CN113206636B - 一种光伏电站工作监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏电站检测领域，具体涉及一种光伏电站工作监测系统及监测方法，监测系统包括光伏工作系统、光能追踪系统所述光伏工作系统包括光伏组件、汇流箱、直流配电柜，直流配电柜包括有蓄电池组；逆变器，逆变器与直流配电柜连接；交流配电柜，交流配电柜与逆变器连接，交流配电柜输出的电压用于对负载进行供电；光能追踪系统包括中央控制装置、与中央控制装置通讯连接的第一动力装置、与中央控制装置通讯连接的外部信息获取装置，其用于至少获取光伏电站的外部信息，第一动力装置用于使光伏板随着光照角度的不同进行相应调整。所述方案解决了光伏板无法实时进行光能转化率最大的技术问题，产生了提升发电效率、减少资源浪费的技术效果。

Description

一种光伏电站工作监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及光伏电站检测领域，具体涉及一种光伏电站工作监测系统及监测方法。

背景技术

光伏供电也称太阳能光伏供电，指的是在太阳光对光伏板进行照射的情况下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，在有光照的情况下，光伏组件吸收光能，即产生“光生电压”。在光生伏打效应的作用下，光伏组件中太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能。

由于地球与太阳之间的相对转动，太阳光对光伏组件的光照入射角也在发生变化，据统计组件偏离最佳入射角3度，则每年损失接近2％的发电量，故一个光伏发电站所有组件偏离最佳入射角时损失的发电量是巨大的。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容

本发明提供一种光伏电站工作监测系统及监测方法，已解决上述至少一项技术问题。

本发明提供一种光伏电站工作监测系统，包括光伏工作系统、光能追踪系统，所述光伏工作系统包括光伏组件、汇流箱、直流配电柜，所述光伏组件包括光伏板，所述光伏板、直流配电柜分别与汇流箱连接，所述直流配电柜包括有蓄电池组；逆变器，所述逆变器与直流配电柜连接；交流配电柜，所述交流配电柜与逆变器连接，所述交流配电柜输出的电压用于对负载进行供电或接入电网；所述光能追踪系统包括中央控制装置、与所述中央控制装置通讯连接的第一动力装置、与所述中央控制装置通讯连接的外部信息获取装置，所述外部信息获取装置用于至少获取光伏电站的地理信息、环境信息、时间信息，所述第一动力装置用于使光伏板随着光照角度的不同进行相应调整。

进一步地，所述光伏组件还包括底座、用于支撑光伏板的支撑杆，所述光伏板设置于底座上，所述支撑杆一端与光伏板连接、另一端支撑于底座上，所述第一动力装置包括能够带动底座进行旋转的第一电机。

进一步地，所述底座上包括有轨道，所述支撑杆的另一端支撑于轨道上，所述支撑杆一端与光伏板转动连接；所述第一动力装置还包括与底座连接的液压伺服装置，所述液压伺服装置包括液压缸、液压杆，所述液压缸能够控制液压杆伸缩，进而带动支撑杆的另一端沿轨道移动，以使光伏板以其底边为轴进行转动；所述底座上还设置有用于阻碍光伏板底边侧移的挡件。

进一步地，所述支撑杆设置为多个，多个支撑杆之间通过横杆连接，所述液压杆与横杆连接以带动支撑杆移动。

进一步地，所述轨道两侧设置有护板，所述护板开设有连接通道，所述横杆通过连接通道与支撑杆另一端连接。

进一步地，所述支撑杆的另一端与轨道接触的接触面形状为弧形。

进一步地，所述挡件包括挡板，所述挡板与底座之间的第一夹角为β，β小于90º。

进一步地，所述挡件包括设置在底座上的支座、两端分别与支座连接的支杆，所述光伏板开设有支杆通道，所述支杆穿过支杆通道，所述光伏板能够以支杆为轴进行转动。

进一步地，所述底座上还设置有第一固定件，所述第一固定件与光伏板侧面通过传动杆连接，所述传动杆包括第一传动杆、第二传动杆，所述第一传动杆一端与光伏板侧面铰接、另一端与第二传动杆的一端铰接，所述第二传动杆的另一端与第一固定件铰接。

本发明还保护一种应用所述的光伏电站工作监测系统的监测方法，其特征在于，包括步骤：所述外部信息获取装置至少获取光伏电站的地理信息、环境信息、时间信息；所述中央控制装置根据外部信息获取装置获取的信息进行处理；所述第一动力装置根据所接收的中央控制装置发送的信息，进而使光伏板随着光照角度的不同进行相应调整。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.所述光伏工作系统、光能追踪系统的设置解决了光伏板无法实时进行光能转化率最大的技术问题，产生了提升发电效率、减少资源浪费的技术效果。

2.所述第一电机、液压伺服装置、轨道、支撑装置的设置解决了光伏板无法实时进行朝向角度、倾斜角度调整的技术问题，产生了提升发电效率的技术效果。

3.所述横杆、连接通道的设置解决了无法使光伏板发生最大倾斜角度的技术问题，产生了有效保护光伏板的技术效果。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的一些实施例，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为本发明一种实施方式示意图；

图2为本发明中光伏组件一种实施方式示意图；

图3为本发明中光伏组件另一种实施方式示意图；

图4为图3局部示意图；

图5为本发明中支杆一种实施方式示意图；

图6为本发明另一种实施方式示意图；

图7为本发明又一种实施方式示意图；

附图标记说明：

111-光伏板，1110-支杆通道，112-底座，113-支撑杆，114-轨道，115-横杆，116-护板，117-连接通道，1181-挡板，1182-支座，1183-支杆，1191-第一固定件，1192-第一传动杆，1193-第二传动杆，12-汇流箱，13-直流配电柜，2-逆变器，3-交流配电柜，51-第一电机，61-液压缸，62-液压杆，71-支撑体，72-翻转杆。

具体实施方式：

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

参考图1所示，本发明保护一种光伏电站工作监测系统，包括光伏工作系统、光能追踪系统，所述光伏工作系统包括光伏组件、汇流箱12、直流配电柜13，所述光伏组件包括光伏板111，所述光伏板111、直流配电柜13分别与汇流箱12连接，所述直流配电柜13包括有蓄电池组；逆变器2，所述逆变器2与直流配电柜13连接；交流配电柜3，所述交流配电柜3与逆变器2连接，所述交流配电柜3输出的电压用于对负载进行供电或接入电网；

所述光能追踪系统包括中央控制装置、与所述中央控制装置通讯连接的第一动力装置、与所述中央控制装置通讯连接的外部信息获取装置，所述外部信息获取装置用于至少获取光伏电站的地理信息、环境信息、时间信息，所述第一动力装置用于使光伏板111随着光照角度的不同进行相应调整。

采用上述方案，所受光伏组件可以设置为多组或者一组，例如用于野外大型发电站可以设置为多组，当用于家庭供电时可以设置一组。所述光伏板111内设置有太阳能电池，所述汇流箱12用于将多组光伏组件产生的电量进行汇聚，所述蓄电池组可以贮存太阳能电池受光照时发出的电能，并可随时向负载供电，所述逆变器2用于将直流电转换为交流电。

所述外部信息获取装置获取信息的方式可以为人为进行预设，因为光照入射角度与地理位置、时间、环境等因素有关，所述因素发生变化必定会导致光照角度的变化，所述第一动力装置可以根据不同时间、地理位置等因素对光伏板111进行调整，以达到最佳入射角，从而更加有效的对光能进行利用，增强发电效率。

其中内部信息获取装置用于获取直流配电柜13、逆变器2等输入、输出的电压，可检测设备是否保持正常运行，所述通讯连接的方式包括电连接、无线连接等方式。

在本发明的一些其他实施方式中，下面以一套光伏组件为例进行说明。

参考图2、3所示，所述光伏组件还包括底座112、用于支撑光伏板111的支撑杆113，所述光伏板111设置于底座112上，所述支撑杆113一端与光伏板111连接、另一端支撑于底座112上，所述第一动力装置包括能够带动底座112进行旋转的第一电机51。

采用上述方案，所述旋转第一电机51可以设置于地面上，第一电机轴与底座112连接，从而实现第一电机轴带动底座112转动，此时光伏板111也会随着太阳的移动进行转动，以调整其在水平方向的入射角至达到最佳入射角。

参考图2、4所示，所述底座112上包括有轨道114，所述支撑杆113的另一端支撑于轨道114上，所述支撑杆113一端与光伏板111转动连接；所述第一动力装置还包括与底座112连接的液压伺服装置，所述液压伺服装置包括液压缸61、液压杆62，所述液压缸61能够控制液压杆62伸缩，进而带动支撑杆113的另一端沿轨道114移动，以使光伏板111以其底边为轴进行转动；所述底座112上还设置有用于阻碍光伏板111底边侧移的挡件。

采用上述方案，可以在所述光伏板111背光侧设置连接件用以连接支撑杆113的一端，底座112可以设置成空心，所述液压缸61可以选择设置于底座112内部、还可以选择连接在底座112的底面，以随着底座112一起转动，所述液压伺服装置可以更加精准的控制位移；所述挡件的设置可以防止光伏板111侧翻。当液压杆62收缩时，所述光伏板111与水平之间的夹角变小，当液压杆62伸长时，所述光伏板111与水平之间的夹角变大，以此方式来调节光伏板111的倾斜角度，实现最佳入射角的照射。

参考图2所示，所述支撑杆113设置为多个，多个支撑杆113之间通过横杆115连接，所述液压杆62与横杆115连接以带动支撑杆113移动。

采用上述方案，所述横杆115的设置节省了安装空间、同时提升了安装效率。

参考图3所示，所述轨道114两侧设置有护板116，所述护板116开设有连接通道117，所述横杆115通过连接通道117与支撑杆113另一端连接。

采用上述方案，当所述横杆115与支撑杆113的非端部连接时无法最大限度的使支撑杆113进行移动，当所述横杆115与支撑杆113的另一端连接时，可以最大限度的使支撑杆113进行移动，从而更加灵活的调节光伏板111的角度。

参考图2所示，所述支撑杆113的另一端与轨道1接触的接触面的形状为弧形。

采用上述方案，所述支撑杆113的移动，其另一端的不同部位会与轨道1接触，所述弧形接触面可以减少摩擦，使得移动更加顺畅。

参考图4所示，所述挡件包括挡板1181，所述挡板1181与底座112之间的第一夹角为β，β小于90º。

采用上述方案，当所述挡板1181与底座112之间的第一夹角为β时，可以为光伏板111底边提供斜向支撑力，防止其在转动时发生侧翻。

参考图5所示，所述挡件包括设置在底座112上的支座1182、两端分别与支座1182连接的支杆1183，所述光伏板111开设有支杆通道1110，所述支杆1183穿过支杆通道1110，所述光伏板111能够以支杆1183为轴进行转动。

采用上述方案，所述支座1182上可以开设有供支杆1183穿过的通孔，所述支杆1183内部可以设置内螺纹，所述支杆通道1110可以开设在光伏板111靠近底边处，所述底座112可以设置为两个，分别设置在光伏板111底边的两侧，安装时先将支杆1183一端穿过其中一个通孔，采用螺栓1184通过与支杆1183内螺纹配合进行连接，再将支杆1183穿过支杆通道1110、另一支座1182上的通孔，通过螺栓1184进行连接。所述方案既可以对光伏板111起到支撑、固定作用防止其倾倒，还可以使其配合支撑杆113的移动而进行转动。提升了结构的稳定性。

参考图4、图5所示，所述底座112上还设置有第一固定件1191，所述第一固定件1191与光伏板111侧面通过传动杆连接，所述传动杆包括第一传动杆1192、第二传动杆1193，所述第一传动杆1192一端与光伏板111侧面铰接、另一端与第二传动杆1193的一端铰接，所述第二传动杆1193的另一端与第一固定件1191铰接。

采用上述方案，所述第一固定件1191、第一传动杆1192、第二传动杆1193可以设置为两组，分别设置在光伏板111的两侧。光伏板111通常安装在户外，在出现刮风天气时，所述方案可以增强光伏板111的稳定性，防止其倾倒，所述铰接的连接方式可以使光伏板111在进行转动时不受阻碍，从而更加有效的吸收光能。

参考图6所示，在本发明的一些其他实施方式中，所述光伏工作系统包括翻转机构，所述翻转机构包括支撑体71、与支撑体71连接的翻转杆72，所述翻转杆72还与底座112固定连接，所述光能追踪系统还包括第二动力装置，所述第二动力装置能够使翻转杆72翻转、进而带动底座112实现翻转，所述第二动力装置与中央控制装置通讯连接，所述第二动力装置能够通过使翻转杆72翻转，进而实现使底座112进行翻转。

采用上述方案，所述当光伏板111暴露在野外时，雨雪、风沙等会覆盖在光伏板111的表面，进而影响其对光能的吸收，当在夜间时，所述翻转杆72可以使底座112进行任意角度的翻转，底座112的顶面向下，从而使落在其上的雨雪、风沙等在重力的作用下掉落，保证光伏板111表面的干净。所述第二动力装置可以选用电机，电机轴驱动翻转杆72进行转动。

参考图7所述，可以设置将多个底座112串联在一起的设置方式，从而提升安装效率。

本发明还保护一种应用所述的光伏电站工作监测系统的监测方法，包括步骤：

所述外部信息获取装置至少获取光伏电站的地理信息、环境信息、时间信息；

所述中央控制装置根据外部信息获取装置获取的信息进行处理；

所述第一动力装置根据所接收的中央控制装置发送的信息，进而使光伏板111随着光照角度的不同进行相应调整。

所述光伏电站既可以建设在野外、也可用于建设在居民区的屋顶，根据光伏电站所在的地理位置和环境、安装位置，操作人员可以设置每天的不同时刻光伏板111的朝向角度、倾斜角度，随着外部信息获取装置的信息获取，其将信息传入至中央控制装置，所述中央控制装置控制第一动力装置使底座112转动或者使支撑杆113移动，从而完成改变光伏板111的朝向角度、倾斜角度，所述中央控制装置最大可以控制第一动力装置使光伏板111与底座112之间的角度接近于零度，在强风天气时，工作人员也可以通过远程控制器控制第一动力装置，减少光伏板111与底座112之间的夹角，防止风力过大将光伏板111吹到。

由于光伏板111通常在白天进行光能的吸收，可以在夜间时减少光伏板111与底座112之间的夹角，并且通过第二动力装置将底座112进行翻转，使光伏板111朝下，从而避免在夜间的降雨、降雪、强风天气对光伏板造成破坏、雨雪堆积的情况，提升了延长设备使用寿命、提升光能转化效率的技术效果。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种光伏电站工作监测系统，包括光伏工作系统、光能追踪系统，其特征在于：

所述光伏工作系统包括光伏组件、汇流箱（12）、直流配电柜（13），所述光伏组件包括光伏板（111），所述光伏板（111）、直流配电柜（13）分别与汇流箱（12）连接，所述直流配电柜（13）包括有蓄电池组；

逆变器（2），所述逆变器（2）与直流配电柜（13）连接；

交流配电柜（3），所述交流配电柜（3）与逆变器（2）连接，所述交流配电柜（3）输出的电压用于对负载进行供电或接入电网；

所述光能追踪系统包括中央控制装置、与所述中央控制装置通讯连接的第一动力装置、与所述中央控制装置通讯连接的外部信息获取装置，所述外部信息获取装置用于至少获取光伏电站的地理信息、环境信息、时间信息，所述第一动力装置用于使光伏板（111）随着光照角度的不同进行相应调整；

所述光伏组件还包括底座（112）、用于支撑光伏板（111）的支撑杆（113），所述光伏板（111）设置于底座（112）上，所述支撑杆（113）一端与光伏板（111）连接、另一端支撑于底座（112）上，所述第一动力装置包括能够带动底座（112）进行旋转的第一电机（51）；

所述底座（112）上包括有轨道（114），所述支撑杆（113）的另一端支撑于轨道（114）上，所述支撑杆（113）一端与光伏板（111）转动连接；所述第一动力装置还包括与底座（112）连接的液压伺服装置，所述液压伺服装置包括液压缸（61）、液压杆（62），所述液压缸（61）能够控制液压杆（62）伸缩，进而带动支撑杆（113）的另一端沿轨道（114）移动，以使光伏板（111）以其底边为轴进行转动；所述底座（112）上还设置有用于阻碍光伏板（111）底边侧移的挡件；

所述支撑杆（113）设置为多个，多个支撑杆（113）之间通过横杆（115）连接，所述液压杆（62）与横杆（115）连接以带动支撑杆（113）移动；

所述轨道（114）两侧设置有护板（116），所述护板（116）开设有连接通道（117），所述横杆（115）通过连接通道（117）与支撑杆（113）另一端连接。

2.根据权利要求1所述的光伏电站工作监测系统，其特征在于：所述支撑杆（113）的另一端与轨道（114）接触的接触面形状为弧形。

3.根据权利要求1所述的光伏电站工作监测系统，其特征在于：所述挡件包括挡板（1181），所述挡板（1181）与底座（112）之间的第一夹角为β，β小于90º。

4.根据权利要求3所述的光伏电站工作监测系统，其特征在于：所述挡件包括设置在底座（112）上的支座（1182）、两端分别与支座连接的支杆（1183），所述光伏板（111）开设有支杆通道（1110），所述支杆（1183）穿过支杆通道（1110），所述光伏板（111）能够以支杆（1183）为轴进行转动。

5.根据权利要求1所述的光伏电站工作监测系统，其特征在于：所述底座（112）上还设置有第一固定件（1191），所述第一固定件（1191）与光伏板（111）侧面通过传动杆连接，所述传动杆包括第一传动杆（1192）、第二传动杆（1193），所述第一传动杆（1192）一端与光伏板（111）侧面铰接、另一端与第二传动杆（1193）的一端铰接，所述第二传动杆（1193）的另一端与第一固定件（1191）铰接。

6.一种应用权利要求1至5任意一项所述的光伏电站工作监测系统的监测方法，其特征在于，包括步骤：

所述外部信息获取装置至少获取光伏电站的地理信息、环境信息、时间信息；

所述中央控制装置根据外部信息获取装置获取的信息进行处理；

所述第一动力装置根据所接收的中央控制装置发送的信息，进而使光伏板（111）随着光照角度的不同进行相应调整。

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