CN112467860A - 一种光伏发电监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光伏发电监控装置，根据发电预测模块预测的光伏组件发电量、通过人机交互模块获取的交互数据、天气预报数据，控制待测日蓄电池的充放电深度和蓄电池电压电流的输出值，并将光伏发电系统状态的实时信息发送到人机交互模块进行显示。

Description

一种光伏发电监控装置
技术领域
本发明涉及太阳能发电领域，尤其涉及一种光伏发电监控装置。
背景技术
太阳能光伏发电能力主要受到温度和光强的影响，由于光伏组件板本身的特性，其输出特性具有强烈的非线性。在现有的业界研究中，重点关注的都是光伏电池的电压-电流曲线，功率- 电压曲线等，这些曲线往往通过仿真的方式获得，这些曲线并不能实时反映太阳能光伏电池发电的能力，无法指导用户合理安排用电器使用时间，最大限度的利用太阳能。现有技术中，光伏发电系统中的光伏组件给蓄电池充电后，蓄电池放电使用时，无法根据负载的用电需求和未来的天气情况，精确地设定蓄电池的放电量。
发明内容
为了解决光伏发电系统中的蓄电池放电使用时，无法根据负载的用电需求和未来的天气情况，精确地设定蓄电池的放电量的问题，本发明提供了一种光伏发电监控装置。所述装置包括：光伏组件、中心控制模块、发电预测模块、充电控制模块、放电控制模块及人机交互模块、蓄电池；
所述中心控制模块，用于根据发电预测模块预测的光伏组件发电量、通过人机交互模块获取的交互数据、天气预报数据，控制待测日蓄电池的充放电深度和蓄电池电压电流的输出值，并将光伏发电系统状态的实时信息发送到人机交互模块进行显示；其中，所述交互数据包括待测日的日期、预测待测日发电量的历史数据天数；所述天气预报数据为根据天气预报系统预测的待测日天气数据中与光伏组件发电相关的数据，包括光照强度、温度；
所述发电预测模块，用于根据待测日以前N天采集的太阳能辐射量、光伏组件工作的温度、环境温度，对待测日光伏组件发电量进行预测，其中N为大于1的正整数；
所述充电控制模块，用于对蓄电池的充电进行控制；
所述放电控制模块，用于对蓄电池的放电进行控制；
所述人机交互模块，用于人机数据交互。
进一步地，所述发电预测模块包括：太阳能辐照仪、第一温度传感器、第二温度传感器、发电预测计算子模块；
所述太阳能辐照仪，用于探测光伏组件的辐射量；
所述第一温度传感器，用于探测光伏组件的环境温度；
所述第二温度传感器，用于探测光伏组件的工作温度；
所述发电预测计算子模块，用于根据光伏组件发电历史数据，采用数值拟合法对光伏组件发电量进行预测。
进一步地，所述充电控制模块包括第一电压电流检测子模块、第二电压电流检测子模块、最大功率点跟踪子模块；
所述第一电压电流检测子模块，用于对光伏组件的输出电流、漏电流和输出电压检测；
所述第二电压电流检测子模块，用于对蓄电池的充电电流、充电电压检测；
最大功率点跟踪子模块，使光伏组件工作在最大功率点附近。
进一步地，所述放电控制模块，包括：变压器、第三电压电流检测子模块、直流交流转换子模块；
所述第三电压电流检测子模块，用于对变压器的输出电压、电流进行检测；
所述直流交流转换子模块，用于将蓄电池储存的直流电转换成交流电。
进一步地，所述人机交互模块包括显示屏、输入设置子模块；
所述显示屏，实时显示光伏发电系统状态信息；
所述输入设置子模块，用于输入数据，所述数据包括待测日的日期、预测待测日发电量的历史数据天数。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
在发电预测模块预测的光伏组件发电量基础上，根据负载的用电需求和未来的天气情况，精确地设定蓄电池的放电量。
附图说明
图1为本发明提供的一种光伏发电监控装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
图1为一种光伏发电监控装置示意图。所述装置包括：光伏组件、中心控制模块、发电预测模块、充电控制模块、放电控制模块及人机交互模块、蓄电池；
所述中心控制模块，用于根据发电预测模块预测的光伏组件发电量、通过人机交互模块获取的交互数据、天气预报数据，控制待测日蓄电池的充放电深度和蓄电池电压电流的输出值，并将光伏发电系统状态的实时信息发送到人机交互模块进行显示；其中，所述交互数据包括待测日的日期、预测待测日发电量的历史数据天数；所述天气预报数据为根据天气预报系统预测的待测日天气数据中与光伏组件发电相关的数据，包括光照强度、温度；
所述发电预测模块，用于根据待测日以前N天采集的太阳能辐射量、光伏组件工作的温度、环境温度，对待测日光伏组件发电量进行预测，其中N为大于1的正整数；
所述充电控制模块，用于对蓄电池的充电进行控制；
所述放电控制模块，用于对蓄电池的放电进行控制；
所述人机交互模块，用于人机数据交互。
例如，要控制待测日（某日）蓄电池的充放电深度和蓄电池电压电流的输出值。发电预测模块，先根据这一天以前N天（N取值7）采集的太阳能辐射量、光伏组件工作的温度、环境温度，对这一天的光伏组件发电量进行预测；
根据天气预报系统得到预测的这一天太阳能强度数据、温度数据；
中心控制模块，根据发电预测模块预测的这一天光伏组件发电量、通过人机交互模块获取的交互数据、天气预报数据，控制待测日这一天蓄电池放电的深度（比如放电量为全部电量的90%）和蓄电池电压电流的输出值。
将天气预报数据作为控制待测日蓄电池的充放电深度和蓄电池电压电流的输出值的条件参数之一，是考虑了天气对太阳能发电和蓄电池充放电用电量的影响，在根据发电预测模块预测的待测日光伏组件发电量的基础上，预测待测日的天气恶劣时，待测日当天太阳能实际发电量将会少，此时可以根据天气状况降低控制电流，减小蓄电池的放电量；预测待测日的天气良好时，待测日当天太阳能实际发电量将会多，可以根据天气状况调高控制电流，加大蓄电池的放电量。
进一步地，所述发电预测模块包括：太阳能辐照仪、第一温度传感器、第二温度传感器、发电预测计算子模块；
所述太阳能辐照仪，用于探测光伏组件的辐射量；
所述第一温度传感器，用于探测光伏组件的环境温度；
所述第二温度传感器，用于探测光伏组件的工作温度；
所述发电预测计算子模块，用于根据光伏组件发电历史数据，采用数值拟合法对光伏组件发电量进行预测。
进一步地，所述充电控制模块包括第一电压电流检测子模块、第二电压电流检测子模块、最大功率点跟踪子模块；
所述第一电压电流检测子模块，用于对光伏组件的输出电流、漏电流和输出电压检测；
所述第二电压电流检测子模块，用于对蓄电池的充电电流、充电电压检测；
最大功率点跟踪子模块，使光伏组件工作在最大功率点附近。
进一步地，所述放电控制模块，包括：变压器、第三电压电流检测子模块、直流交流转换子模块；
所述第三电压电流检测子模块，用于对变压器的输出电压、电流进行检测；
所述直流交流转换子模块，用于将蓄电池储存的直流电转换成交流电。
进一步地，所述人机交互模块包括显示屏、输入设置子模块；
所述显示屏，实时显示光伏发电系统状态信息；
所述输入设置子模块，用于输入数据，所述数据包括待测日的日期、预测待测日发电量的历史数据天数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光伏发电监控装置，其特征在于，所述装置包括：光伏组件、中心控制模块、发电预测模块、充电控制模块、放电控制模块及人机交互模块、蓄电池；
所述中心控制模块，用于根据发电预测模块预测的光伏组件发电量、通过人机交互模块获取的交互数据、天气预报数据，控制待测日蓄电池的充放电深度和蓄电池电压电流的输出值，并将光伏发电系统状态的实时信息发送到人机交互模块进行显示；其中，所述交互数据包括待测日的日期、预测待测日发电量的历史数据天数；所述天气预报数据为根据天气预报系统预测的待测日天气数据中与光伏组件发电相关的数据，包括光照强度、温度；
所述发电预测模块，用于根据待测日以前N天采集的太阳能辐射量、光伏组件工作的温度、环境温度，对待测日光伏组件发电量进行预测，其中N为大于1的正整数；
所述充电控制模块，用于对蓄电池的充电进行控制；
所述放电控制模块，用于对蓄电池的放电进行控制；
所述人机交互模块，用于人机数据交互。
2.如权利要求1所述的光伏发电监控装置，其特征在于，所述发电预测模块包括：太阳能辐照仪、第一温度传感器、第二温度传感器、发电预测计算子模块；
所述太阳能辐照仪，用于探测光伏组件的辐射量；
所述第一温度传感器，用于探测光伏组件的环境温度；
所述第二温度传感器，用于探测光伏组件的工作温度；
所述发电预测计算子模块，用于根据光伏组件发电历史数据，采用数值拟合法对光伏组件发电量进行预测。
3.如权利要求1所述的光伏发电监控装置，其特征在于，所述充电控制模块包括第一电压电流检测子模块、第二电压电流检测子模块、最大功率点跟踪子模块；
所述第一电压电流检测子模块，用于对光伏组件的输出电流、漏电流和输出电压检测；
所述第二电压电流检测子模块，用于对蓄电池的充电电流、充电电压检测；
最大功率点跟踪子模块，使光伏组件工作在最大功率点附近。
4.如权利要求1所述的光伏发电监控装置，其特征在于，所述放电控制模块，包括：变压器、第三电压电流检测子模块、直流交流转换子模块；
所述第三电压电流检测子模块，用于对变压器的输出电压、电流进行检测；
所述直流交流转换子模块，用于将蓄电池储存的直流电转换成交流电。
5.如权利要求1所述的光伏发电监控装置，其特征在于，所述人机交互模块包括显示屏、输入设置子模块；
所述显示屏，实时显示光伏发电系统状态信息；
所述输入设置子模块，用于输入数据，所述数据包括待测日的日期、预测待测日发电量的历史数据天数。
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