CN205490418U

CN205490418U - 一种光伏电池发电参数监测系统

Info

Publication number: CN205490418U
Application number: CN201620078598.0U
Authority: CN
Inventors: 程海军; 关维国; 任国臣; 孙丽颖; 姜丕杰; 冮明颖; 原琳
Original assignee: Liaoning University of Technology
Current assignee: Liaoning University of Technology
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2026-01-27

Abstract

一种光伏电池发电参数监测系统,涉及太阳能发电发电监测系统，包括数据采集终端、无线通信网络、监控中心和移动终端，数据采集终端与监控中心之间采用GPRS无线连接方式，数据采集终端连接GPRS模块，通过移动通信网络接入Internet网络，连接到固定TCP/IP地址的监控中心；数据采集终端，包括信号检测部分、信号隔离与变换部分、信号调理部分、微控制器CPU、供电电源部分；检测部分与信号隔离变换部分连接，信号隔离变换部分与信号调理部分连接，信号调理部分与微控制器CPU连接，微控制器CPU与GPRS单元连接。通过对每块电池板发电参数的实时监测，能够迅速找出损坏的电池板，找出工作效率较低的电池板，从而提高整个光伏发电系统的发电量。

Description

一种光伏电池发电参数监测系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电监测系统，更具体地说涉及一种光伏电池发电参数监测系统。

背景技术

近年来，由于能源危机的凸显和环境污染的加重，太阳能光伏发电技术得到了广泛应用和高速发展，然而大多数光伏电站建设地点分散、偏远，电池板数量众多，导致对光伏电站的监测维护十分困难和繁琐，消耗大量人力物力。光伏电池阵列的发电量从理论上来说等于其内部所有单块太阳能电池组件所发电量的总和，但其实际的发电量却往往大大低于其理论值，这主要是因为太阳能电池的发电量受到很多因素的影响，一方面，其内部原因有单块电池损坏、电池老化、电池自身特性差异引起的联接组合效率损失等；另一方面，其外界环境因素则包括环境温度、日照强度、表面灰尘、运行时间等也均会引起光伏发电系统发电量、系统效率等的变化。有研究表明，当发电功率相差较大的电池板级联在一起时，会产生“扁担效应”，也就是发电功率较小的那块电池板将会承担越来越重的发电任务，而发电功率较大的电池板却有相当多的电量未被利用。这样，会呈几何倍数地加快功率较小的电池板老化，大大缩短其使用的寿命。这一系列影响因素直接导致理论设计合理的光伏发电系统，在实际运行时发电量与设计要求相差较大，而且会使部分电池的使用寿命大大缩短。因此，通过远程监测技术实现光伏电站实时监测，既可以减少人为干扰、节省人力物力、降低维护费用，实现智能化管理，又可以获得原始测量数据，为系统的改进和优化、以及科学研究提供基础数据，从而提高整个光伏发电系统的发电量，同时能更好地保护太阳能电池，进而延长其使用寿命。现有对光伏电站的监测技术中，更多的是聚焦到电站级，而没有细化到每一块光伏电池板，对提高整个光伏发电系统的发电效率没有指导作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏电池发电参数监测系统，该系统通过对每块电池板发电参数的实时监测，能够迅速的找出损坏的电池板，找出工作效率较低的电池板，从而提高整个光伏发电系统的发电量，同时能更好地保护太阳能电池，进而延长其使用寿命。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种光伏电池发电参数监测系统, 该系统包括数据采集终端、无线通信网络、监控中心和移动终端，数据采集终端与监控中心之间采用GPRS无线连接方式，数据采集终端连接GPRS模块，通过移动通信网络接入Internet网络，连接到固定TCP/IP地址的监控中心；数据采集终端，包括信号检测部分、信号隔离变换部分、信号调理部分、微控制器CPU、供电电源部分；信号检测部分与信号隔离变换部分连接，信号隔离变换部分与信号调理部分连接，信号调理部分与微控制器CPU连接，微控制器CPU与GPRS模块连接，电源与各个模块连接；无线通信网络包括GPRS模块，GPRS模块包括通信接口部分、串口驱动部分、GPRS电路部分、SIM卡电路和天线部分；监控中心由工控机为服务器和管理机，移动终端设备为能够接入网络的台式电脑或笔记本电脑或平板电脑或手机。

所述的一种光伏电池发电参数监测系统，所述的数据采集终端连接每一块光伏电池。

所述的一种光伏电池发电参数监测系统，所述的监控中心包括力控组态系统，与多个监测点数据相连。

本发明具有以下明显的优势和有益的效果：

1、通过对每块电池板发电参数的实时监测，能够迅速的找出损坏的电池板，找出工作效率较低的电池板，从而提高整个光伏发电系统的发电量，同时能更好地保护太阳能电池，进而延长其使用寿命。

2、可以实现多个监测点的数据自动测量及存储，避免人为操作错误；

3、可以实现所有的测量数据上传至监控中心，便于分析、管理及决策；

4、可以实现测量数据的远程无线传输，降低现场工人的劳动强度，节省人力；

5、具有扩展功能，如根据需要，可增加环境温度等参数的监测；

6、监控中心获得的现场数据，可以为专门开发的数据处理软件提供接口，实现光伏发电系统的数据共享；

7、具有WEB发布功能，网络终端设备在用户权限范围内可以随时随地查看系统实时运行情况，满足网络化管理需求；

8、系统具有数据查询与导出、历史报表、越限报警、事件记录、用户管理、绘制趋势曲线、数据分析等功能。

附图说明

图1为本发明光伏电池发电参数监测系统的功能框图；

图2为本发明数据采集终端的功能框图；

图3为本发明数据采集终端的流程图；

图4为本发明监控中心的功能框图；

图5为本发明监控中心的数据处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作详细的说明。

发明光伏电池发电参数监测系统是一套面向太阳能光伏发电监测领域的无线远程智能在线监测系统。

请参阅图1所示，其为本发明光伏电池发电参数监测系统的功能框图，其包括数据采集终端、无线通信网络、监控中心和移动终端，数据采集终端通过GPRS模块实现与监控中心进行无线数据通信。其中，所述的数据采集终端，其对光伏电池发电参数进行采集和转换，并实时接收监控中心下达的指令，根据接收的控制信息实现相应的操作；所述的监控中心，由工控机作为服务器和管理机，应用力控组态软件实现监测显示及数据管理；所述的网络终端设备可以是能够接入网络的台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机等，网络终端设备在用户权限范围内可以通过监控中心设定的网络地址查看系统实时运行状态。系统具有数据查询与导出、历史报表、越限报警、事件记录、用户管理、绘制趋势曲线、数据分析等功能。

请参阅图2所示，其为本发明数据采集终端的功能框图，其包括信号检测部分、信号隔离变换部分、信号调理部分、微控制器CPU、供电电源部分，其中，检测部分与信号隔离变换部分连接，信号隔离变换部分与信号调理部分连接，信号调理部分与微控制器CPU连接，微控制器CPU与GPRS单元连接，电源部分向各个模块供电。

请参阅图3所示，其为本发明数据采集终端的流程图，数据采集终端的CPU通过COM口与GPRS单元连接，运行开始时先对GPRS模块进行初始化，然后按设定的采样频率进行周期性检测数据端口，如果有检测数据，就完成A/D转换、数据处理及打包、数据上传等操作，以实现即时传送检测结果。

请参阅图4所示，其为本发明监控中心的功能框图，监控中心基于连接于因特网的服务器，采用力控组态软件实现，收取数据采集终端数据，发送控制指令。对检测到的数据信息进行显示、保存、分析终端数据及运行状态，如果采集终端设备故障或参数异常，能够发出报警信息。监测系统功能主要有：用户管理、事件记录、故障报警、趋势曲线、数据查询、历史报表。其中，用户管理部分完成用户的登录、用户注销、修改密码、添加或删除用户等；事件记录部分完成系统事件和用户事件的记录和查询；故障报警部分完成参数异常报警和采集终端设备故障报警功能，并可形成报警记录提供查询；趋势曲线部分完成参数的趋势曲线绘制，包括实时曲线和历史曲线；数据查询部分完成历史数据的多种条件查询功能，并可以实现打印或数据导出；历史报表部分完成历史数据的快速报表，包括快速生成日报表和月报表，并可以实现报表打印和导出操作。

请参阅图5所示，其为本发明监控中心的数据处理流程图，力控组态软件提供了功能强大的实时数据库，但不能对用户开放，不利于数据的灵活管理及操作。本发明采用SQL数据库作为嵌接的关系数据库，解决数据灵活管理的问题。

系统具有WEB发布功能，能够连接于因特网的台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机等网络终端设备，在用户权限范围内可以随时随地查看系统实时运行情况，满足网络化管理需求。

本发明通过对每块电池板发电参数的实时监测，能够迅速的找出损坏的电池板，找出工作效率较低的电池板，从而提高整个光伏发电系统的发电量。可以实现多个监测点的数据自动测量及存储，避免人为操作错误；可以实现所有的测量数据上传至监控中心，便于分析、管理及决策；可以实现测量数据的远程无线传输，降低现场工人的劳动强度，节省人力；具有扩展功能，如根据需要，可增加环境温度等参数的监测；监控中心获得的现场数据，可以为专门开发的数据处理软件提供接口，实现光伏发电系统的数据共享；具有WEB发布功能，网络终端设备在用户权限范围内可以随时随地查看系统实时运行情况，满足网络化管理需求；系统具有数据查询与导出、历史报表、越限报警、事件记录、用户管理、绘制趋势曲线、数据分析等功能，界面友好，操作简单。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应该落入本实用新型的权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种光伏电池发电参数监测系统, 其特征在于：该系统包括数据采集终端、无线通信网络、监控中心和移动终端，数据采集终端与监控中心之间采用GPRS无线连接方式，数据采集终端连接GPRS模块，通过移动通信网络接入Internet网络，连接到固定TCP/IP地址的监控中心；数据采集终端，包括信号检测部分、信号隔离变换部分、信号调理部分、微控制器CPU、供电电源部分；信号检测部分与信号隔离变换部分连接，信号隔离变换部分与信号调理部分连接，信号调理部分与微控制器CPU连接，微控制器CPU与GPRS模块连接，电源与各个模块连接；无线通信网络包括GPRS模块，GPRS模块包括通信接口部分、串口驱动部分、GPRS电路部分、SIM卡电路和天线部分；监控中心由工控机为服务器和管理机，移动终端为能够接入网络的台式电脑或笔记本电脑或平板电脑或手机。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电池发电参数监测系统，其特征在于：所述的数据采集终端连接每一块光伏电池。

3.根据权利要求1所述的一种光伏电池发电参数监测系统，其特征在于：所述的监控中心包括力控组态系统，与多个监测点数据相连。

4.根据权利要求3所述的一种光伏电池发电参数监测系统，其特征在于：所述的监控中心力控数据库连接显示及报警设备。