物联网节点相连，且由各物联网节点组网后，以将采集的光伏阵列数据上传至基站。
本发明的有益效果是，本发明提供的光伏阵列监控系统及其工作方法，用于辅助网络的组建，并根据网络的环境信息以及节点的分布特点，构建组网策略，而且，在组网过程中，基站主要与第一层次的节点通信，降低了基站的压力；而且，组网策略主要下发给特定节点，而不是每个节点，减少了网络中的数据传输量，提高了组网效率。而且，同时还设置有备份单元，不仅能够有效的防止基站异常带来的问题；而且通过对组网策略与网络环境信息和节点分布特点信息的关联关系的建立上传，能够有效的实现组网策略的资源共享，进而满足大型光伏电站的运维。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种光伏阵列监控系统，其特征在于，包括：
分布于各光伏阵列的测控器，且各测控器均与一物联网节点相连，以将采集的光伏阵列数据上传至基站；
所述测控器包括：用于采集光伏阵列输出电流的电流传感器，以及用于采集光伏阵列输出电压的电压传感器；
所述电流传感器和电压传感器均通过AD模块将采集的相应数据发送处理器模块，所述处理器模块与物联网节点相连；
所述光伏阵列监控系统还包括：位于基站侧的组网设备；
所述组网设备包括：
获取单元：获取当前的网络环境信息以及节点分布特点信息；
网络单元：用于获取网络中基站的最大可接入数量、通信带宽以及节点的类型；
策略制定单元：根据基站的最大可接入数量、通信带宽以及节点的类型制定组网策略；
下发单元：将所述组网策略下发至基站和特定节点；
所述组网策略包括：根据基站的最大可接入数量以及通信带宽，确定基站允许接入的节点个数N；
其中特定节点为基站通过广播获取节点的响应信息，然后根据响应信息确定节点的位置，然后根据节点与基站的距离以及信号强度选择N个节点作为第一层网络节点；
所述光伏阵列监控系统还包括：备份单元，用于对基站中的信息进行备份。
2.根据权利要求1所述的光伏阵列监控系统，其特征在于，
所述第一层网络节点广播其当前状态信息，并根据信号强度以及该节点允许接入的子节点个数，确定具有子节点的节点信息，然后基站将组网策略下发至具有子节点的节点上，供其选择子节点；依次类推，直至所有节点均完成入网。
3.根据权利要求2所述的光伏阵列监控系统，其特征在于，
所述组网策略均是从节点的父节点处获取。
4.根据权利要求3所述的光伏阵列监控系统，其特征在于，
节点入网后，通过其父节点向基站上报其状态信息。
5.根据权利要求4所述的光伏阵列监控系统，其特征在于，
所述网络环境信息至少包括：网络类型，数据传输的稳定性要求信息。
6.一种如权利要求1所述的光伏阵列监控系统的工作方法，其特征在于，包括：
分布于各光伏阵列的测控器，且各测控器均与一物联网节点相连，且由各物联网节点组网后，以将采集的光伏阵列数据上传至基站。
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