CN206004617U - 一种光伏发电监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光伏发电监控系统，应用于光伏发电装置，所述系统包括用于检测光伏发电装置的电流值的电流检测装置，对光伏发电装置进行电流控制的电流控制器。检测光伏发电装置的电压值的电压检测装置，对光伏发电装置进行电压控制的电压控制器。检测光伏发电装置的温度值的温度检测装置，对光伏发电装置进行温度控制的温度控制器。接收电流检测装置、电压检测装置和温度检测装置检测得到的电流值、电压值和温度值并进行存储和显示的监控装置。电流检测装置、电压检测装置和温度检测装置的输入端与光伏发电装置电性连接，输出端与监控装置电性连接。该光伏发电监控系统实现了对光伏发电系统运行状况的实时监控，利于系统的安全、高效运行。

Description

一种光伏发电监控系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用技术领域，具体而言，涉及一种光伏发电监控系统。

背景技术

随着石化能源的日益匮乏和温室效应带来的地球生态环境不断恶化，低碳、环保已成为世界各国社会经济发展的目标和方向。近年来，以太阳能发电为代表的绿色能源，以其独特的优势，得到了快速开发和利用，也成为我国的战略新兴产业。在可预见的未来，随着新能源发电的科技进步和电网建设的日趋完善，太阳能这类绿色能源一定会走进我们的日常生活。然而，光伏发电单元具有设备分散、运行环境严酷的特点，对装置稳定运行特别是通信可靠性有更加严格的要求。因此，有必要对整个光伏发电系统的运行情况进行监控。通过对系统数据的采集、处理和分析等，掌控整个系统的运行状况，以便于及时发现异常情况并采取应对措施。发明人经研究发现，现有技术中，光伏发电系统缺乏实时有效的监控手段，对系统中各个设备的运行状况监控不到位，不利于系统的安全、高效运行。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于，提供一种光伏发电监控系统以解决上述问题。

本实用新型提供一种光伏发电监控系统，应用于光伏发电装置，所述光伏发电监控系统包括：

检测所述光伏发电装置的电流值的电流检测装置；

检测所述光伏发电装置的电压值的电压检测装置；

检测所述光伏发电装置的温度值的温度检测装置；

接收所述电流检测装置、所述电压检测装置和所述温度检测装置检测得到的电流值、电压值和温度值并进行存储和显示的监控装置；

连接于所述光伏发电装置与所述监控装置、控制所述光伏发电装置的电流大小的电流控制器；

连接于所述光伏发电装置与所述监控装置、控制所述光伏发电装置的电压大小的电压控制器；

连接于所述光伏发电装置的温度控制系统与所述监控装置、控制所述光伏发电装置的温度的温度控制器；

所述电流检测装置、所述电压检测装置和所述温度检测装置的输入端与所述光伏发电装置电性连接，输出端与所述监控装置电性连接。

进一步地，所述监控装置包括处理器、存储器及显示器，所述处理器与所述存储器和所述显示器电性连接，所述处理器与所述电流控制器、所述电压控制器和所述温度控制器通信连接。

进一步地，所述光伏发电装置包括光伏发电组件、蓄电池组、汇流箱及逆变器；

所述汇流箱电性连接于所述光伏发电组件和所述逆变器之间，所述蓄电池组包括多个蓄电池，所述多个蓄电池分别与所述光伏发电组件和所述汇流箱电性连接，所述逆变器与所述电流控制器、所述电压控制器和所述温度控制器通信连接。

进一步地，所述光伏发电组件包括太阳能追踪装置及多个呈阵列式分布的太阳能电池组件，所述太阳能追踪装置设置在所述多个太阳能电池组件上，所述多个太阳能电池组件分别与所述蓄电池组和所述汇流箱电性连接。

进一步地，所述光伏发电装置还包括充放电装置，所述充放电装置设置在所述汇流箱和所述蓄电池组之间，分别与所述汇流箱和所述蓄电池组电性连接。

进一步地，所述光伏发电监控系统还包括用于存储所述光伏发电装置工作状态信息的数据库服务器，所述数据库服务器与所述电流控制器、所述电压控制器、所述温度控制器和所述监控装置通信连接。

进一步地，所述光伏发电监控系统还包括用于对所述光伏发电装置进行远程监控的远程主控装置，所述远程主控装置与所述数据库服务器通信连接。

进一步地，所述光伏发电监控系统还包括当监测到所述光伏发电装置发生故障时，发出报警信息并将所述报警信息发送至所述数据库服务器的报警装置。

进一步地，所述光伏发电监控系统还包括交换机，所述交换机与所述电流控制器、所述电压控制器、所述温度控制器、所述报警装置和所述数据库服务器通信连接。

进一步地，所述光伏发电监控系统还包括采集环境数据的环境监测装置，所述环境监测装置与所述交换机通信连接。

本实用新型提供的一种光伏发电监控系统，该系统应用于光伏发电装置。所述系统包括用于检测光伏发电装置的电流值的电流检测装置，对光伏发电装置进行电流控制的电流控制器。检测光伏发电装置的电压值的电压检测装置，对光伏发电装置进行电压控制的电压控制器。检测光伏发电装置的温度值的温度检测装置，对光伏发电装置进行温度控制的温度控制器。接收电流检测装置、电压检测装置和温度检测装置检测得到的电流值、电压值和温度值并进行存储和显示的监控装置。该光伏发电监控系统实现了对光伏发电系统运行状况的实时监控，利于系统的安全、高效运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种光伏发电监控系统的结构框图。

图2为本实用新型实施例提供的一种光伏发电装置的结构框图。

图3为本实用新型实施例提供的另一种光伏发电监控系统的结构框图。

图4为本实用新型实施例提供的另一种光伏发电监控系统的结构框图。

图标：100-光伏发电装置；110-光伏发电组件；111-太阳能电池组件；112-太阳能追踪装置；120-汇流箱；130-逆变器；140-蓄电池组；150-充放电装置；200-监控装置；210-存储器；220-处理器；230-显示器；310-电流检测装置；320-电压检测装置；330-温度检测装置；340-电流控制器；350-电压控制器；360-温度控制器；370-报警装置；380-环境监测装置；400-数据库服务器；500-远程主控装置；600-交换机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种光伏发电监控系统，所述光伏发电监控系统应用于光伏发电装置100。所述光伏发电监控系统包括监控装置200、电流检测装置310、电压检测装置320、温度检测装置330、电流控制器340、电压控制器350及温度控制器360。

所述电流检测装置310、所述电压检测装置320和所述温度检测装置330的输入端与所述光伏发电装置100电性连接，输出端与所述监控装置200电性连接。所述电流控制器340连接于所述光伏发电装置100和所述监控装置200之间。所述电压控制器350连接于所述光伏发电装置100和所述监控装置200之间。所述温度控制器360连接于所述光伏发电装置100的温度控制系统和所述监控装置200之间。

请参阅图2，所述光伏发电装置100包括光伏发电组件110、汇流箱120、逆变器130及蓄电池组140。所述汇流箱120电性连接于所述光伏发电组件110和所述逆变器130之间。所述蓄电池组140包括多个蓄电池，所述多个蓄电池分别与所述光伏发电组件110和所述汇流箱120电性连接。所述逆变器130与所述电流控制器340、所述电压控制器350和所述温度控制器360通信连接。

所述光伏发电组件110包括太阳能追踪装置112及多个呈阵列式分布的太阳能电池组件111。所述太阳能追踪装置112设置在所述多个太阳能电池组件111上。所述多个太阳能电池组件111分别与所述蓄电池组140和所述汇流箱电性连接。

所述太阳能电池组件111的作用是将太阳的辐射能转换为电能。所述太阳能电池组件111可以为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池等。可选地，本实施例中，所述太阳能电池组件111为单晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定，在阴雨天或阳光相对不是很充足的地区也可以使用。本实施例中，所述太阳能电池组件111设置有多个。可选地，多个所述太阳能电池组件111串联连接。所述多个太阳能电池组件111下端由一支架固定支撑，所述支架起到固定所述太阳能电池组件111的作用。

所述太阳能追踪装置112设置在所述太阳能电池组件111上，通过调节所述支架使得太阳光保持垂直照射在所述太阳能电池组件111上，从而提高太阳能的吸收率和转化率。

所述蓄电池组140是整个光伏发电系统的储能装置，同时也是所述光伏发电监控系统的后备电源，为照明、通信及设备维护提供电源保障。正确的选择所述蓄电池组140十分关键，可选地，在选用时，所述蓄电池组140需满足以下要求：低自放电、长寿命、少维护及高充电效率等。

所述汇流箱120设置在所述光伏发电组件110和所述逆变器130之间，用于减少所述光伏发电组件110和所述逆变器130之间的连线。可选地，为了提高系统的可靠性和实用性，一般在所述汇流箱120中配置光伏专用直流防雷模块、直流熔断器及断路器等，以便于用户能及时、准确地掌握太阳能电池组件111的工作情况。可选地，一般将一定数量、规格相同的所述太阳能电池组件111串联起来，组成一个个光伏阵列。然后将多个所述光伏阵列并联接入到所述汇流箱120，电流在所述汇流箱120内汇流后，通过控制器、逆变器130等构成完整的光伏发电系统，实现与市电并网。

可选地，在所述蓄电池组140与所述汇流箱120之间还连接有充放电装置150，所述充放电装置150具有恒流放电、在线监测及快速容量分析等功能。

请再次参阅图1，所述监控装置200包括存储器210、处理器220及显示器230。所述处理器220与所述存储器210和所述显示器230电性连接，所述处理器220与所述电流控制器340、所述电压控制器350和所述温度控制器360通信连接。

所述电流检测装置310的输入端和所述逆变器130连接，输出端和所述处理器220连接。所述电流检测装置310用于检测所述逆变器130的输出电流，可选地，可采用阻性分流器、互感器及霍尔传感器等来实现检测电流的功能。在本实施例中，采用霍尔传感器进行电流检测，霍尔传感器是利用半导体霍尔元件霍尔效应实现磁电转换的一种传感器。霍尔传感器结合了阻性分流器和互感器的优点，既可检测交流，也可检测直流，甚至可以检测瞬态峰值。具有灵敏度高、线性度好、稳定性好、体积小及耐高温等优点。

所述电压检测装置320的输入端和所述逆变器130连接，输出端和所述处理器220连接。可选地，采用电阻分压的方法来采集系统电压。

所述温度检测装置330的输入端与所述汇流箱120和所述逆变器130内部的温度控制系统相连，输出端与所述处理器220相连，用于检测所述汇流箱120和所述逆变器130等设备的内部温度值。通过监测各设备运行过程中的温度值，保障系统的安全运行。可选地，所述温度检测装置330可采用双金属温度计、热电偶、热电阻及辐射式温度计等。

所述处理器220将接收到的所述电流检测装置310、所述电压检测装置320及所述温度检测装置330检测得到的电流值、电压值和温度值进行数据处理。并将所述数据信息发送至所述存储器210进行数据存储、发送至所述显示器230进行数据显示。所述处理器220在进行数据处理之后，向所述电流控制器340、所述电压控制器350及所述温度控制器360发出控制调节指令，使所述电流控制器340、所述电压控制器350及所述温度控制器360实现对所述光伏发电装置100中的各设备的电流值、电压值及温度值的实时控制。

请参阅图3，是本实用新型实施例提供的另一种光伏发电监控系统的结构框图。可选地，在本实施例中，所述光伏发电监控系统还包括报警装置370，所述报警装置370分别与所述光伏发电装置100中各设备及所述处理器220相连。所述报警装置370用于在监测到所述光伏发电装置100中各设备发生故障时，发出报警信息并将所述报警信息发送至所述处理器220。以便于工作人员能及时发现系统设备的故障，保障系统的安全运行。

可选地，所述光伏发电监控装置200还包括环境监测装置380，所述环境监测装置380与所述处理器220连接。所述环境监测装置380用于监测所述系统中各设备所处环境的环境参数，包括风速、环境温度及太阳辐射量等。

请参阅图4，是本实用新型实施例提供的另一种光伏发电监控系统的结构框图。可选地，在本实施例中，所述光伏发电监控系统还包括数据库服务器400和远程主控装置500。所述数据库服务器400与各检测装置、各控制器、所述监控装置200和所述远程主控装置500连接。所述数据库服务器400用于保存从所述电流检测装置310、所述电压检测装置320和所述温度检测装置330接收到的电流值、电压值和温度值。并且，所述数据库服务器400将接收到的数据信息发送至所述监控装置200和所述远程主控装置500。从而使得所述监控装置200实现对所述光伏发电装置100的现场监控，所述远程主控装置500实现对所述光伏发电装置100的远程监控。

可选地，在本实施例中，所述光伏发电监控系统还包括交换机600。所述交换机600与所述各检测装置、所述各控制器和所述数据库服务器400通信连接。所述交换机600是一种应用于工业控制领域的以太网交换机设备，所采用的网络标准其开放性好、应用广泛，能实现灵活组网。

本实用新型实施例提供的光伏发电监控系统是基于IEC-61850标准建模的。在检测所述汇流箱120、所述逆变器130等设备数据时，即根据所述设备的说明书生成对应的符合IEC-61850标准的智能设备的配置描述(IED Configuration Description,ICD)文件。并且将各设备的各个数据点的点号以短地址的形式保存在该设备的ICD文件中。若设备为串口通信设备，则将通信参数以私有节点的方式存放到ICD文件中。

将光伏发电系统中所有通信设备的ICD文件导入到本实用新型实施例提供的光伏发电监控系统中，所述系统会根据导入的所述ICD文件，生成适用于本实用新型提供的光伏发电监控系统的各通信设备的ICD文件。

IEC-61850通信标准的帧格式定义中包含数据描述信息，无需人工核实数据信息。并且该标准对系统内各种设备的应用逻辑、设备之间的通信格式都提出了严格的规定，并给出了各设备间互操作测试的方案，大大降低了系统内不同厂商设备间互联互通时的工作量。

本实用新型提供的基于IEC-61850标准的光伏发电监控系统，最大程度地保留了系统中各通信设备，如所述汇流箱120、所述逆变器130等的数据信息。为光伏智能发电系统的高级应用提供了坚实的数据基础。更好的满足了系统的通信要求，现场调试更为方便。

此外，本实用新型实施例提供的光伏发电监控系统还可基于IEC104通信标准进行建模。通过增加一层网关程序，将IEC104通信转成IEC61850通信。采用IEC104通信标准，对于已建立的光伏发电监控系统无需做大的改动，只需要增加一层IEC104到IEC61850的通信转换即可。同样可以满足智能发电系统的通信要求，方便现场调试。

综上所述，本实用新型提供的一种应用于光伏发电装置100的光伏发电监控系统，所述系统包括用于检测所述光伏发电装置100的电流值的电流检测装置310，对所述光伏发电装置100进行电流控制的电流控制器340。检测所述光伏发电装置100的电压值的电压检测装置320，对所述光伏发电装置100进行电压控制的电压控制器350。检测所述光伏发电装置100的温度值的温度检测装置330，对所述光伏发电装置100进行温度控制的温度控制器360。以及接收所述电流检测装置310、所述电压检测装置320和所述温度检测装置330检测得到的电流值、电压值和温度值并进行存储和显示的监控装置200。所述光伏发电监控系统实现了对光伏发电系统运行状况的实时监控，利于系统的安全、高效运行。

此外，所述光伏发电监控系统是基于IEC-61850标准建模，最大程度地保留了系统中各通信设备的数据信息。为智能光伏发电系统的高级应用提供了坚实的数据基础。更好的满足了系统的通信要求，现场调试更为方便。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种光伏发电监控系统，应用于光伏发电装置，其特征在于，所述光伏发电监控系统包括：

检测所述光伏发电装置的电流值的电流检测装置；

检测所述光伏发电装置的电压值的电压检测装置；

检测所述光伏发电装置的温度值的温度检测装置；

接收所述电流检测装置、所述电压检测装置和所述温度检测装置检测得到的电流值、电压值和温度值并进行存储和显示的监控装置；

连接于所述光伏发电装置与所述监控装置、控制所述光伏发电装置的电流大小的电流控制器；

连接于所述光伏发电装置与所述监控装置、控制所述光伏发电装置的电压大小的电压控制器；

连接于所述光伏发电装置的温度控制系统与所述监控装置、控制所述光伏发电装置的温度的温度控制器；

所述电流检测装置、所述电压检测装置和所述温度检测装置的输入端与所述光伏发电装置电性连接，输出端与所述监控装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述监控装置包括处理器、存储器及显示器，所述处理器与所述存储器和所述显示器电性连接，所述处理器与所述电流控制器、所述电压控制器和所述温度控制器通信连接。

3.根据权利要求1所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述光伏发电装置包括光伏发电组件、蓄电池组、汇流箱及逆变器；

所述汇流箱电性连接于所述光伏发电组件和所述逆变器之间，所述蓄电池组包括多个蓄电池，所述多个蓄电池分别与所述光伏发电组件和所述汇流箱电性连接，所述逆变器与所述电流控制器、所述电压控制器和所述温度控制器通信连接。

4.根据权利要求3所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述光伏发电组件包括太阳能追踪装置及多个呈阵列式分布的太阳能电池组件，所述太阳能追踪装置设置在所述多个太阳能电池组件上，所述多个太阳能电池组件分别与所述蓄电池组和所述汇流箱电性连接。

5.根据权利要求4所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述光伏发电装置还包括充放电装置，所述充放电装置设置在所述汇流箱和所述蓄电池组之间，分别与所述汇流箱和所述蓄电池组电性连接。

6.根据权利要求1所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述光伏发电监控系统还包括用于存储所述光伏发电装置工作状态信息的数据库服务器，所述数据库服务器与所述电流控制器、所述电压控制器、所述温度控制器和所述监控装置通信连接。

7.根据权利要求6所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述光伏发电监控系统还包括用于对所述光伏发电装置进行远程监控的远程主控装置，所述远程主控装置与所述数据库服务器通信连接。

8.根据权利要求7所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述光伏发电监控系统还包括当监测到所述光伏发电装置发生故障时，发出报警信息并将所述报警信息发送至所述数据库服务器的报警装置。

9.根据权利要求8所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述光伏发电监控系统还包括交换机，所述交换机与所述电流控制器、所述电压控制器、所述温度控制器、所述报警装置和所述数据库服务器通信连接。

10.根据权利要求9所述的光伏发电监控系统，其特征在于，所述光伏发电监控系统还包括采集环境数据的环境监测装置，所述环境监测装置与所述交换机通信连接。