CN203167720U - 基于光伏发电的温室大棚自动控制系统 - Google Patents

基于光伏发电的温室大棚自动控制系统 Download PDF

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Abstract

一种基于光伏发电的温室大棚自动控制系统，包括光伏发电储能逆变系统、双电源自动投切系统、数据采集控制系统和通信模块，数据采集控制系统由进行温室大棚状态参数采集的温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器和CO2传感器及进行动力设备采集的开关量传感器、电压传感器与电流传感器、与各传感器输出端连接的A/D转换模块与主控单元构成；数据采集控制系统通过通信模块与手持接收设备和上位机相连，用来将分析结果传输到手持接收设备或通过网络上传至上位机。既可满足作物对红光的生长需求，同时实现温室作物生长与光伏发电的有机结合，光伏发电系统与传统电力可以实现调度管理，状态监视与控制一体化，能实现就地控制与远程控制。

Description

基于光伏发电的温室大棚自动控制系统
技术领域
本实用新型涉及光伏发电温室园艺设施，特别涉及一种基于光伏发电的温室大棚自动控制系统。
背景技术
提高农业科技水平，大力倡导科技兴农已经成为我国社会主义现代化建设的重中之重。温室大棚成为实现我国农业现代化和走以农业增长带动全国经济发展的突破口。由于需要给作物提供适宜稳定的温度、光照、湿度等环境条件，配套相应环境调控装备。传统温室大棚白天空气温度较高，需要通风换气或降温系统进行降温；而夜间随着室外空气温度的降低，冬季夜间又需要供暖等增温系统进行升温，带来了的能源浪费，因此设施园艺生产过程的能耗相当巨大。据资料统计，全世界每年农业生产能耗量的35%用于温室加温，能耗成本约占温室生产总费用的15%-40%。在化石能源濒临枯竭、节能减排压力日益加大的形式下，发展“低碳、节能”的温室大棚，增加可再生能源在温室中的应用已成为当前园艺设施领域研究的热点。
发明内容
本实用新型是要现有技术存在的上述问题，提供一种基于光伏发电的温室大棚自动控制系统。该自动控制系统既可满足作物对红光的生长需求，同时实现温室作物生长与光伏发电的有机结合，光伏发电系统与传统电力可以实现调度管理，状态监视与控制一体化，能实现就地控制与远程控制。
本实用新型的技术解决方案是：
一种基于光伏发电的温室大棚自动控制系统，包括光伏发电储能逆变系统、双电源自动投切系统、数据采集控制系统和通信模块，数据采集控制系统由进行温室大棚状态参数采集的温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器和CO2传感器及进行动力设备采集的开关量传感器、电压传感器与电流传感器、与各传感器输出端连接的A/D转换模块与主控单元构成；数据采集控制系统通过通信模块与手持接收设备和上位机相连，用来将分析结果传输到手持接收设备或通过网络上传至上位机。
所述双电源自动投切系统具有监控单元Ⅱ、与监控单元Ⅱ输入端连接的光伏电源输入端和电网电源输入端，光伏电源输入端、电网电源输入端分别通过变压器接有互锁的投切开关QF1、投切开关QF2，并通过投切开关QF1引出增温负载端、调光负载端及通风负载端，通过投切开关QF2引出降温负荷端、喷淋负载端、遮阳负载端及照明负载端，二组负载端之间接有母联投切开关QF3，投切开关QF1、投切开关QF2、母联投切开关QF3与监控单元Ⅱ的输出端相连，光伏电源与电网构成互为备用电源，二台变压器的二次侧采用单母线分段运行。
所述光伏发电储能逆变系统由监控单元I、依次连接的太阳能薄膜电池组件、变流装置、蓄电池组件和逆变器组成，白天日照利用太阳能薄膜电池组件光伏发电，一方面为通风设备、降温设备、喷灌设备、遮阳设备及该自控系统提供电力能源，另一方面将多余的能量通过蓄电池存储用于夜间增温系统提供能源，达到太阳能利用的时间转移和削峰填谷的目的，在保证了温室大棚性能的基础上，实现最大限度地节能目的。
该光伏发电温室大棚自动控制系统及装置的有益效果是：
1、采用光伏发电储能逆变系统，既可满足作物对红光的生长需求，同时实现温室作物生长与光伏发电的有机结合。
2、采用双电源自动投切系统，带有蓄电池的光伏发电与传统电网联合供电方式，带有蓄电池的光伏发电系统与传统电力可以实现调度管理。当光伏电源满足温室大棚全部负荷时，切换操作合上母联投切开关，由光伏电源回路承担全部负荷，电网电源作为备用负荷；当光伏电源只满足部分负荷时，断开母联投切开关，由两个电源共同供电实现分段运行；当光伏电源回路出现故障时，切掉光伏电源，合上母联投切开关，由电网电源回路承担全部负荷。
3、状态监视与控制一体化
通过数据采集控制系统可以监测温室大棚性能参数、太阳日照强度和动力设备参数，由数据采集控制系统控制喷灌设备、增温设备、降温设备、通风设备及遮阳设备的运行状态。
4、就地控制与远程控制
通过手持接收设备可以实现对光伏发电的温室大棚运行状态的就地监测与控制，通过上位机可以对光伏发电的温室大棚运行状态进行在线监视及对远方设备操作控制的功能。
附图说明
图1 基于光伏发电的温室大棚自动控制系统结构框图；
图2是数据采集控制系统的结构框图；
图3光伏发电存储逆变系统结构框图；
图4双电源自动投切系统主电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例做详细阐述：
如图1所示，本实用新型由数据采集控制系统、光伏发电储能逆变系统、双电源自动投切系统、通信模块、手持接收设备和上位机组成。
如图2所示，数据采集控制系统由进行温室大棚状态参数采集的温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器、CO2传感器及进行各种动力设备运行状态参数采集的开关量传感器、电压传感器与电流传感器、A/D模块与主控单元组成，本实例中电流传感器和开关器传感器各为7个，分别为电流传感器1～电流传感器7、开关量传感器1～开关量传感器7。主控单元输出端接由增温设备、调光设备、通风设备，降温设备、喷淋设备、遮阳设备和照明设备构成的动力设备，各种传感器将温室大棚运行状态、太阳光照情况及使用时接在主控单元输出端的动力设备运行情况的电压电流等实时采样数据送入到主控单元中，主控单元对接收到实时数据进行分析，并通过通信模块将分析结果传输到手持接收设备或通过网络上传至中央控制室中的上位机。主控单元可以采用单片机、DSP（数字信号处理器）或FPGA（现场可编程门阵列）或其它微处理器模块，在本实施例中采用单片机。
如图3所示，光伏发电储能逆变系统由监控单元I、依次连接的太阳能薄膜电池组件、变流装置、蓄电池组件、逆变器组成。当监测到太阳日照强度满足发电要求时，则通过监控单元I启动变流装置，进行太阳能发电的蓄电；当到夜间或者阴天时，不满足光伏发电要求时，使变流装置断开，停止蓄电。
如图4所示，所述双电源自动投切系统具有监控单元Ⅱ、与监控单元Ⅱ相连的光伏电源输入端、电网电源输入端，光伏电源输入端与光伏发电储能逆变系统中蓄电池组件输出端相连，电网电源输入端使用时接传统电网，光伏电源输入端、电网电源输入端分别通过变压器接有互锁的投切开关QF1、投切开关QF2，并通过投切开关QF1引出增温负载端、调光负载端及通风负载端，通过投切开关QF2引出降温负荷端、喷淋负载端、遮阳负载端及照明负载端，二组（I、Ⅱ）负载端之间接有母联投切开关QF3，投切开关QF1、投切开关QF2、母联投切开关QF3与监控单元Ⅱ的输出端相连，光伏电源与传统电网构成互为备用电源，二台变压器的二次侧采用单母线分段运行。
当数据采集控制系统监测到蓄电池组件储能满足全部负荷供电要求时，则通过监控单元Ⅱ控制，将投切开关QF1闭合，并通过互锁将投切开关QF2断开，母联开关QF3闭合，实现光伏电源供电；当监测到蓄电池组件只满足部分负荷供电要求时，则通过监控单元Ⅱ控制投切开关，母联开关QF3断开，将投切开关QF1与投切开关QF2闭合，由两个电源供电实现母线分段运行；当监测到光伏电源回路出现故障时，则通过监控单元Ⅱ控制投切开关，母联开关QF3闭合，投切开关QF1断开，投切开关QF2闭合，由传统电网实现全部负荷供电。

Claims (3)

1.一种基于光伏发电的温室大棚自动控制系统，包括光伏发电储能逆变系统、双电源自动投切系统、数据采集控制系统和通信模块，数据采集控制系统由进行温室大棚状态参数采集的温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器和CO2传感器及进行动力设备采集的开关量传感器、电压传感器与电流传感器、与各传感器输出端连接的A/D转换模块与主控单元构成；数据采集控制系统通过通信模块与手持接收设备和上位机相连，用来将分析结果传输到手持接收设备或通过网络上传至上位机。
2.根据权利要求1所述的基于光伏发电的温室大棚自动控制系统，其特征是：所述双电源自动投切系统具有监控单元Ⅱ、与监控单元Ⅱ输入端连接的光伏电源输入端和电网电源输入端，光伏电源输入端、电网电源输入端分别通过变压器接有互锁的投切开关QF1、投切开关QF2，并通过投切开关QF1引出增温负载端、调光负载端及通风负载端，通过投切开关QF2引出降温负荷端、喷淋负载端、遮阳负载端及照明负载端，二组负载端之间接有母联投切开关QF3，投切开关QF1、投切开关QF2、母联投切开关QF3与监控单元Ⅱ的输出端相连，光伏电源与电网构成互为备用电源，二台变压器的二次侧采用单母线分段运行。
3.根据权利要求1所述的基于光伏发电的温室大棚自动控制系统，其特征是：所述光伏发电储能逆变系统由监控单元I、依次连接的太阳能薄膜电池组件、变流装置、蓄电池组件和逆变器组成。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105159268A (zh) * 2015-10-26 2015-12-16 深圳市讯方技术股份有限公司 智能农业控制系统及方法
CN106054841A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 武汉理工大学 基于“互联网+”的光伏农业大棚控制系统
CN106301203A (zh) * 2015-05-25 2017-01-04 上海凯盾工程技术有限公司 太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法
CN109831022A (zh) * 2019-03-21 2019-05-31 上海采日能源科技有限公司 电源管理电路和供电系统
CN109976421A (zh) * 2019-03-27 2019-07-05 甘超宇 一种智能温室大棚控制系统及使用方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106301203A (zh) * 2015-05-25 2017-01-04 上海凯盾工程技术有限公司 太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法
CN105159268A (zh) * 2015-10-26 2015-12-16 深圳市讯方技术股份有限公司 智能农业控制系统及方法
CN106054841A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 武汉理工大学 基于“互联网+”的光伏农业大棚控制系统
CN106054841B (zh) * 2016-06-30 2019-01-11 武汉理工大学 基于“互联网+”的光伏农业大棚控制系统
CN109831022A (zh) * 2019-03-21 2019-05-31 上海采日能源科技有限公司 电源管理电路和供电系统
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