CN205015692U - 基于2.4g无线通讯的光伏组件远程监控系统 - Google Patents
基于2.4g无线通讯的光伏组件远程监控系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，包括汇流箱、多个光伏组串，还包括组件监控单元、信号处理装置、ID配置装置，所述光伏组串由多个组件串联组成；所述汇流箱包括多对端口，每对端口分别设置为S+、S-，每个光伏组串连接在S+、S-两个端口之间，多个光伏组串相互并联在汇流箱上；所述组件监控单元并联在每个组件上，用于采集组件的信息；所述信号处理装置用于汇总所有组件信息，并发送给上位机；所述ID配置装置用于配置组件监控单元、信号处理装置的ID；所述组件监控单元、信号处理装置、ID配置装置之间均通过2.4G无线网络通讯。本实用新型部署简单、实施便利、成本低、适应性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，属于光伏组件监控技术领域。
背景技术
光伏电站是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统，属国家鼓励的绿色能源项目。光伏发电系统主要组成设备是光伏组件，它的工作状态和老化程度关系到整个光伏电站的运行状况和发电效率，所以对光伏组件运行状态进行实时监控显得尤为重要。现有的应用中，大多只能监控到整个组串，无法获得单个组件的参数。
针对每个组件进行监测，可及时发现组件故障，提升光伏电站的整体运行及维护能力。但是，会带来如下问题与缺陷：
1.实施难度大，光伏组件数量大，对每一个组件监控装置进行配置会带来极大的工作量。
2．通讯模块成本高，现有技术中利用FM或RFID通讯模块进行信号收发，由于FM或RFID通讯模块价格较高，将会极大地提高整个电站的建设成本。
3．受环境影响大，光伏组件的排布受环境影响很大，无线通讯的距离需求相应变化较大，如何选择通讯模块不同收发功率，对光伏组件监控系统成本控制提出了要求。
实用新型内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，包括汇流箱、多个光伏组串，还包括组件监控单元、信号处理装置、ID配置装置，所述光伏组串由多个组件串联组成；所述汇流箱包括多对端口，每对端口分别设置为S+、S-，每个光伏组串连接在S+、S-两个端口之间，多个光伏组串相互并联在汇流箱上；所述组件监控单元并联在每个组件上，用于采集组件的信息；所述信号处理装置用于汇总所有组件信息，并发送给上位机；所述ID配置装置用于配置组件监控单元、信号处理装置的ID；所述组件监控单元、信号处理装置、ID配置装置之间均通过2.4G无线网络通讯。
所述组件监控单元包括电流采集模块、电压采集模块、模数转换模块、单片机、无线通讯模块，所述电流采集模块、电压采集模块分别与模数转换模块相连接，所述模数转换模块与单片机相连接，无线通讯模块与单片机相连接；所述单片机用于电流采集模块、电压采集模块采集电流、电压参数，用于控制无线通讯模块发送、接收信息。
所述信号处理装置包括RS485通讯模块、ARM处理器、无线通讯模块，所述RS485通讯模块、无线通讯模块均与ARM处理器相连接，ARM处理器用于控制RS485通讯模块、无线通讯模块发送、接收信息。
所述ID配置装置：液晶触屏、ID设置模块、单片机、无线通讯模块，所述液晶触屏、ID设置模块、无线通讯模块均与单片机相连接，所述液晶触屏用于输入信息；所述ID设置模块用于配置组件监控单元、信号处理装置的ID，并配置信息收发路径；所述单片机用于控制无线通讯模块、ID设置模块发送、接收信息。
作为优选方案，每个光伏组串中离信号处理装置最近的组件监控单元通过ID配置装置设置为接收转发单元，所述接收转发单元用于接收转发每个光伏组串中其它组件监控单元的信息，汇总后与信号处理装置进行通讯。
作为优选方案，所述无线通讯模块均设置为NRF24L01。
作为优选方案，所述ID配置装置设置为手持设置。
有益效果：本实用新型提供的基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，通过组件监控单元监控光伏电站所有组件的电压、电流两个参数，从而实现对光伏电站组件级监控和老化状态评估的目的。所有组件监控单元出厂设置相同，无须进行区分，仅通过ID配置装置的配置就可以在上位机获得所有组件监控单元的对应信息。所有组件监控单元是否需要配置接收转发单元、配置几个接收转发单元，可根据实际情况灵活变化。系统对组件监控单元的无线模块信号收发范围要求低，20m左右的信号范围即可确保电站对所有组件监控的全覆盖，大大增强了监控系统的环境适应性。本设计部署简单、实施便利、成本低、适应性强。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为组件监控单元的结构示意图；
图3为信号处理装置的结构示意图；
图4为ID配置装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1所示，一种基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，包括汇流箱5、多个光伏组串1，还包括组件监控单元2、信号处理装置3、ID配置装置4，所述光伏组串1由多个组件11串联组成；所述汇流箱5包括多对端口，每对端口分别设置为S+、S-，每个光伏组串1连接在S+、S-两个端口之间，多个光伏组串1相互并联在汇流箱5上；所述组件监控单元2并联在每个组件11上，用于采集组件的信息；所述信号处理装置3用于汇总所有组件信息，并发送给上位机；所述ID配置装置4用于配置组件监控单元2、信号处理装置3的ID；所述组件监控单元2、信号处理装置3、ID配置装置4之间均通过2.4G无线网络通讯。
如图2所示，所述组件监控单元2包括电流采集模块21、电压采集模块22、模数转换模块23、单片机24、无线通讯模块25，所述电流采集模块21、电压采集模块22分别与模数转换模块23相连接，所述模数转换模块23与单片机24相连接，无线通讯模块25与单片机24相连接；所述单片机24用于电流采集模块、电压采集模块采集电流、电压参数，用于控制无线通讯模块发送、接收信息。
如图3所示，所述信号处理装置3包括RS485通讯模块31、ARM处理器32、无线通讯模块33，所述RS485通讯模块31、无线通讯模块33均与ARM处理器32相连接，ARM处理器32用于控制RS485通讯模块、无线通讯模块发送、接收信息。
如图4所示，所述ID配置装置4：液晶触屏41、ID设置模块42、单片机43、无线通讯模块44，所述液晶触屏41、ID设置模块42、无线通讯模块44均与单片机43相连接，所述液晶触屏41用于输入信息；所述ID设置模块42用于配置组件监控单元、信号处理装置的ID，并配置信息收发路径；所述单片机43用于控制无线通讯模块、ID设置模块发送、接收信息。
具体使用方式如下：实施时，先将每个光伏组串连接在S+、S-两个端口之间，多个光伏组串相互并联在汇流箱上；再将组件监控单元并联在每个组件上；信号处理装置、组件监控单元与光伏组串的连接方式不改变电站的拓扑结构；最后利用手持ID配置装置，对所有组件监控单元、信号处理装置进行ID快速配置，所有组件监控单元出厂设置、烧录程序相同，每个组件监控单元拥有两个通讯地址，一个为所有单元相同的配置地址，一个为每个单元独有的通讯地址，使用单片机内部固化的每个单片机独有的FID作为该组件通讯单元的通讯地址，保证了每个组件单元的唯一性。使用手持ID配置装置对组件监控单元进行配置时，ID配置装置对配置地址广播配置信号，由于所有组件监控单元配置地址相同，故ID配置装置设计采用信号发射距离在0.5米以内的PCB天线，确保配置过程中ID配置装置和组件监控单元一对一通讯，不会受到相邻单元的干扰。
每个光伏组串的组件监控单元进行顺次配置，将离信号处理装置最近的一个组件监控单元配置为接收转发单元，其它的组件监控单元设置为下属的组件监控单元；按此方法，配置完成剩余的光伏组串中的组件监控单元；每个光伏组串中的接收转发单元获得下属的所有组件监控单元的信息后，发送给信号处理装置，并通过RS485通讯模块发送给上位机，完成监控系统的组网工作。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，包括汇流箱、多个光伏组串，其特征在于：还包括组件监控单元、信号处理装置、ID配置装置，所述光伏组串由多个组件串联组成；所述汇流箱包括多对端口，每对端口分别设置为S+、S-，每个光伏组串连接在S+、S-两个端口之间，多个光伏组串相互并联在汇流箱上；所述组件监控单元并联在每个组件上，用于采集组件的信息；所述信号处理装置用于汇总所有组件信息，并发送给上位机；所述ID配置装置用于配置组件监控单元、信号处理装置的ID；所述组件监控单元、信号处理装置、ID配置装置之间均通过2.4G无线网络通讯。
2.根据权利要求1所述的基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，其特征在于：所述组件监控单元包括电流采集模块、电压采集模块、模数转换模块、单片机、无线通讯模块，所述电流采集模块、电压采集模块分别与模数转换模块相连接，所述模数转换模块与单片机相连接，无线通讯模块与单片机相连接；所述单片机用于电流采集模块、电压采集模块采集电流、电压参数，用于控制无线通讯模块发送、接收信息。
3.根据权利要求1所述的基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，其特征在于：所述信号处理装置包括RS485通讯模块、ARM处理器、无线通讯模块，所述RS485通讯模块、无线通讯模块均与ARM处理器相连接，ARM处理器用于控制RS485通讯模块、无线通讯模块发送、接收信息。
4.根据权利要求1所述的基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，其特征在于：所述ID配置装置：液晶触屏、ID设置模块、单片机、无线通讯模块，所述液晶触屏、ID设置模块、无线通讯模块均与单片机相连接，所述液晶触屏用于输入信息；所述ID设置模块用于配置组件监控单元、信号处理装置的ID，并配置信息收发路径；所述单片机用于控制无线通讯模块、ID设置模块发送、接收信息。
5.根据权利要求1所述的基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，其特征在于：每个光伏组串中离信号处理装置最近的组件监控单元通过ID配置装置设置为接收转发单元，所述接收转发单元用于接收转发每个光伏组串中其它组件监控单元的信息，汇总后与信号处理装置进行通讯。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，其特征在于：所述无线通讯模块均设置为NRF24L01。
7.根据权利要求1所述的基于2.4G无线通讯的光伏组件远程监控系统，其特征在于：所述ID配置装置设置为手持设置。
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|---|---|---|---|---|
| CN107222168A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-29 | 安徽大恒能源科技有限公司 | 基于868MHz无线通讯的光伏组件监控方法及其系统 |
| CN109002585A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-14 | 上海威惠智能科技有限公司 | 光伏组件电气连接属性配置装置与方法 |
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