CN116232219B - 一种光伏电站远程监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站远程监测系统及方法，通过在光伏组件上设置蓄电池组，用于为光伏组件的各种设备提供电力支撑。通过实时获取的光伏组件状态信息和天气数据，综合判断是否为所述蓄电池组进行充电，从而在蓄电池组电量不足或者预测未来天气状况不好时提前对其进行充电，以保证蓄电池组电量充足，能够稳定持续为光伏组件上的各种设备供电。
Description
技术领域
本发明光伏电站监测领域，尤其涉及一种光伏电站远程监测系统及方法。
背景技术
太阳能光伏发电是依靠光伏组件，利用半导体材料的电子学特性，将光能转化成电能。并网发电系统将光伏组件所发电能馈入电网，以电网为储能装置，在背靠电网的前提下，该系统省掉了蓄电池，降低了造价。但为实现光伏组件的远程监测和控制，通常会在光伏组件上设置数据采集设备、太阳能跟踪设备、控制装置、无线通信装置等，而这些设备的正常运行工作也需要电能支撑。如果利用电网的电能，相当于向市电购电，虽供电稳定有保障但造价较高；如果利用光伏组件所发的电能，虽然造价低廉但供电不够稳定。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种光伏电站远程监测系统及方法。
为实现以上目的，提供以下技术方案：
一种光伏电站远程监测方法，包括多个光伏组件以及远程控制中心，所述光伏组件包括蓄电池组，用于为所述光伏组件本身供电，其特征在于，所述方法包括：
S1：实时采集各光伏组件的状态信息，并将所述状态信息发送至远程控制中心；
S2：远程控制中心获取所述光伏组件所处地区的天气数据；
S3：根据所述状态信息和所述天气数据判断所述光伏组件是否为所述蓄电池组进行充电。
作为本发明的进一步改进方案，所述状态信息包括所述光伏组件的温度、输出电压、输出电流、光照强度、所述蓄电池组电量；
根据所述输出电压和输出电流计算所述光伏组件的输出功率；
所述天气数据包括当前天气数据和预设时间段内的预测天气数据。
作为本发明的进一步改进方案，所述步骤S3之前还包括：
根据所述温度、所述输出功率、所述天气数据判断所述光伏组件是否处于异常状态；若否，则进入步骤S3；若是，则发送报警信息至远程控制中心。
作为本发明的进一步改进方案，所述步骤S3包括：
判断所述蓄电池组电量是否小于第一阈值，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据是否满足第一预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第二预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第三预设条件，若是，则控制所述光伏组件进入低功耗状态，并控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电。
作为本发明的进一步改进方案，
所述第一预设条件为所述当前天气数据优于第二阈值，所述预测天气数据劣于所述第二阈值；
所述第二预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率大于第三阈值；
所述第三预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率小于等于第三阈值。
一种光伏电站远程监测系统，包括多个光伏组件以及远程控制中心，所述光伏组件包括蓄电池组，用于为所述光伏组件本身供电，其特征在于，
信息采集模块，用于实时采集各光伏组件的状态信息，并将所述状态信息发送至远程控制中心；
天气数据获取模块，用于远程控制中心获取所述光伏组件所处地区的天气数据；
充电判断模块，用于根据所述状态信息和所述天气数据判断所述光伏组件是否为所述蓄电池组进行充电。
作为本发明的进一步改进方案，所述状态信息包括所述光伏组件的温度、输出电压、输出电流、光照强度、所述蓄电池组电量；
根据所述输出电压和输出电流计算所述光伏组件的输出功率；
所述天气数据包括当前天气数据和预设时间段内的预测天气数据。
作为本发明的进一步改进方案，该系统还包括：
异常判断模块，用于根据所述温度、所述输出功率、所述天气数据判断所述光伏组件是否处于异常状态；若是，则发送报警信息至远程控制中心。
作为本发明的进一步改进方案，所述充电判断模块还包括：
判断所述蓄电池组电量是否小于第一阈值，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据是否满足第一预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第二预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第三预设条件，若是，则控制所述光伏组件进入低功耗状态，并控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电。
作为本发明的进一步改进方案，
所述第一预设条件为所述当前天气数据优于第二阈值，所述预测天气数据劣于所述第二阈值；
所述第二预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率大于第三阈值；
所述第三预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率小于等于第三阈值。
本发明的有益效果为：
1.通过在光伏组件上设置蓄电池组，用于为光伏组件的各种设备如数据采集设备、太阳能跟踪设备、控制装置、无线通信装置等提供电力支撑。
2.由于光伏组件本身所需电能仅用于维持光伏组件上的各项设备正常运行即可，因此无需设置大容量蓄电池组，节省了成本。
3.通过实时获取的光伏组件状态信息和天气数据，综合判断是否为所述蓄电池组进行充电，从而在蓄电池组电量不足或者预测未来天气状况不好时提前对其进行充电，以保证蓄电池组电量充足，能够稳定持续为光伏组件上的各种设备供电。
4.通过实时获取的光伏组件状态信息和天气数据，能够判断光伏组件是否处于异常状态，从而在出现异常时及时预警。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
图1是本发明的一种光伏电站远程监测方法流程图；
图2是本发明的一种光伏电站远程监测方法中步骤S3的具体判断流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1是本发明的一种光伏电站远程监测方法流程图。如图1所示，本发明实施例一提供的一种光伏电站远程监测方法，包括多个光伏组件以及远程控制中心，所述光伏组件包括蓄电池组，用于为所述光伏组件本身供电，其中光伏组件上设置有数据采集设备、太阳能跟踪设备、控制装置、无线通信装置等设备，所述蓄电池组用于为上述各种设备供电。所述数据采集设备包括温度传感器、电压检测器、电流检测器、光照强度传感器、蓄电池电量检测器等，控制装置用于收集数据采集设备获取的状态信息，通过无线通信装置发送至远程控制中心。太阳能跟踪设备包括日照角度传感器和驱动电机，其中日照角度传感器用于跟踪日照角度信息，并发送至控制装置，从而控制所述驱动电机调整光伏面板的角度，以便光伏面板始终跟随太阳位置运动，使太阳光线始终垂直照射在光伏面板上。
所述方法包括：
S1：实时采集各光伏组件的状态信息，并将所述状态信息发送至远程控制中心；
其中，所述状态信息包括所述光伏组件的温度、输出电压、输出电流、光照强度、所述蓄电池组电量；根据所述输出电压和输出电流计算所述光伏组件的输出功率。
S2：远程控制中心获取所述光伏组件所处地区的天气数据；
所述远程控制中心可通过互联网获取所述光伏组件所处地区的气象数据，并据此得出相应的天气数据。所述天气数据包括当前天气数据和预设时间段内的预测天气数据。比如当前天气晴好，根据气象数据预测未来两天为阴天。
其中，气象数据是随着时间不断变化的，相应的天气数据也是随着时间变化的，但由于后续的步骤S3中需要根据天气数据来判断光伏组件是否为所述蓄电池组进行充电，因此在某些情况下，如果天气数据频繁变化，会导致对蓄电池组进行充电的条件频繁变换，可能造成蓄电池组以及光伏组件其他各设备工作状态频繁切换影响使用寿命。因此在本实施例中，远程控制中心按照一定的频率f获取所述天气数据，其中：
其中，w为置信权重，k为比例系数。当所述当前天气与所述预测天气数据相匹配时，比如当前天气晴好，根据气象数据预测未来两天为天气均晴好，则近期天气发生剧烈变化的可能性较低，则置信权重w较高，随之频率f较低。当所述当前天气与所述预测天气数据不匹配时，比如当前天气晴好，根据气象数据预测未来两天为阴雨，则说明近期天气发生剧烈变化的可能性较大，但是目前的气象数据并不能非常准确的预测该变化何时发生，因此置信权重w较低，随之频率f较高，也就是说，需要高频次获取天气数据以便为后续判断步骤提供数据支持。
S3：根据所述状态信息和所述天气数据判断所述光伏组件是否为所述蓄电池组进行充电。
在本实施例中，在步骤S3之前还包括：
根据所述温度、所述输出功率、所述天气数据判断所述光伏组件是否处于异常状态；若否，则进入步骤S3；若是，则发送报警信息至远程控制中心。
例如，当前天气晴好且光伏组件温度高于预设值，但输出功率小于预设值，则判定光伏组件可能出现故障；或者当前天气晴好，但光伏组件温度低于预设值，且输出功率小于预设值，则判定光伏组件可能被物体遮挡，或者太阳能跟踪设备出现故障，导致光伏面板被阴影遮挡。
在本实施例中，所述步骤S3包括：
判断所述蓄电池组电量是否小于第一阈值，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；
其中，当蓄电池组电量小于第一阈值时，则不再考虑其他条件，直接控制光伏组件为所述蓄电池组进行充电，以确保蓄电池组的电量足够保证光伏组件上各设备正常运行。
若否，
判断所述天气数据是否满足第一预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；所述第一预设条件为所述当前天气数据优于第二阈值，所述预测天气数据劣于所述第二阈值；
例如当前天气为晴好，根据气象数据预测未来两天为阴天，需要说明的是，光伏组件在弱光条件下也可以做到一定程度的发电，但发电量相对来说会偏低一些，在上述天气状况下，则预期光伏组件发电量将降低，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电，以确保蓄电池组的电量足够保证光伏组件上各设备正常运行。
若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第二预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；所述第二预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率大于第三阈值；
例如当前天气为阴天，且根据气象数据预测未来两天也为阴天，则光伏组件当前发电量以及预期发电量均将降低，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电，以确保蓄电池组的电量足够保证光伏组件上各设备正常运行。但此时如果输出功率高于预设值，则说明光伏组件当前发电量还不算太低，可以保证光伏组件上各设备正常运行。
若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第三预设条件，若是，则控制所述光伏组件进入低功耗状态，并控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；所述第三预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率小于等于第三阈值。若否，则返回步骤S3重新判断。
例如，当前天气为阴天，且根据气象数据预测未来两天也为阴天，则光伏组件当前发电量以及预期发电量均将降低，但此时如果输出功率小于等于预设值，则说明当前发电量已经处于较低水平，为节省电能，在控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电的基础上，控制所述光伏组件进入低功耗状态。所述低功耗状态可以是控制数据采集设备降低采集频率、关闭太阳能跟踪设备、或者降低无线通信装置收发频率等。
实施例二
本发明实施例二提供的一种光伏电站远程监测系统，包括多个光伏组件以及远程控制中心，所述光伏组件包括蓄电池组，用于为所述光伏组件本身供电，其特征在于，
信息采集模块，用于实时采集各光伏组件的状态信息，并将所述状态信息发送至远程控制中心；
天气数据获取模块，用于远程控制中心通过互联网获取所述光伏组件所处地区的天气数据；
充电判断模块，用于根据所述状态信息和所述天气数据判断所述光伏组件是否为所述蓄电池组进行充电。
其中，所述状态信息包括所述光伏组件的温度、输出电压、输出电流、光照强度、所述蓄电池组电量；根据所述输出电压和输出电流计算所述光伏组件的输出功率；所述天气数据包括当前天气数据和预设时间段内的预测天气数据。
其中，该系统还包括异常判断模块，用于根据所述温度、所述输出功率、所述天气数据判断所述光伏组件是否处于异常状态；若是，则发送报警信息至远程控制中心。
其中，所述充电判断模块还包括：
判断所述蓄电池组电量是否小于第一阈值，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据是否满足第一预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第二预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第三预设条件，若是，则控制所述光伏组件进入低功耗状态，并控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电。
其中，所述第一预设条件为所述当前天气数据优于第二阈值，所述预测天气数据劣于所述第二阈值；
所述第二预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率大于第三阈值；
所述第三预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率小于等于第三阈值。
应当理解，实施例一提供的一种光伏电站远程监测方法，应用于本实施例中的一种光伏电站远程监测系统。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种光伏电站远程监测方法，包括多个光伏组件以及远程控制中心，所述光伏组件包括蓄电池组，用于为所述光伏组件本身供电，其特征在于，所述方法包括：
S1：实时采集各光伏组件的状态信息，并将所述状态信息发送至远程控制中心；
S2：远程控制中心获取所述光伏组件所处地区的天气数据；
S3：根据所述状态信息和所述天气数据判断所述光伏组件是否为所述蓄电池组进行充电；
所述状态信息包括所述光伏组件的温度、输出电压、输出电流、光照强度、所述蓄电池组电量；
根据所述输出电压和输出电流计算所述光伏组件的输出功率；
所述天气数据包括当前天气数据和预设时间段内的预测天气数据；
所述步骤S2包括：
远程控制中心按照一定的频率f获取所述天气数据，其中：
其中，w为置信权重，k为比例系数；
当所述当前天气与所述预测天气数据相匹配时，置信权重w较高，随之频率f较低；当所述当前天气与所述预测天气数据不匹配时，置信权重w较低，随之频率f较高；
所述步骤S3包括：
判断所述蓄电池组电量是否小于第一阈值，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据是否满足第一预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第二预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第三预设条件，若是，则控制所述光伏组件进入低功耗状态，并控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；
所述第一预设条件为所述当前天气数据优于第二阈值，所述预测天气数据劣于所述第二阈值；
所述第二预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率大于第三阈值；
所述第三预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率小于等于第三阈值。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电站远程监测方法，其特征在于，所述步骤S3之前还包括：
根据所述温度、所述输出功率、所述天气数据判断所述光伏组件是否处于异常状态；若否，则进入步骤S3；若是，则发送报警信息至远程控制中心。
3.一种光伏电站远程监测系统，包括多个光伏组件以及远程控制中心，所述光伏组件包括蓄电池组，用于为所述光伏组件本身供电，其特征在于，
信息采集模块，用于实时采集各光伏组件的状态信息，并将所述状态信息发送至远程控制中心；
天气数据获取模块，用于远程控制中心获取所述光伏组件所处地区的天气数据；
充电判断模块，用于根据所述状态信息和所述天气数据判断所述光伏组件是否为所述蓄电池组进行充电；
所述状态信息包括所述光伏组件的温度、输出电压、输出电流、光照强度、所述蓄电池组电量；
根据所述输出电压和输出电流计算所述光伏组件的输出功率；
所述天气数据包括当前天气数据和预设时间段内的预测天气数据；
所述天气数据获取模块还包括：
其中，远程控制中心按照一定的频率f获取所述天气数据，其中：
其中，w为置信权重，k为比例系数；
当所述当前天气与所述预测天气数据相匹配时，置信权重w较高，随之频率f较低；当所述当前天气与所述预测天气数据不匹配时，置信权重w较低，随之频率f较高；
所述充电判断模块还包括：
判断所述蓄电池组电量是否小于第一阈值，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据是否满足第一预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第二预设条件，若是，则控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；若否，
判断所述天气数据和所述输出功率是否满足第三预设条件，若是，则控制所述光伏组件进入低功耗状态，并控制所述光伏组件为所述蓄电池组进行充电；
所述第一预设条件为所述当前天气数据优于第二阈值，所述预测天气数据劣于所述第二阈值；
所述第二预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率大于第三阈值；
所述第三预设条件为所述当前天气数据和所述预测天气数据均劣于所述第二阈值，且输出功率小于等于第三阈值。
4.根据权利要求3所述的一种光伏电站远程监测系统，其特征在于，该系统还包括：
异常判断模块，用于根据所述温度、所述输出功率、所述天气数据判断所述光伏组件是否处于异常状态；若是，则发送报警信息至远程控制中心。
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