CN112233402A - 一种光伏发电在线监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏发电在线监测系统，包括数据采集装置，用于采集光伏发电系统现场设备的数据信息；数据传输装置，包括底层通信模块，用于接收数据信息，完成数据采集装置与数据传输装置之间的通讯连接；微处理器，用于接收数据信息，并将数据信息进行汇聚组帧；上层通信模块，用于发送汇聚组帧后的数据信息到数据汇聚管理装置；数据汇聚管理装置，用于接收数据信息并汇聚处理，获取汇聚处理结果并存储汇聚处理结果。采用多点数据采集和多方式数据传输，对监测到的数据进行汇聚分析，得到光伏组件的运行状态及电能质量信息，且用户通过访问数据库可以实时在线监测光伏发电系统。

Description

一种光伏发电在线监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及光伏发电系统监测设备技术领域，具体涉及一种光伏发电在线实时监测系统及监测方法。

背景技术

目前铁路运输企业由于其运营线路较长，拥有大量屋面和土地面积，如车站和站段建筑、铁路沿线等，为了使屋面和土地面积利用率最大化，可以采用安装光伏系统用来发电，充分利用可再生自然能源。

随着光伏发电技术的不断发展，光伏系统组件的运行状态和电能质量关系着光伏发电系统的能否最大程度的利用太阳能发电资源，故工作人员需要了解到光伏系统中光伏组件的运行状态和电能质量，同时由于光伏电站面积大、设备数量多，造成巡检费时费力且需要大量的运维人员去维护、整个监测周期运转长等情况，造成对设备运行数据及电站性能分析不全面、不精细、无法及时指导电站运维人员完成高效运维的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够对光伏发电系统进行在线实时无人值守监测，并集成数据采集、传输、分析等多种功能的光伏发电在线监测系统及监测方法，以解决上述技术背景中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种光伏发电在线监测系统，包括：

数据采集装置，用于采集光伏发电系统现场设备的数据信息；

数据传输装置，包括：

底层通信模块，用于建立所述数据采集装置与数据传输装置之间的通讯连接，以及接收所述数据信息；

微处理器，用于接收所述数据信息，并将所述数据信息进行汇聚组帧；

上层通信模块，用于发送汇聚组帧后的数据信息到所述数据汇聚管理装置；

数据汇聚管理装置，用于接收所述数据信息并汇聚处理后存储汇聚处理结果。

在其中一个实施例中，所述数据采集装置包括：

温度采集器，用来采集光伏组件上表面及周围环境的温度数据信息，并通过LoRa通信单元将所述温度数据信息发送给数据传输装置；

电量采集器，用于采集所述光伏组件的发电量数据及用电量数据信息，并通过有线通信单元将所述发电量数据及用电量数据信息发送给数据传输装置。

进一步地，所述底层通信模块包括：

LoRa通信单元，用于完成温度采集器和所述数据传输装置之间的无线数据通信；

有线通信单元，用于完成电量采集器和所述数据传输装置之间的有线数据通信；

所述上层通信模块包括GPRS通信单元、3G通信单元、4G通信单元、5G通信单元中的至少一种，用于将所述数据传输装置接收的所述数据信息通过相应的通信网络发送到所述数据汇聚管理装置。

进一步地，所述微处理器还用于进行所述LoRa通信单元与所述上层通信模块间的LoRa通信协议-TCP/IP通信协议转换、所述上层通信模块与现场总线通信单元间的TCP/IP通信协议-有线通信协议转换；所述微处理器根据设置情况自适应设置协议转换类型。

进一步地，所述微处理器用于进行所述LoRa通信单元与所述上层通信模块间的LoRa通信协议-TCP/IP通信协议转换包括读取LoRa通信协议中的数据域并按照TCP/IP协议帧进行组帧，帧中的源地址为微处理器的身份或地址、目的地址为数据汇聚管理装置的地址；

所述微处理器用于进行所述TCP/IP通信协议-有线通信协议转换包括读取现场数据有线通信协议中的数据域并按照TCP/IP协议帧进行组帧，帧中的源地址为微处理器的身份或地址，目的地址为数据汇聚管理装置的地址。

在其中一个实施例中，所述数据汇聚管理装置包括LabVIEW上位机软件开发平台和数据库，用于接收并管理所述数据传输装置发送的数据信息。

在其中一个实施例中，所述数据汇聚管理装置包括：

数据汇聚模块，用于与所述数据传输装置通信连接，接收所述数据信息，并对所述数据信息进行汇聚处理，得到汇聚处理结果，所述汇聚处理包括数据解析和数据校验；

数据管理模块，用于建立数据库，并接收所述汇聚处理结果储存至数据库中；

数据分析模块，用于访问数据库，并根据数据库储存的汇聚处理结果进行分析，获取光伏系统中光伏组件的运行状态和电能质量。

此外，本发明还提供了一种基于上述光伏发电在线监测系统的监测方法，该方法包括：

采集光伏发电系统现场设备的数据信息，并将所述数据信息发送至数据传输装置；

所述数据传输装置接收所述数据信息，并将所述数据信息进行汇聚组帧，发送汇聚组帧后的数据信息至数据汇聚管理装置；

所述汇聚管理系统接收所述数据信息，并对所述数据信息进行汇聚处理，得到汇聚处理结果；

建立数据库，接收汇聚处理结果，并储存至数据库中；

访问所述数据库，并对数据库中存储的汇聚处理结果进行分析。

进一步地，发送汇聚组帧后的数据信息至数据汇聚管理装置步骤之前，所述方法还包括步骤：

所述数据传输装置设置数据汇聚管理装置的地址及端口号，并向所述数据汇聚管理装置发送连接请求；

所述数据汇聚管理装置接收所述连接请求，并在验证地址正确后，向数据传输装置发送连接请求通过指令；

所述发送汇聚组帧后的数据信息至数据汇聚管理装置的步骤是接收所述连接请求通过指令后发送所述数据信息至数据汇聚管理装置；

所述接收所述数据信息，并对所述数据信息进行汇聚处理的步骤包括接收所述数据信息，并进行数据解析和数据校验；

所述进行数据解析和数据校验的步骤之后还包括关闭通讯连接。

进一步地，关闭通讯连接步骤之前，所述方法还包括步骤：

检测数据校验后的数据信息若含有结束符，则关闭连接；

否则，继续接收所述数据信息。

上述光伏发电在线监测系统，通过数据采集装置采集光伏发电系统现场设备的数据信息，并通过数据传输装置将数据信息发送至数据汇聚管理装置，进一步对接收到的数据信息进行汇聚处理，进而得到光伏组件的运行状态及电能质量信息。通过上述在线监测系统，无需大量运维人员现场巡检，也可以达到实时在线监测光伏发电系统的目的，解决了现有监测装置无法达到实时监测光伏系统并给出光伏系统性能分析的问题；另一方面，也节省了光伏发电系统的运维成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的光伏发电在线监测系统的结构示意图；

图2为一实施例的温度采集器的内部结构示意图；

图3为一实施例的信息采集与传输系统各组分位置结构示意图；

图4为一实施例的数据传输装置的结构示意图；

图5为一实施例中基于光伏发电在线监测系统监测方法的流程；

图6为一实施例的数据传输装置与数据汇聚管理装置的数据传输流程图；

图7为一实施例的数据汇聚管理装置示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

目前铁路运输企业由于其运营线路较长，拥有大量屋面和土地面积，如车站和站段建筑、铁路沿线等，为了使屋面和土地面积利用率最大化，可以采用安装光伏系统用来发电，充分利用可再生自然能源。

随着光伏发电技术的不断发展，光伏系统组件的运行状态和电能质量关系着光伏发电系统的能否最大程度的利用太阳能发电资源，故工作人员需要了解到光伏系统中光伏组件的运行状态和电能质量，同时由于光伏电站面积大、设备数量多，造成巡检费时费力且需要大量的运维人员去维护、整个监测周期运转长等情况，造成对设备运行数据及电站性能分析不全面、不精细、无法及时指导电站运维人员完成高效运维的问题。

基于此，本发明提出了一种光伏发电在线监测系统，包括：

数据采集装置，用于采集光伏发电系统现场设备的数据信息；

数据传输装置，包括：

底层通信模块，用于建立所述数据采集装置与数据传输装置之间的通讯连接，以及接收所述数据信息；

微处理器，用于接收所述数据信息，并将所述数据信息进行汇聚组帧；

上层通信模块，用于发送汇聚组帧后的数据信息到所述数据汇聚管理装置；

数据汇聚管理装置，用于接收所述数据信息并汇聚处理后存储汇聚处理结果。

上述光伏发电在线监测系统，通过数据采集装置采集光伏发电系统现场设备的数据信息，并通过数据传输装置将数据信息发送至数据汇聚管理装置，进一步对接收到的数据信息进行汇聚处理，进而得到光伏组件的运行状态及电能质量信息。通过上述在线监测系统，无需大量运维人员现场巡检，也可以达到实时在线监测光伏发电系统的目的，解决了现有监测装置无法达到实时监测光伏系统并给出光伏系统性能分析的问题；另一方面，也节省了光伏发电系统的运维成本。

图1所示为一实施例中光伏发电在线监测系统的结构示意图。光伏发电在线监测系统包括：数据采集装置100、数据传输装置200、数据汇聚管理装置300。数据采集装置100用于采集光伏发电系统现场设备的数据信息，并通过数据传输装置200将数据信息发送至数据汇聚管理装置300，数据汇聚管理装置300接收数据信息并汇聚处理，获取汇聚处理结果并存储所述汇聚处理结果。通过分析汇聚处理结果可以得知光伏系统中光伏组件的运行状态及电能质量信息。

在可选的实施例中，数据采集装置100包括温度采集器110和电量采集器120，温度采集器110用来实时采集光伏组件上表面及周围环境的温度数据信息，并通过无线发送的方式将所采集到的温度数据信息传送给数据传输装置200，温度采集器110的数量可以为一个或多个，具体数量根据光伏发电系统的实际情况决定，在此不做限定。

LoRa(long range)是低功耗广域网LPWAN(Low power wide-area network)通信技术中的一种，是基于扩频技术实现远距离、低功耗、多节点组网的无线传输方案，没有运行费用，而光伏系统中通常具有多个光伏组件，且光伏组件之间相距一段距离，基于LoRa通信技术具有远距离、低功耗、多节点组网等优点，因此，LoRa技术非常适合光伏板状态采集的场合。而在光伏发电系统中，采集光伏组件上表面及周围环境的温度数据信息，往往需要多个温度采集器，其向数据传输装置发送数据信息可以通过采用LoRa通信技术，实现了光伏系统中多个光伏组件组网传输数据信息。

电量采集器120用于采集光伏组件的发电量数据及统计用电量数据信息，进一步地，可以包括电能总量、功率、电能质量等数据信息，通过有线的方式将所采集到的电量数据信息发送给数据传输装置200。在可选的一个实施例中，电量采集器120可以是双向智能电表，双向智能电表具有485传输接口，相应的，数据传输装置200也具有相匹配的485接口的传输模块。

数据采集装置100采用了多点数据采集以及多方式数据传输，扩展了光伏发电在线监测系统的应用范围，满足光伏系统各种组件的需求。

数据传输装置200接收来自温度采集器110和电量采集器120的数据信息，并将数据信息汇聚组帧后通过无线的方式发送给数据汇聚管理装置300。数据汇聚管理装置300在接收到数据信息后，进行数据解析、数据校验后，存储数据信息。管理员可以根据存储的数据信息对光伏系统设备的运行数据及电站性能进行分析，具有访问权限的用户也可使用手机、电脑等终端设备访问数据汇聚管理装置300分析及查看数据信息，从而实现在线监测光伏系统的发电情况，并可根据存储的数据信息做进一步的数据分析，得到光伏组件的运行状态，无需维护人员人工去抄表记录数据、分别检查光伏组件状况等操作，为光伏发电领域节省了人力物力。

图2为一实施例中温度采集器110的内部结构示意图。如图所示，温度采集器110硬件部分主要包括Pt100信号调理电路单元111、MCU处理器单元112、LoRa通信模块113和电源管理单元114四个部分，其中电源管理单元114包括：可控电源芯片和电源模块。通过可控电源芯片控制电源模块给整个温度采集器提供电源，保证了电池具有较长的寿命，也使得整个温度采集器具有低功耗，且能保证其在复杂环境下稳定可靠的传输数据。Pt100信号调理电路单元111包括Pt100(即Pt100铂热电阻温度传感器)和单电源信号调理电路，负责采集温度数据信息并将温度数据转换成可传送的标准化可输出信号；MCU处理器单元112是由STM8L构成，协调温度采集器各部分的运行；LoRa通信模块113用来将采集到的温度数据信息传送出去。

图3为一实施例中信息采集与传输系统各组分位置结构示意图。如图所示，光伏发电系统数据采集装置100主要包括两部分，一部分是安装在屋顶太阳能电池板温度采集器110，一部分是安装在一层配电室内的电量采集器120。其中，温度采集器110通过LoRa通信将数据传送给数据传输装置200，而电量采集器120则直接通过有线通信将数据传送给数据传输装置200。

目前用电计量使用的方法主要是人工抄表，缺点是使用这种方式仅可以得到大致的能耗数据，无法具体指导地面电源节能，也无法实时在线的观察数据。为了实现系统低功耗节能的要求，监测需要可以在线实时的采集到电压、电流、功率及用电量等数据，所以在一实施例中可以选择采用从智能电能表中读取电压、电流和用电量数据的方式，以智能电能表为数据的采集载体，电能表通过电流互感器及自身的电压、电流测量来采集电压电流信息，并计算电能、功率等电量参数信息。

数据传输装置可以通过GPRS/3G/4G/5G通信方式，将所采集到的数据信息传送到数据汇聚管理装置。

图4为一实施例中数据传输装置200结构示意图。数据传输装置200包括底层通信模块210、上层通信模块220和微处理器230，用于接收数据采集装置采集到的数据信息并汇聚组帧，通过上层通信模块220发送到数据汇聚管理装置。

底层通信模块210包括LoRa通信单元211和有线通信单元212；LoRa通信单元211用于完成温度采集器和数据传输装置之间的无线数据通信；有线通信单元212用于完成电量采集器和数据传输装置之间的有线数据通信；上层通信模块220包括GPRS通信单元、3G通信单元、4G通信单元、5G通信单元中的至少一种，用于将数据传输装置接收的温度数据信息和电量数据信息通过相应的通信网络发送到数据汇聚管理装置。

进一步地，微处理器230还用于进行LoRa通信单元211与上层通信模块220间的LoRa通信协议-TCP/IP通信协议转换、上层通信模块220与现场总线通信单元间的TCP/IP通信协议-有线通信协议转换；微处理器230根据设置情况自适应设置协议转换类型。

在其中一个实施例中，微处理器230用于进行LoRa通信单元211与上层通信模块220间的LoRa通信协议-TCP/IP通信协议转换包括读取LoRa通信协议中的数据域并按照TCP/IP协议帧进行组帧，帧中的源地址为微处理器的身份或地址、目的地址为数据汇聚管理装置的地址；微处理器230用于进行TCP/IP通信协议-有线通信协议转换包括读取现场数据有线通信协议中的数据域并按照TCP/IP协议帧进行组帧，帧中的源地址为微处理器的身份或地址，目的地址为数据汇聚管理装置的地址。

此外，本发明还提出了一种基于上述光伏发电在线监测系统的监测方法，如图5所示，该监测方法包括以下步骤：

步骤S502、数据采集装置采集光伏发电系统现场设备的数据信息，并将数据信息发送到数据传输装置。

数据信息包括温度数据信息和电量数据信息，可选地，通过温度采集器来实时采集光伏组件上表面及周围环境的温度数据信息，通过电量采集器采集光伏组件的发电量数据及统计用电量数据信息。

进一步地，温度采集器通过LoRa通信模块将采集到的温度数据信息发送到数据传输装置；电量采集器通过有线通信模块将采集到的电量数据信息发送到数据传输装置。

步骤S504、数据传输装置接收数据信息，并将数据信息汇聚组帧。

数据传输装置包括底层通信模块、上层通信模块和微处理器。数据传输装置通过底层通信模块接收该数据信息。具体地，底层通信模块包括LoRa通信单元和有线通信单元；通过LoRa通信单元完成温度采集器和数据传输装置之间的无线数据通信；通过有线通信单元完成电量采集器和数据传输装置之间的有线数据通信。

微处理器将接收到的数据信息进行汇聚组帧。

步骤S506、数据传输装置发送数据信息至数据汇聚管理装置。

数据传输装置具体是通过上层通信模块与数据汇聚管理装置建立通讯连接，具体地，上层通信模块包括GPRS通信单元、3G通信单元、4G通信单元、5G通信单元中的至少一种，数据传输装置接收的数据信息通过相应的通信网络发送到数据汇聚管理装置。

步骤S508、数据汇聚模块接收数据信息，并对数据信息进行数据解析和数据校验。

步骤S510、数据管理模块连接并建立数据库，并存储数据解析后的数据信息。

步骤S512、数据分析模块访问数据库，并对数据库中的信息进行分析。

在可选的实施例中，图6为一实施例的数据传输装置与数据汇聚管理装置的数据传输流程图，包括以下步骤：

S601、数据传输装置向数据汇聚管理装置发送连接请求；

S602、数据汇聚管理装置接收连接请求，并在验证地址正确后，向数据传输装置发送连接请求通过指令；

S603、数据传输装置接收连接请求通过指令，并发送数据信息至数据汇聚管理装置；

S604、接收数据信息，并进行数据解析和数据校验；

S605、数据解析与数据校验后的数据与原始数据是否相同，若数据有误，则返回步骤S604，若无误，则进行下一步骤S606；

S606、检测数据校验后的数据信息是否含有结束符，若含有结束符，则进行下一步骤S607，否则返回步骤S604，继续接收数据信息；

S607、关闭数据传输装置与数据汇聚管理装置的连接。

在其中一个实施例中，上层通信模块还用于在数据传输装置将数据信息汇聚组帧后设置数据汇聚管理装置的地址及端口号，并向数据汇聚管理装置发送连接请求。数据汇聚管理装置还用于在验证地址后通过连接请求，令数据传输装置开始传输数据信息；数据汇聚模块在接收数据信息后进行数据解析和数据校验；数据汇聚管理装置和数据传输装置之间的连接在数据解析之后关闭；进一步地，数据汇聚管理装置在数据解析后得到的数据中检测到结束符时关闭连接。若通讯连接长时间不关闭，会造成数据传输装置和数据汇聚管理装置耗电量巨大，且会延误数据传输装置的下一次连接发送数据信息。上述数据传输装置与数据汇聚管理装置的数据传输流程图，则可以避免上述问题的出现，且可以正确无误的传输光伏发电系统现场设备的数据信息，更有利于工作人员在线监测光伏组件的运行状态及电能质量信息。

在其中一个实施例中，数据汇聚管理装置是基于LabVIEW上位机软件开发平台和数据库，用于接收并管理数据传输装置发送的数据信息；其中LabVIEW上位机软件开发平台中含有通信模块。

在其中一个实施例中，数据汇聚管理装置包括：

数据汇聚模块，用于与所述数据传输装置通信连接，接收所述数据信息，并对所述数据信息进行汇聚处理，得到汇聚处理结果，所述汇聚处理包括数据解析和数据校验；

数据管理模块，用于建立数据库，并接收汇聚处理结果储存至数据库中；

数据分析模块，用于访问数据库，并根据数据库储存的汇聚处理结果进行分析，获取光伏系统中光伏组件的运行状态和电能质量。

在一实施例中，数据汇聚管理装置包括具有TCP/IP通信接口和数据处理功能的LabVIEW上位机系统，以及具有大容量高检索速率的MySQL数据库。其中，LabVIEW上位机系统和MySQL数据库可以在同一服务器上，也可在不同的服务器中，在此不作限定，在不同的服务器中可通过网络进行访问连接。上位机软件用来接收数据传输装置发送过来的数据帧，并且将数据帧转换为相应的信息，然后存储到数据库中；数据库可以通过人机交互界面将数据进行展示，提供历史数据查询、数据管理功能。

其中数据库可以为权限内用户提供一个方便快捷的光伏发电状态查看接口。通过功能网站，让用户可随时获取任意时间段、任意节点的光伏发电数据以及其他光伏系统运行状态信息，而且可以描绘固定时间段的电流曲线和发电量数据图。

在可选的实施例中，数据汇聚管理装置通过数据汇聚、数据管理、数据分析三个模块，实现电量数据和光伏组件温度数据的接收、存储、查询和分析的功能，便于对原始数据进行集中管理，对监测到的数据进行汇聚分析，得到光伏组件的运行状态，且用户通过访问数据库可以实时在线监测光伏发电系统。

图7为一实施例中数据汇聚管理装置数据流程图，包括以下步骤：

S701、数据汇聚模块与所述数据传输装置建立通信连接，接收所述数据信息，并对所述数据信息进行汇聚处理，得到汇聚处理结果，所述汇聚处理包括数据解析和数据校验；

S702、建立数据库，接收汇聚处理结果，并将所述汇聚处理结果储存至数据库中；

S703、访问数据库，并根据数据库储存的汇聚处理结果进行分析，获取光伏系统中光伏组件的运行状态和电能质量。

在步骤S702中，将所述汇聚处理结果储存至数据库中，其中数据汇聚管理装置只有经过数据校验正确后才可以进行数据存储操作。

在步骤S703中，进行数据分析，主要是针对不同类型的监测数据选择准确有效的分析处理方法，研究光伏发电系统发电数据规律值，例如发电基准值，以及温度和光照对光伏组件发电量的影响。

数据库(database，简称DB)是相互关联的数据的集合，即将存在某种联系的各种数据按照标准格式存储在服务器上，其中数据包含文本、图像、音频和视频等。数据库系统总体结构可分为数据库原理、数据库应用以及数据库设计，这三部分可以将系统有机的联系起来，形成数据系统的总体结构。

而数据库设计部分描述的是如何将现实系统的数据，通过可以满足设计需求的数据模型将其组织起来，然后利用关系数据库管理系统(RDBMS)提供的界面功能，将其结构及约束等存入关系数据库管理系统中；数据库应用部分的核心功能是实现现实系统业务逻辑，即通过某种应用模式(C/S模式或者B/S模式)、某种程序设计语言、开发技术和工具在数据库设计的基础上，实现现实系统的业务功能(或逻辑)，设计友好和人性化的系统操作界面，便于业务用户使用。

本发明通过使用数据库系统的功能，通过人机交互界面将监测到的数据信息进行展示，提供历史数据查询、数据管理功能，用户可以在手机，平板电脑、台式电脑等终端设备上通过访问数据库系统实时在线监测光伏发电系统，能够实时了解光伏组件的运行状态信息。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光伏发电在线监测系统，其特征在于，包括：

数据采集装置，用于采集光伏发电系统现场设备的数据信息；

数据传输装置，包括：

底层通信模块，用于建立所述数据采集装置与数据传输装置之间的通讯连接，以及接收所述数据信息；

微处理器，用于接收所述数据信息，并将所述数据信息进行汇聚组帧；

上层通信模块，用于发送汇聚组帧后的数据信息到数据汇聚管理装置；

所述数据汇聚管理装置，用于接收所述上层通信模块发送的所述数据信息并汇聚处理后存储汇聚处理结果。

2.根据权利要求1所述的光伏发电在线监测系统，其特征在于，所述数据采集装置包括：

温度采集器，用来采集光伏组件上表面及周围环境的温度数据信息，并通过LoRa通信单元将所述温度数据信息发送给数据传输装置；

电量采集器，用于采集所述光伏组件的发电量数据及用电量数据信息，并通过有线通信单元将所述发电量数据及用电量数据信息发送给数据传输装置。

3.根据权利要求2所述的光伏发电在线监测系统，其特征在于，

所述底层通信模块包括：

LoRa通信单元，用于完成温度采集器和所述数据传输装置之间的无线数据通信；

有线通信单元，用于完成电量采集器和所述数据传输装置之间的有线数据通信；

所述上层通信模块包括GPRS通信单元、3G通信单元、4G通信单元、5G通信单元中的至少一种，用于将所述数据传输装置接收的所述数据信息通过相应的通信网络发送到所述数据汇聚管理装置。

4.根据权利要求3所述的光伏发电在线监测系统，其特征在于，所述微处理器还用于进行所述LoRa通信单元与所述上层通信模块间的LoRa通信协议-TCP/IP通信协议转换、所述上层通信模块与现场总线通信单元间的TCP/IP通信协议-有线通信协议转换；所述微处理器根据设置情况自适应设置协议转换类型。

5.根据权利要求4所述的光伏发电在线监测系统，其特征在于，所述微处理器用于进行所述LoRa通信单元与所述上层通信模块间的LoRa通信协议-TCP/IP通信协议转换包括读取LoRa通信协议中的数据域并按照TCP/IP协议帧进行组帧，帧中的源地址为微处理器的身份或地址、目的地址为数据汇聚管理装置的地址；

所述微处理器用于进行所述TCP/IP通信协议-有线通信协议转换包括读取现场数据有线通信协议中的数据域并按照TCP/IP协议帧进行组帧，帧中的源地址为微处理器的身份或地址，目的地址为数据汇聚管理装置的地址。

6.根据权利要求1所述的光伏发电在线监测系统，其特征在于，所述数据汇聚管理装置包括LabVIEW上位机软件开发平台和数据库，用于接收并管理所述数据传输装置发送的数据信息。

7.根据权利要求1所述的光伏发电在线监测系统，其特征在于，所述数据汇聚管理装置包括：

数据汇聚模块，用于与所述数据传输装置通信连接，接收所述上层通信模块发送的数据信息，并对所述数据信息进行汇聚处理，得到汇聚处理结果，所述汇聚处理包括数据解析和数据校验；

数据管理模块，用于建立数据库，并接收所述汇聚处理结果储存至所述数据库中；

数据分析模块，用于访问所述数据库，并根据所述数据库储存的汇聚处理结果进行分析，获取光伏系统中光伏组件的运行状态和电能质量。

8.一种光伏发电在线监测方法，其特征在于，所述方法包括：

采集光伏发电系统现场设备的数据信息，并将所述数据信息发送至数据传输装置；

所述数据传输装置接收所述数据信息，并将所述数据信息进行汇聚组帧，发送汇聚组帧后的数据信息至数据汇聚管理装置；

所述数据汇聚管理装置接收所述数据信息，并对所述数据信息进行汇聚处理，得到汇聚处理结果；

建立数据库，接收汇聚处理结果，并储存至数据库中；

访问所述数据库，并对数据库中存储的汇聚处理结果进行分析。

9.根据权利要求8所述的光伏发电在线监测方法，其特征在于，所述发送汇聚组帧后的数据信息至数据汇聚管理装置的步骤之前，所述方法还包括步骤：

所述数据传输装置设置数据汇聚管理装置的地址及端口号，并向所述数据汇聚管理装置发送连接请求；

所述数据汇聚管理装置接收所述连接请求，并在验证地址正确后，向所述数据传输装置发送连接请求通过指令；

所述发送汇聚组帧后的数据信息至数据汇聚管理装置的步骤是接收所述连接请求通过指令后发送所述数据信息至数据汇聚管理装置；

所述接收所述数据信息，并对所述数据信息进行汇聚处理的步骤包括接收所述数据信息，并进行数据解析和数据校验；

所述进行数据解析和数据校验的步骤之后还包括关闭通讯连接的步骤。

10.根据权利要求9所述的光伏发电在线监测方法，其特征在于，所述关闭通讯连接的步骤之前，所述方法还包括步骤：

检测数据校验后的数据信息，若含有结束符，则关闭连接；

否则，继续接收所述数据信息。

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