CN203190999U - 包含测光和测风功能的实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包含测光和测风功能的实时监测系统，包括多个测风塔和中心站，所述多个测风塔均和中心站双向通信，所述中心站包括中央处理系统和网络通信设备，所述测风塔包括与中心站的网络通信设备进行通信的遥测站，用于采集光能信息的测光站以及传感器和数据采集设备，提供直流电源的电源模块；所述测光站和传感器通过数据采集设备电连接在遥测站上。以实现方便集中管理，实时性好，数据量多，应用范围广及精确度高的优点。

Description

包含测光和测风功能的实时监测系统

技术领域

本实用新型涉及电网系统监测管理技术领域，具体地，涉及一种包含测光和测风功能的实时监测系统。

背景技术

目前，在光资源条件较好的地区设立测光站，并长时间对测光站周边测量的湿度，温度，气压，风速和风向等数据进行观测收集，得到一个地区光能情况的变化，据此确定该地区的光能资源，为光伏电站的选址以及预测提供前期服务。同样，在风资源条件较好的地区设立测风塔，并长时间对距测风塔10m、30m、50m、70m和100m处测量的风速和风向数据的观测收集，得到一个地区风能情况的变化，然后据此确定该地区的风能资源，为风电场建设提供前期服务。

德国、丹麦、美国等发达国家风、光能主要是分布式接入，测光站和测风塔的建设主要目的是评估区域光能资源和风能资源，为光伏电站和风电场选址提供帮助。国内测光站和测风塔的建设和使用，气象部门也都应用于当地风光资源的普查以及光伏电站和风电场的选址，并未有其它相关应用。

国内外对风光资源的研究上，多集中于大尺度全国乃至全球的风光资源评估，或小尺度的光伏电站和风电场微观选址、单个测光站和测风塔选址的研究工作，而区域内风资源中尺度的风光资源评估，针对风光电基地的测光、测风网络建设的相关工作并不多见。

随着全国范围内光伏电站和风电基地的建设，部分风电场周边也建设了单个测光站、测风塔，以用于观测记录光能信息和风况。但针对整个光伏电站和风电基地中尺度层面上，进行实时光能信息和风况观测、记录及应用的情况之前还未有。

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术中至少存在管理分散、实时性差、数据量小、应用范围小与精确度低等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种包含测光和测风功能的实时监测系统，以实现方便集中管理，实时性好，数据量多，应用范围广及精确度高的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种包含测光和测风功能的实时监测系统，包括多个测风塔和中心站，所述多个测风塔均和中心站双向通信，所述中心站包括中央处理系统和网络通信设备，所述测风塔包括与中心站的网络通信设备进行通信的遥测站，用于采集光能信息的测光站以及传感器和数据采集设备，提供直流电源的电源模块；所述测光站和传感器通过数据采集设备电连接在遥测站上。

进一步的，所述传感器包括风速仪、风向仪、温湿度计和气压计测量。

进一步的，所述遥测站和网络通信设备据包括GPRS模块和天线。

进一步的，所述数据采集设备和遥控站间通过串口通信。

进一步的，所述数据采集设备的采用ACS300-MM。

进一步的，所述中央处理系统为计算机或服务器。

本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型的技术方案，通过设置测光、测风传感器，并通过将采集的数据传输给中心站，因采用即时通信系统，从而达到了方便集中管理，实时性好，数据量多，应用范围广及精确度高的优点。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的包含测光和测风功能的实时监测系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的包含测光和测风功能的实时监测系统的原理框图。

结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：

1-传感器；2-装置机；3-工作站。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种包含测光和测风功能的实时监测系统，包括多个测风塔和中心站，多个测风塔均和中心站双向通信，中心站包括中央处理系统和网络通信设备，测风塔包括与中心站的网络通信设备进行通信的遥测站，用于采集光能信息的测光站以及传感器和数据采集设备，提供直流电源的电源模块；测光站和传感器通过数据采集设备电连接在遥测站上。

其中，传感器包括风速仪、风向仪、温湿度计和气压计测量。遥测站和网络通信设备据包括GPRS模块和天线。数据采集设备和遥控站间通过串口通信。数据采集设备的采用ACS300-MM。中央处理系统为计算机或服务器。其中测风塔上可以同时设置测光站和风速仪、风向仪、温湿度计和气压计测量等传感器，也可以单独的分开设置，如只设置测光站或只设置风速仪、风向仪、温湿度计和气压计测量等传感器。根据需要进行设置。

本技术方案是针对百万千瓦级的大规模光电基地和千万千瓦级的大规模风电基地，适用于场址连成片的大型风光电基地；涉及的大规模风光电基地布局，结合测光站/测风塔距离风光电场的建设标准，以及上下游效应效果，完成测光站／测风塔的合理布局，以达到风光电基地测风、测光需要；该测光、测风网络布局，进行测光站/测风塔的实时改造，以使测光站/测风塔能达到定时（如每1分钟）进行一次实时光能信息和风况的采集及监测，并通过GPRS模块等通信方式传至中心站。该包含测光、测风功能的实时监测系统，可以应用到实时测光/测风数据于风光电超短期预测预报系统，完成测光站/测风塔周围风电场的风光电超短期预测；同时实时测光/测风数据应用于风光能预测预报系统，完成风光能预测的校验工作，应用于对当地光能信息和风况的监测，便于运行人员对当地光能信息和风况的实时掌握。

下面以张掖光伏电站和酒泉风电基地为例，对上述实施例的包含测光、测风功能的实时监测系统的具体实施，进行举例说明。

实时监测系统，可以结合张掖百万千瓦级大规模光电基地和酒泉千万千瓦级别风电的规划范围，结合测光站/测风塔距离光电站和风电基地的建设标准，完成对张掖一期光伏电站的测光网络建设和酒泉一期风电基地册测风网络建设实现了覆盖张掖地区一期光电基地的实时测光网络建设和酒泉一期风电基地的实时测风网络建设，实现了每1分钟进行一次当地光能信息和风况的实时监测，并通过GPRS等通信方式，实现了实时光能信息和风况的监测与统计，并应用于风光电超短期预测预报系统的几个方面。

而原有测光站/测风塔应用于所选地区光能信息和风况普查及已建光伏电站或者风电场的后评估工作，单一的测光站/测风塔只能提供某点的实际光能信息和风况情况，也顶多推算出某一定区域内的风光资源情况，以用于光伏电站和风电场的建设。而短期及超短期风光电预测预报系统，需要间隔1分钟的实时风光资源数据，测光站/测风塔除了采集的间隔为10分钟之外，另外每天只上传两次数据，绝大多数测光站/测风塔为风光资源普查确定光伏电站和风电场场址所用，此测光站/测风塔都位于风电场内部，所测数据会受到影响，不能满足风光电预测预报所用要求。而单个光伏电站或者风电场外所建测光站/测风塔由于独立性和缺乏统一规划，未形成网络，不能直接为风光电预测预报提供支撑。

风光资源监测与获取是通过测光站/测风塔及其上面的风速风向传感器,温度计，气压计等，获取测光站/测风塔每10分钟风速风向平均值，温度，湿度及气压值等。测光站/测风塔每10分钟记录一次平均光能信息和风况信息，并记录于其存储器中，每天两次通过邮件发送至用户处，或由人工定期前往测光站/测风塔进行取数。

此种方法只能完成对测光站/测风塔所在地区的光能风况普查和了解，无法达到实时光能信息和风况获取的要求，也就无法满足风光电超短期预测预报系统对实时光能信息和风况的要求。而通过对测风塔和测光站进行改造，加装相应的设备，实现测光站/测风塔每1分钟测得一次光能和风况信息，并及时上传至用户端，并及时进行测光测风数据应用。

通过改造，通过ACS300-MM数据采集，可以把张掖光伏电站和酒泉风电基地上每秒测量的风速、风向、气压等环境值，进行1分钟平均，算出1分钟平均的风速、风向值、气压等值，并通过GPRS模块和天线，发送至兰州风电中心终端，并进行记录于应用。

为了能让ACS300-MM及GPRS模块正常运行，需要对其进行供电，在改造的测光站/测风塔上加装了蓄电池及太阳能电池板，用以对系统供电。

经过改造，测光站/测风塔由原来每天发送两次测光测风数据，改成每5分钟发送一次实时数据，以用于风光电超短期预测预报系统。

已改造的测光站/测风塔通过GPRS通信模块，每5分钟发送一次测光测风数据，发送需用时1秒左右，在发送完测光测风数据之后，数据采集器进入到休眠状态，以减少电能的消耗。已建设的测光站中，每5分钟同中心站进行通讯，已通讯成功的测光站/测风塔同中心站进行数据传输，其余测光站/测风塔暂时等待，每一时刻中心站只能接受一座测光站/测风塔的实时测光测风数据。

在甘肃省光伏电站和风电场及测光站和测风塔中，在光伏电站基地和风电基地，建立测光站/测风塔。对于该地区一期光伏发电基地和风电基地额的规划布局，所改造的测风塔及测光站，已基本可以覆盖该地区所有光伏电站和风电场的实时测光及测风需要。完成了对风光电基地一期各风光电场的周围实时光能信息和风况数据的测取，便可根据结合实时测光测风数据，进行各风光电场风光电超短期预测预报。

测光测风数据从外网传至内网三区的风光电超短期预测预报系统中，并记录于风光电超短期预测预报数据库中，以用于风光电超短期预测预报系统中，对测光站/测风塔临近风光电场的超短期预测。超短期预测预报中，风光电场如没有临近的实时测光站/测风塔，将无法进行超短期预测预报。超短期预测预报系统应用统计方法，建立起实时测光测风数据与光电、风电出力对应关系，再结合实时测光、测风数据，进行0～4小时的超短期风光电预测预报。

在风光电超短期预测预报系统实时监测平台上，实时测光站/测风塔的数据也同步展示出来。调度人员通过访问综合展示平台，了解到光电、风电的出力的短期及超短期预测值，同时也能查看到风光能的预测情况，也可以通过对照当前时刻的风速风向等数据，以及历史的风况信息，来判断风光电预测的准确情况。

测光站/测风塔的实时光能信息和风况数据接入风电中心终端后，通过传输传至风光电实时监测系统，对各测光站/测风塔的实时光能信息风况数据能进行图形及报表的展示，便于工作人员对当地的光能信息和风况进行实时掌握。

综上所述，本实用新型还具有以下特点，不同点主要体现在四个方面：

⑴本实用新型是针对百万千瓦级的大规模光伏电站和千万千瓦级的大规模风电基地，针对的是风光电场彼此相连并成区域分布的风光电基地，而不同于原有的单个或小规模风光电基地；

⑵风光资源数据的获取使用的是实时测光站/测风塔，每1分钟记录一次光能信息和风况并实时传输至终端进行应用，而不同于原有测光站/测风塔每10分钟记录一次测光、测风数据，每天两次传送至终端的方式。原有测光站/测风塔的数据只进行一年或半年的数据分析，分析出当地光能信息和风况，而本实用新型中对实时光能信息和风况信息及时采集并加以利用；

⑶针对整个风光电基地进行风光资源测光站/测风塔的布局，考虑测光站/测风塔与光伏电站/风电场之间的相关性及距离位置等因素，进行测光站/测风塔的布局规划，而不同于原有测光站/测风塔只对单个风光电场进行布局考虑；

⑷实时测光站/测风塔的数据应用于风光电超短期预测预报之中，应用于风能预测之中，应用于对当地光能信息和风况的实时监测之中，这些都是之前没有进行的技术。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种包含测光和测风功能的实时监测系统，其特征在于，包括多个测风塔和中心站，所述多个测风塔均和中心站双向通信，所述中心站包括中央处理系统和网络通信设备，所述测风塔包括与中心站的网络通信设备进行通信的遥测站，用于采集光能信息的测光站以及传感器和数据采集设备，提供直流电源的电源模块；所述测光站和传感器通过数据采集设备电连接在遥测站上。

2.根据权利要求1所述的包含测光和测风功能的实时监测系统，其特征在于，所述传感器包括风速仪、风向仪、温湿度计和气压计测量。

3.根据权利要求1或2所述的包含测光和测风功能的实时监测系统，其特征在于，所述遥测站和网络通信设备据包括GPRS模块和天线。

4.根据权利要求1所述的包含测光和测风功能的实时监测系统，其特征在于，所述数据采集设备和遥控站间通过串口通信。

5.根据权利要求1、2或4所述的包含测光和测风功能的实时监测系统，其特征在于，所述数据采集设备的采用ACS300-MM。

6.根据权利要求5所述的包含测光和测风功能的实时监测系统，其特征在于，所述中央处理系统为计算机或服务器。

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