CN109725653B - 一种追日光伏阵列的运维系统的运维方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种追日光伏阵列的运维系统，包括由多个可独立运行的光伏组件组成的光伏阵列，控制模块，通信模块，运维机器人，以及计算机后台；所有光伏组件的电机、通信模块均与控制模块电性连接，通信模块、运维机器人均与计算机后台通信连接。一种运维方法，包括以下步骤：A.各光伏组件追日；B.启动运维程序；C.当前光伏组件及下一个光伏组件归零；D.运维机器人在当前光伏组件上运维；E.如果运维机器人进入下一个光伏组件，则执行步骤F，否则继续步骤D；F.已运维的光伏组件恢复追日；G.如果完成所有运维工作，则停止运维程序，否则按照步骤C～F进行下一个光伏组件的运维。该运维系统和方法可正常进行运维工作的同时对光伏阵列发电效率的影响较小。

Description

一种追日光伏阵列的运维系统的运维方法

技术领域

本发明涉及光伏阵列运维技术领域，特别涉及一种追日光伏阵列的运维系统的运维方法。

背景技术

光伏电站的光伏阵列主要有不动型光伏阵列和追日型光伏阵列，其中追日光伏阵列通过跟踪太阳辐射量最大化运动使太阳能实时直射光伏阵列，从而增加光伏阵列整体发电效率，提高太阳能发电系统的总发电量。

而光伏阵列需要进行清洁运维，对于不动型光伏阵列，常常使用运维机器人进行运维，其效率较高；对于追日光伏阵列，由于追日过程中角度时刻变化，而运维机器人通常只能在某角度范围的平面上运行，因此无法在追日光伏阵列追日过程中进行运维，如果整个光伏阵列停止追日进行运维，则会大大地降低发电效率。

可见，现有技术有待改进和提高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种追日光伏阵列的运维系统的运维方法，运维时对光伏阵列发电效率的影响较小。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种追日光伏阵列的运维系统，包括由多个可独立运行的光伏组件组成的光伏阵列，控制模块，通信模块，运维机器人，以及计算机后台；每个光伏组件均设置有电机，并由该电机驱动其进行追日；所有光伏组件的电机、通信模块均与控制模块电性连接，通信模块、运维机器人均与计算机后台通信连接。

所述的追日光伏阵列的运维系统中，每个光伏组件上设置有一个用于检测太阳辐射强度的光照传感器。

所述的追日光伏阵列的运维系统中，所述运维机器人上设置有定位模块。

所述的追日光伏阵列的运维系统中，所述定位模块为GPS定位模块或北斗定位模块。

所述的追日光伏阵列的运维系统中，所述通信模块为GPRS通信模块或WIFI通信模块。

一种基于所述的追日光伏阵列的运维系统的运维方法，包括以下步骤：

A.各光伏组件处于追日状态；

B.启动运维程序；

C.当前光伏组件及下一个光伏组件归零；

D.运维机器人在当前光伏组件上执行运维工作；

E.如果运维机器人完成当前光伏组件的运维工作并进入下一个光伏组件，则执行步骤F，否则继续步骤D；

F.已完成运维的光伏组件恢复追日状态；

G.如果已经完成所有光伏组件的运维工作，则停止运维程序，否则按照步骤C～F进行下一个光伏组件的运维工作。

所述的运维方法的步骤A中，光伏组件可按照以下三种方法进行追日：

A1.光照传感器检测太阳辐射强度，并将太阳辐射强度信号发送至控制模块，控制模块根据太阳辐射强度信号控制电机工作使光伏组件朝向太阳辐射强度最大的方向；

A2.在控制模块中存储最佳角度随日期、时间的变化数据，并根据对应的日期和时间控制电机工作，使光伏组件转动至对应的最佳角度；

A3.在计算机后台中存储最佳角度随日期、时间的变化数据，或由计算机后台实时接收当地气象数据并计算最佳角度，然后发送至控制模块，由控制模块控制电机工作使光伏组件转动至该最佳角度。

所述的运维方法的步骤C中，运维机器人通过定位模块进行实时定位，并把定位信息发送至计算机后台，计算机后台根据接收到的定位信息判断哪些光伏组件为当前光伏组件及前方下一个光伏组件，并生成控制信号发送至控制模块，由控制模块控制对应的光伏组件归零。

所述的运维方法中，光伏组件归零时转动至合适运维机器人进行运维的角度。

有益效果：

本发明提供了一种追日光伏阵列的运维系统的运维方法，组成光伏阵列的各个光伏组件能够各自独立地进行追日，运维程序启动后，运维机器人当前所在的光伏组件和下一个光伏组件同时归零，以便运维机器人完成当前所在的光伏组件的运维工作后能够平稳顺畅地进入下一个光伏组件进行运维，而每当运维机器人完成一个光伏组件的运维并进入下一个光伏组件，则该完成运维的光伏组件恢复追日状态，此后重复上述步骤一直到所有光伏组件清理完毕；由于运维过程中最多只有两个光伏组件归零，其它光伏组件保持追日，因此运维工作可以正常进行的同时对光伏阵列发电效率的影响较小。

附图说明

图1为本发明提供的追日光伏阵列的运维系统的原理图。

图2为本发明提供的运维方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种追日光伏阵列的运维系统的运维方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-2，本发明提供的一种追日光伏阵列的运维系统，包括由多个可独立运行的光伏组件组成的光伏阵列，控制模块1，通信模块2，运维机器人3，以及计算机后台4；每个光伏组件均设置有电机5，并由该电机驱动其进行追日；所有光伏组件的电机、通信模块均与控制模块电性连接，通信模块、运维机器人均与计算机后台通信连接。

由于各个光伏组件可独立运行，进行运维时，可令运维机器人当前所在的光伏组件和下一个光伏组件归零(即转动到预设的归零角度)，运维机器人完成当前所在的光伏组件的运维工作后会继续进入下一个光伏组件，由于该下一个光伏组件已经提前归零，运维机器人可稳定顺畅地前进，每当运维机器人完成一个光伏组件的运维并离开该光伏组件时，该光伏组件恢复追日状态，同时前方(此前方的方向是运维机器人前进方向)一个光伏组件归零，保证运维机器人每进入一个光伏组件进行运维时前方一个光伏组件均归零待命，直到完成所有光伏组件的运维。由于运维过程中最多只有两个光伏组件归零(对最后一个光伏组件进行运维时，前方已经没有其它光伏组件，此时只有一个光伏组件归零)，其它光伏组件保持追日，因此运维工作可以正常进行的同时对光伏阵列发电效率的影响较小。

此处所说的运维是指清洁运维，所述运维机器人是指光伏组件清洁机器人，为现有技术。

优选的，每个光伏组件上设置有一个用于检测太阳辐射强度的光照传感器6。光伏组件进行追日时，可根据接收到的太阳辐射强度来控制光伏组件角度调节，使光伏组件始终朝向太阳辐射强度最大的方向。

进一步的，所述运维机器人3上设置有定位模块。通过定位模块得到运维机器人当前位置坐标并发送至计算机后台(运维机器人一般设置有通信模块，并通过该通信模块与计算机后台通信连接)，计算机后台可根据该定位信息确定哪些光伏组件需要归零，并把控制信号发送至控制模块进行相应操作。

具体的，所述定位模块可为GPS定位模块或北斗定位模块。

进一步的，所述通信模块2为GPRS通信模块或WIFI通信模块。

此外，所述控制模块可采用PLC控制器，如西门子PLC控制器。

本发明还提供一种基于所述的追日光伏阵列的运维系统的运维方法，包括以下步骤：

A.各光伏组件处于追日状态。

在启动运维程序前，各光伏组件正常追日，以达到最大发电效率。

其中，光伏组件可按照以下三种方法进行追日：

A1.光照传感器检测太阳辐射强度，并将太阳辐射强度信号发送至控制模块，控制模块根据太阳辐射强度信号控制电机工作使光伏组件朝向太阳辐射强度最大的方向；

A2.在控制模块中存储最佳角度随日期、时间的变化数据，并根据对应的日期和时间控制电机工作，使光伏组件转动至对应的最佳角度；

A3.在计算机后台中存储最佳角度随日期、时间的变化数据，或由计算机后台实时接收当地气象数据(通过互联网接收来自当地气象站的气象数据)并计算最佳角度，然后发送至控制模块，由控制模块控制电机工作使光伏组件转动至该最佳角度。

方法A1由于采用光照传感器实时检测太阳辐射强度，以此作为控制依据得到的最佳角度最准确，发电效率最高。方法A2、A3根据预存的数据或来自气象站的预测数据进行控制，其控制逻辑简单，但是得到的最佳角度存在较大误差，发电效率相对较低。

B.启动运维程序。

具体可在计算机后台中启动运维程序，这样，工作人员可远程启动运维程序。

C.当前光伏组件及下一个光伏组件归零。

此处，当前光伏组件是指运维机器人所在的光伏组件，下一个光伏组件是指当前光伏组件前方(此前方的方向是运维机器人前进方向)第一个光伏组件。

具体的，运维机器人通过定位模块进行实时定位，并把定位信息发送至计算机后台，计算机后台根据接收到的定位信息判断哪些光伏组件为当前光伏组件及前方(此前方的方向是运维机器人前进方向)下一个光伏组件(即判断哪些光伏组件需要归零)，并生成控制信号发送至控制模块，由控制模块控制对应的光伏组件归零。

也可在每个光伏组件上设置一个行程开关或接近传感器，以接收运维机器人当前所在的光伏组件的位置信号，这些行程开关或接近传感器与控制模块电性连接，控制模块根据各行程开关或接近传感器的触发情况直接控制相应的光伏组件归零。

进一步的，光伏组件归零时转动至合适运维机器人进行运维的角度。不同的运维机器人适合进行运维的角度不同，大部分情况下，该角度(与水平面的夹角)为0°

此外，如果当前光伏组件为光伏阵列的最后一个光伏组件，则不存在下一个光伏组件，此时只有当前光伏组件归零。

D.运维机器人在当前光伏组件上执行运维工作。

E.如果运维机器人完成当前光伏组件的运维工作并进入下一个光伏组件，则执行步骤F，否则继续步骤D。

由于运维机器人是一边移动一边进行运维的，因此，运维机器人进入下一个光伏组件也就表示完成了当前光伏组件的运维。所以通过运维机器人的定位信息可判断是否满足执行步骤F的条件。

F.已完成运维的光伏组件恢复追日状态。

即每当运维机器人进入一个光伏组件，则上一个光伏组件恢复追日状态，该光伏组件会转向最佳角度。

G.如果已经完成所有光伏组件的运维工作，则停止运维程序，否则按照步骤C～F进行下一个光伏组件的运维工作。

即每当运维机器人进入一个光伏组件进行运维，除了该光伏组件保持归零，该光伏组件前方(此前方的方向是运维机器人前进方向)的第一个光伏组件也归零待命(运维机器人所在的光伏组件为最后一个光伏组件时除外)，如此循环直到完成所有运维工作。

综上所述，该追日光伏阵列的运维系统的运维方法，通过把光伏阵列的光伏组件设置为可独立进行追日的形式，运维时保持运维机器人当前所在的光伏组件和下一个光伏组件归零，以便运维机器人完成当前光伏组件的运维后平稳顺畅地进入下一个光伏组件，而每当完成一个光伏组件的运维，该光伏组件自动恢复追日状态。这样，同一时间最多只有两个光伏组件归零，其它光伏组件保持追日，因此运维工作可以正常进行的同时实现光伏阵列整体发电量最大化。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种追日光伏阵列的运维系统的运维方法，所述运维系统包括由多个可独立运行的光伏组件组成的光伏阵列，控制模块，通信模块，运维机器人，以及计算机后台；每个光伏组件均设置有电机，并由该电机驱动其进行追日；所有光伏组件的电机、通信模块均与控制模块电性连接，通信模块、运维机器人均与计算机后台通信连接；其特征在于，所述运维方法包括以下步骤：

A.各光伏组件处于追日状态；

光伏组件可按照以下两种方法进行追日：

A1.光照传感器检测太阳辐射强度，并将太阳辐射强度信号发送至控制模块，控制模块根据太阳辐射强度信号控制电机工作使光伏组件朝向太阳辐射强度最大的方向；

A2.在控制模块中存储最佳角度随日期、时间的变化数据，并根据对应的日期和时间控制电机工作，使光伏组件转动至对应的最佳角度；

B.启动运维程序；

C.当前光伏组件及下一个光伏组件归零；运维机器人通过定位模块进行实时定位，并把定位信息发送至计算机后台，计算机后台根据接收到的定位信息判断哪些光伏组件为当前光伏组件及前方下一个光伏组件，并生成控制信号并通过通讯模块发送至控制模块，由控制模块控制对应的光伏组件归零；

D.运维机器人在当前光伏组件上执行运维工作；

E.如果运维机器人完成当前光伏组件的运维工作并进入下一个光伏组件，则执行步骤F，否则继续步骤D；

F.已完成运维的光伏组件恢复追日状态；

G.如果已经完成所有光伏组件的运维工作，则停止运维程序，否则按照步骤C～F进行下一个光伏组件的运维工作。

2.根据权利要求1所述的运维方法，其特征在于，每个光伏组件上设置有一个用于检测太阳辐射强度的光照传感器。

3.根据权利要求1所述的运维方法，其特征在于，所述运维机器人上设置有定位模块。

4.根据权利要求3所述的运维方法，其特征在于，所述定位模块为GPS定位模块或北斗定位模块。

5.根据权利要求1所述的运维方法，其特征在于，所述通信模块为GPRS通信模块或WIFI通信模块。

6.根据权利要求1所述的运维方法，其特征在于，步骤A中，光伏组件还可按照以下方法进行追日：

A3.在计算机后台中存储最佳角度随日期、时间的变化数据，或由计算机后台实时接收当地气象数据并计算最佳角度，然后发送至控制模块，由控制模块控制电机工作使光伏组件转动至该最佳角度。

7.根据权利要求1所述的运维方法，其特征在于，光伏组件归零时转动至合适运维机器人进行运维的角度。

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