CN205068686U - 一种分布式光伏发电系统组件污染预警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种分布式光伏发电系统组件污染预警系统，包括数据处理单元及其连接的报警装置，数据处理单元与发电系统组件连接，报警装置包括驱动装置和显示播报装置，数据处理单元和报警装置通过无线通信网络连接；数据处理单元包括控制器以及与其连接的信号采集器。本系统可以跟踪光伏发电系统效率的变化，通过采集与计算组件清洁后带来的效率变化，在合适的清洁时间点发出预警，提示应进行组件清洁，报警形象直观，还可以依据无线通信网络，对预警数据和发电系统信息数据进行加密安全通信与传输，可以有效保证分布式光伏发电系统光伏组件的清洁度，保证清洁成本和发电效益的最大化，符合节能环保高效的要求，值得广泛推广与使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏系统检测管理技术领域，尤其涉及一种分布式光伏发电系统组件污染预警系统。
背景技术
布置在屋顶的分布式光伏发电系统的光伏组件，因积灰等原因会降低发电效率，因此应根据组件污染情况进行清洁以保证光伏组件的发电效率。但清洁组件需要成本，据测算，每次清洁1块组件的综合成本约为1元，但是在两次组件清洁期间，如果一块组件发电效率提升带来的收益没有1元时，表明清洁时间点的选择是不合适的。所以，如何能够有效的确定光伏组件清理的合适时间，以便使清理效率和效益达到最大化，是一个很值得研究的经济问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种分布式光伏发电系统组件污染预警系统，能结合现场配电设备的实际工况，根据光伏发电系统监控系统的数据自动分析发电效率的变化，并适时发出预警，提示应进行组件清洁。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种分布式光伏发电系统组件污染预警系统，包括数据处理单元及其连接的报警装置，所述数据处理单元与发电系统组件连接，所述报警装置包括驱动装置和显示播报装置，所述数据处理单元和所述报警装置通过无线通信网络连接。
所述数据处理单元包括控制器以及与其连接的信号采集器；所述信号采集器包括电压信号采集器和电流信号采集器，分别与发电系统组件的线路连接。
所述控制器包括主控芯片以及分别与其连接的数据运算器、数据采集卡，所述数据采集卡通过数据串口与发电系统组件的馈线控制端连接。
所述无线通信网络包括组网设备和数据加密装置，所述组网设备包括网络服务器及其连接的GSM通信模块、蓝牙收发设备。
所述驱动装置与所述控制器连接，包括信号发大器和频率转换器。
所述显示播报装置包括显示视窗和语音播放装置。
本实用新型的核心在于数据处理单元，一方面是根据信号采集器所传递的信号，来实现实时功率的测算，并根据从发电系统组件的馈线控制端所得来的控制参数，利用主控芯片进行数据比对，分析发电效率的变化，另一方面，在比对分析发现需要对组件进行清洁时，会在合适的清洁时间点发出预警，保证清洁成本和发电效益的最大化。
主控芯片可以采用DSP芯片，具有数据计算功能和数据寄存功能，DSP芯片可以连接时钟信号记录装置，记录装置连接分级存储器，实现数据的分时记录和分级记录，以一天为一个短时周期为例，信号采集器可以将电压信号采集器和电流信号采集器的实时数据传递给主控芯片，通过简单相乘计算得到实时功率，同时以一天为时间节点，运用数据运算器对实时功率进行积分，从而得到当天的整体发电量；数据采集卡通过数据串口与发电系统组件的馈线控制端连接，可以采集系统的功率因数、电耗率等数据，根据需要对实时得出的电量进行计算和修正，从而确定一个较为准确的电量实际产出值；主控芯片的数据寄存器中，可以设定电量的费用单价，主控芯片读取数据运算器中得到的电量数据，并对电量与单价进行简单相乘计算，便可以得到以天为单位的发电效益，继而将其存储在分级存储器中。
该系统启动及数据的记录时间点，可以选择在进行过一次清洗之后，在不计算每日光照强度和光照辐射总量所造成的细微差异时，当日的发电效益可以作为一个峰值点。数据运算器可以将当日发电效益作为一个初始值，将次日发电效益作为比较值，以初始值与比较值之差作为变化值重新存入分级存储器中，以此类推，此时便可以得出代表相邻两日发电效益差的一系列递减值。DSP芯片可以通过时钟信号记录装置，设定数据运算器在每日的一个特定时间，将之前所有的递减值做累加计算，并送入DSP芯片的数据寄存器中，与预先设定好的清洁成本值进行比较。当累加得到的数值高于清洁成本时，代表已经达到需要清洁的时间点，此时触发报警装置。
报警装置包括驱动装置和显示播报装置，驱动装置与控制器连接，包括信号发大器和频率转换器，主要作用是将主控芯片发出的报警信号经过信号放大及不同频率的转换分配，送入显示播报装置中，显示播报装置包括显示视窗和语音播放装置，显示视窗一方面可以通过连接分级存储器，将存储器中的相关电量数据进行显示，另一方面可以在报警信号发出后，进行直观警示；而语音播放装置包括语音芯片与功放装置，在需要进行清洁时，可以语音提示工作人员注意，区别于其他报警不直观的方式，可以起到很好的预警作用。
无线通信网络包括组网设备和数据加密装置，所述组网设备包括网络服务器及其连接的GSM通信模块、蓝牙收发设备，GSM通信模块针对的是范围较大的中长距无线网络，蓝牙收发设备针对的是范围较小的无线局域网络，数据加密装置对无线通信网络的安全进行数据信息加密，对于GSM通信模块，可以在通信安全和认证过程中，建立基于数字认证的双向身份认证机制，并在安全接入和安全传输方面，在通信模块和无线网络之间建立加密网关，从而保证能安全、可靠的收发数据；对于蓝牙收发设备，可以使其在蓝牙链路层上通过使用蓝牙设备地址、认证私钥、加密私钥和随机码等多个参数保证通信安全，为数据收发及操作提供方便、安全等有利保证。
本系统可以跟踪光伏发电系统效率的变化，通过采集与计算组件清洁后带来的效率变化，在合适的清洁时间点发出预警，提示应进行组件清洁，报警形象直观，还可以依据无线通信网络，对预警数据和发电系统信息数据进行加密安全通信与传输，可以有效保证分布式光伏发电系统光伏组件的清洁度，保证清洁成本和发电效益的最大化，符合节能环保高效的要求，值得广泛推广与使用。
附图说明
图1是本实用新型配电预警系统的组成结构图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，一种分布式光伏发电系统组件污染预警系统，包括数据处理单元及其连接的报警装置，数据处理单元与发电系统组件连接，报警装置包括驱动装置和显示播报装置，数据处理单元和报警装置通过无线通信网络连接；数据处理单元包括控制器以及与其连接的信号采集器2；信号采集器包括电压信号采集器和电流信号采集器，分别与发电系统组件的线路连接；控制器包括主控芯片1以及分别与其连接的数据运算器3、数据采集卡4，数据采集卡通过数据串口5与发电系统组件的馈线控制端6连接；无线通信网络11包括组网设备和数据加密装置15，组网设备包括网络服务器12及其连接的GSM通信模块13、蓝牙收发设备14；驱动装置与控制器连接，包括信号发大器7和频率转换器8；显示播报装置包括显示视窗9和语音播放装置10。
本实用新型的核心在于数据处理单元，一方面是根据信号采集器所传递的信号，来实现实时功率的测算，并根据从发电系统组件的馈线控制端所得来的控制参数，利用主控芯片进行数据比对，分析发电效率的变化，另一方面，在比对分析发现需要对组件进行清洁时，会在合适的清洁时间点发出预警，保证清洁成本和发电效益的最大化。
主控芯片可以采用DSP芯片，具有数据计算功能和数据寄存功能，DSP芯片可以连接时钟信号记录装置，记录装置连接分级存储器，实现数据的分时记录和分级记录，以一天为一个短时周期为例，信号采集器可以将电压信号采集器和电流信号采集器的实时数据传递给主控芯片，通过简单相乘计算得到实时功率，同时以一天为时间节点，运用数据运算器对实时功率进行积分，从而得到当天的整体发电量；数据采集卡通过数据串口与发电系统组件的馈线控制端连接，可以采集系统的功率因数、电耗率等数据，根据需要对实时得出的电量进行计算和修正，从而确定一个较为准确的电量实际产出值；主控芯片的数据寄存器中，可以设定电量的费用单价，主控芯片读取数据运算器中得到的电量数据，并对电量与单价进行简单相乘计算，便可以得到以天为单位的发电效益，继而将其存储在分级存储器中。
该系统启动及数据的记录时间点，可以选择在进行过一次清洗之后，在不计算每日光照强度和光照辐射总量所造成的细微差异时，当日的发电效益可以作为一个峰值点。数据运算器可以将当日发电效益作为一个初始值，将次日发电效益作为比较值，以初始值与比较值之差作为变化值重新存入分级存储器中，以此类推，此时便可以得出代表相邻两日发电效益差的一系列递减值。DSP芯片可以通过时钟信号记录装置，设定数据运算器在每日的一个特定时间，将之前所有的递减值做累加计算，并送入DSP芯片的数据寄存器中，与预先设定好的清洁成本值进行比较。当累加得到的数值高于清洁成本时，代表已经达到需要清洁的时间点，此时触发报警装置。
报警装置包括驱动装置和显示播报装置，驱动装置与控制器连接，包括信号发大器和频率转换器，主要作用是将主控芯片发出的报警信号经过信号放大及不同频率的转换分配，送入显示播报装置中，显示播报装置包括显示视窗和语音播放装置，显示视窗一方面可以通过连接分级存储器，将存储器中的相关电量数据进行显示，另一方面可以在报警信号发出后，进行直观警示；而语音播放装置包括语音芯片与功放装置，在需要进行清洁时，可以语音提示工作人员注意，区别于其他报警不直观的方式，可以起到很好的预警作用。
无线通信网络包括组网设备和数据加密装置，所述组网设备包括网络服务器及其连接的GSM通信模块、蓝牙收发设备，GSM通信模块针对的是范围较大的中长距无线网络，蓝牙收发设备针对的是范围较小的无线局域网络，数据加密装置对无线通信网络的安全进行数据信息加密，对于GSM通信模块，可以在通信安全和认证过程中，建立基于数字认证的双向身份认证机制，并在安全接入和安全传输方面，在通信模块和无线网络之间建立加密网关，从而保证能安全、可靠的收发数据；对于蓝牙收发设备，可以使其在蓝牙链路层上通过使用蓝牙设备地址、认证私钥、加密私钥和随机码等多个参数保证通信安全，为数据收发及操作提供方便、安全等有利保证。
Claims (4)
1.一种分布式光伏发电系统组件污染预警系统，包括数据处理单元及其连接的报警装置，所述数据处理单元与发电系统组件连接，其特征在于：所述报警装置包括驱动装置和显示播报装置，所述数据处理单元和所述报警装置通过无线通信网络连接；所述无线通信网络包括组网设备和数据加密装置，所述组网设备包括网络服务器及其连接的GSM通信模块、蓝牙收发设备；所述显示播报装置包括显示视窗和语音播放装置。
2.如权利要求1所述的分布式光伏发电系统组件污染预警系统，其特征在于：所述数据处理单元包括控制器以及与其连接的信号采集器；所述信号采集器包括电压信号采集器和电流信号采集器，分别与发电系统组件的线路连接。
3.如权利要求2所述的分布式光伏发电系统组件污染预警系统，其特征在于：所述控制器包括主控芯片以及分别与其连接的数据运算器、数据采集卡，所述数据采集卡通过数据串口与发电系统组件的馈线控制端连接。
4.如权利要求2所述的分布式光伏发电系统组件污染预警系统，其特征在于：所述驱动装置与所述控制器连接，包括信号发大器和频率转换器。
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| CN108268028A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 浙江克里蒂弗机器人科技有限公司 | 光伏电池板清洗工作的智能规划系统及方法 |
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| CN108268028B (zh) * | 2016-12-30 | 2021-08-20 | 浙江克里蒂弗机器人科技有限公司 | 光伏电池板清洗工作的智能规划系统及方法 |
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