CN206725792U - 实时气象信息与电信息采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实时气象信息与电信息采集装置，包括传感器单元、信号调理变送单元、辅助电源单元和数据采集处理单元；首先，本实用新型根据有人值守和无人值守分为固定式系统和非固定式系统；其次，本实用新型采用全数字化无纸化数据记录；最后，工作人员还可以随时查看数据，为后期的复检和数据统计带来了极大的方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏组件温度预测发电技术领域，具体涉及一种实时气象信息与电信息采集装置。
背景技术
太阳能光伏发电是利用太阳能电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换为电能的一种发电形式。现阶段，太阳能的推广应用日益呈现方兴未艾的世界潮流，太阳能产业成为全球蓬勃兴起的新能源产业之一。开发利用清洁、安全、环保的太阳能成为人类社会缓解日益加剧的能源短缺的共同选择和治理严峻环境污染的有生力量。电网的稳定运行需要在供需双方之间保持一定的平衡，即根据用户的消耗变化，预先安排火电、水电等发电机组的开启和关停，从而相应地调整供应的总功率。由于光伏发电受天气的影响较大，且不能像火电及水电一样自由控制，所以光伏电站发电的输出功率具有剧烈变化及间歇性等特点。由此，光伏电站并入电网必将对电网的平衡产生巨大影响。
1)调峰问题。随着天气的变化，光伏电站的输出功率剧烈变化，严重影响电网的调峰；
2)电网稳定问题。在电网发生大扰动时，光伏电站由于不具备低电压穿越能力，容易退出运行从而对电网带来二次冲击，影响电网的暂态稳定性；所以对光伏电站输出功率进行有效监测和预测，把光伏电站输出功率纳入电网的发电计划编制，并参与实时调度，是保证电网稳定经济运行的重要措施之一。从而能够实施发电运行自动控制，实现多元电源联合调度。
实用新型内容
本实用新型的提供一种实时气象信息与电信息采集装置，能够实时采集天气数据信息和电信息来预测光伏组件的工作温度，提高了光伏电站发电预测精度。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种实时气象信息与电信息采集装置，包括固定实验平台、非固定实验平台和辅助电源单元；所述的辅助电源单元用于给固定实验平台、非固定实验平台供电；所述固定实验平台的气象数据与电数据采集单元包括板温测量传感器、环境温度测量传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、气压传感器、斜面辐射强度传感器、水平辐射强度传感器和采集功率的三相功率变送器，所述风向传感器通过风向变送器与数据记录仪连接，所述风速传感器通过风速变送器与数据记录仪连接，所述板温测量传感器、环境温度测量传感器、湿度传感器、气压传感器、斜面辐射强度传感器、水平辐射强度传感器和采集功率的三相功率变送器均与数据记录仪连接，数据记录仪与监控计算机连接。
所述非固定实验平台的气象数据与电数据采集单元包括板温测量传感器、环境温度测量传感器、风速测量传感器、斜面辐射强度测量传感器和采集功率的三相功率变送器，所述板温测量传感器、环境温度测量传感器、风速测量传感器、斜面辐射强度测量传感器和采集功率的三相功率变送器均与非固定数据记录仪连接，非固定数据记录仪采用日置电机公司的LR8431-30型数据采集仪，LR8431-30型数据采集仪使用U盘为记录介质。
所述辅助电源单元采用逆变器。
斜面辐射强度测量传感器的测量采用的是Licor公司的硅光辐射计，
板温测量传感器测量采用T型热电偶。
测量功率采用上海安科瑞公司的三相功率变送器测量。
信号调理变送单元用于将所有输出信号都采用相应的信号变送器将信号统一调理为4~20mA的电流信号；
信号调理变送单元采用变送器。
对于固定实验平台，数据采集处理单元模拟的电流信号转化为数字信号与监控计算机通信，写入数据库。
对于非固定实验平台，所述的数据采集处理单元模拟的电流信号转化为数字信号以电子表格的形式写入储存介质。
数据采集处理单元采用模数转换器。
所述储存介质采用U盘。
全数字无纸化记录，对运行情况可以实时监测。
固定实验平台的设计如下：
其中并网发电系统的运行数据由SMA Sunny Boy Control Plus 完成。所用传感器具体参数如表31所示。各传感器输出信号不同，有数字信号也有模拟输出，有电压信号也有电流信号。考虑到信号的传输距离较远，电流以外的其他信号容易在传输中受到干扰，因此所有输出信号都采用相应的信号变送器将信号统一调理为4~20mA的电流信号，数据采集装置采用数据记录仪完成，数据记录仪既可独立工作存储历史数据也可与监控计算机保持连接，可以持续记录传感器数据并保存到数据库中。
固定测量实验平台可记录板温，环境温度，相对湿度，风速，风向，气压，斜面辐射强度，水平辐射强度和三相功率。所用传感器及变送器如下表。数据记录仪与PC机连接，可以在数据记录仪显示屏上读出当前各气象参数数据，也可以从PC机上得到历史记录曲线和历史记录数据。PC机使用Lab VIEW软件管理数据。
对比于实验平台，非固定实验平台就需要性能更好的数据记录仪，可以直接保存数据为电子表格，且有内部时钟。最终选取日置电机公司的LR8431-30型数据采集仪，使用U盘为记录介质。这种数据记录仪体积小，功能强大。具备定时开始/结束记录数据功能。且内部集成热电偶测量电路，具备自动冷端补偿的能力。采用U盘记录数据方便后期处理。系统内部含有时钟模块，每一条数据都有年月日时分秒数据。
辐射强度的测量采用的是Licor公司的硅光辐射计，这种辐射计对比于热电辐射计响应速度快，测量精度高且体积，重量更小，方便携带。
板温测量采用T型热电偶，配合数据记录仪不需要其他信号处理电路。测量精度高。实际现场采用胶带粘贴到光伏阵列背板上即可。操作方便。
风速，温度传感器与固定式实验平台相同。但是省略了风向，气压、湿度传感器。
测量功率采用上海安科瑞公司的三相功率变送器测量。此变送器额定输入电压为380V，因此不需要电压互感器直接并联到市电即可采样电压信号。电流信号采用开合式电流互感器。考虑到逆变器最大输出电流不到20A而功率变送器额定输入电流为1A，因此采用变比20/1的电流互感器。功率变送器输出信号为4~20mA电流信号，于是在记录仪侧并联电阻转化为电压信号测量。
采用0.5级精度的电流互感器，确保电流采样的精确度。
另外考虑到户外复杂的天气状况，所有不防水的设备都必须固定于防水箱中。以免造成设备损坏。
考虑到非固定实验平台需要精简设备，采用额定功率2500W的插线板，此插线板有三个插座，每个插座均有开关。固定插线板在防水箱给直流辅助电源和数据记录仪供电。考虑到直流电源和数据记录仪的功率很小，因此插线板上的开关满足要求。风速温度传感器需要直流电源。直流电源也固定在防水箱中。具体现场接线图如图3。
与固定实验平台不同，非固定实验平台要尽量减少设备。在选择传感器时尽量选择输出信号是模拟电压或模拟电流的。这样就可以省去信号变送器。且所所有设备都在实验现场安装，通常是楼顶。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
图1为固定实验平台示意图；
图2为非固定实验平台示意图；
图3为非固定实验平台现场接线示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图3对本实用新型技术方案进一步展示，具体实施方式如下：
实施例一：
一种实时气象信息与电信息采集装置，包括固定实验平台、非固定实验平台和辅助电源单元；
所述的辅助电源单元用于给固定实验平台、非固定实验平台供电；
所述固定实验平台的气象数据与电数据采集单元包括板温测量传感器、环境温度测量传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、气压传感器、斜面辐射强度传感器、水平辐射强度传感器和采集功率的三相功率变送器，所述风向传感器通过风向变送器与数据记录仪连接，所述风速传感器通过风速变送器与数据记录仪连接，所述板温测量传感器、环境温度测量传感器、湿度传感器、气压传感器、斜面辐射强度传感器、水平辐射强度传感器和采集功率的三相功率变送器均与数据记录仪连接，数据记录仪与监控计算机连接。
所述非固定实验平台的气象数据与电数据采集单元包括板温测量传感器、环境温度测量传感器、风速测量传感器、斜面辐射强度测量传感器和采集功率的三相功率变送器，所述板温测量传感器、环境温度测量传感器、风速测量传感器、斜面辐射强度测量传感器和采集功率的三相功率变送器均与非固定数据记录仪连接，非固定数据记录仪采用日置电机公司的LR8431-30型数据采集仪。LR8431-30型数据采集仪使用U盘为记录介质。
信号调理变送单元用于将所有输出信号都采用相应的信号变送器将信号统一调理为4~20mA的电流信号；
信号调理变送单元采用变送器。
对于固定实验平台，数据采集处理单元模拟的电流信号转化为数字信号与监控计算机通信，写入数据库。
对于非固定实验平台，所述的数据采集处理单元模拟的电流信号转化为数字信号以电子表格的形式写入储存介质。
数据采集处理单元采用模数转换器。
所述储存介质采用U盘。
全数字无纸化记录，对运行情况可以实时监测。
固定实验平台的设计如下：其中并网发电系统的运行数据由SMA Sunny BoyControl Plus 完成。所用传感器具体参数如表31所示。各传感器输出信号不同，有数字信号也有模拟输出，有电压信号也有电流信号。考虑到信号的传输距离较远，电流以外的其他信号容易在传输中受到干扰，因此所有输出信号都采用相应的信号变送器将信号统一调理为4~20mA的电流信号，数据采集装置采用数据记录仪完成，数据记录仪既可独立工作存储历史数据也可与监控计算机保持连接，可以持续记录传感器数据并保存到数据库中。固定测量实验平台可记录板温，环境温度，相对湿度，风速，风向，气压，斜面辐射强度，水平辐射强度和三相功率。所用传感器及变送器如下表。数据记录仪与PC机连接，可以在数据记录仪显示屏上读出当前各气象参数数据，也可以从PC机上得到历史记录曲线和历史记录数据。PC机使用Lab VIEW软件管理数据。
对比于实验平台，非固定实验平台就需要性能更好的数据记录仪，可以直接保存数据为电子表格，且有内部时钟。最终选取日置电机公司的LR8431-30型数据采集仪，使用U盘为记录介质。这种数据记录仪体积小，功能强大。具备定时开始/结束记录数据功能。且内部集成热电偶测量电路，具备自动冷端补偿的能力。采用U盘记录数据方便后期处理。系统内部含有时钟模块，每一条数据都有年月日时分秒数据。
实施例二：
一种实时气象信息与电信息采集装置，包括固定实验平台、非固定实验平台和辅助电源单元；
所述的辅助电源单元用于给固定实验平台、非固定实验平台供电；
所述固定实验平台的气象数据与电数据采集单元包括板温测量传感器、环境温度测量传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、气压传感器、斜面辐射强度传感器、水平辐射强度传感器和采集功率的三相功率变送器，所述风向传感器通过风向变送器与数据记录仪连接，所述风速传感器通过风速变送器与数据记录仪连接，所述板温测量传感器、环境温度测量传感器、湿度传感器、气压传感器、斜面辐射强度传感器、水平辐射强度传感器和采集功率的三相功率变送器均与数据记录仪连接，数据记录仪与监控计算机连接。
所述非固定实验平台的气象数据与电数据采集单元包括板温测量传感器、环境温度测量传感器、风速测量传感器、斜面辐射强度测量传感器和采集功率的三相功率变送器，所述板温测量传感器、环境温度测量传感器、风速测量传感器、斜面辐射强度测量传感器和采集功率的三相功率变送器均与非固定数据记录仪连接，非固定数据记录仪采用日置电机公司的LR8431-30型数据采集仪。LR8431-30型数据采集仪使用U盘为记录介质。
所述辅助电源单元采用逆变器。
斜面辐射强度测量传感器的测量采用的是Licor公司的硅光辐射计，
板温测量传感器测量采用T型热电偶。
测量功率采用上海安科瑞公司的三相功率变送器测量。
信号调理变送单元用于将所有输出信号都采用相应的信号变送器将信号统一调理为4~20mA的电流信号；
信号调理变送单元采用变送器。
对于固定实验平台，数据采集处理单元模拟的电流信号转化为数字信号与监控计算机通信，写入数据库。
对于非固定实验平台，所述的数据采集处理单元模拟的电流信号转化为数字信号以电子表格的形式写入储存介质。
数据采集处理单元采用模数转换器。
所述储存介质采用U盘。
全数字无纸化记录，对运行情况可以实时监测。
固定实验平台的设计如下：
其中并网发电系统的运行数据由SMA Sunny Boy Control Plus 完成。所用传感器具体参数如表31所示。各传感器输出信号不同，有数字信号也有模拟输出，有电压信号也有电流信号。考虑到信号的传输距离较远，电流以外的其他信号容易在传输中受到干扰，因此所有输出信号都采用相应的信号变送器将信号统一调理为4~20mA的电流信号，数据采集装置采用数据记录仪完成，数据记录仪既可独立工作存储历史数据也可与监控计算机保持连接，可以持续记录传感器数据并保存到数据库中。
固定测量实验平台可记录板温，环境温度，相对湿度，风速，风向，气压，斜面辐射强度，水平辐射强度和三相功率。所用传感器及变送器如下表。数据记录仪与PC机连接，可以在数据记录仪显示屏上读出当前各气象参数数据，也可以从PC机上得到历史记录曲线和历史记录数据。PC机使用Lab VIEW软件管理数据。
表1 传感器信息统计表
对比于实验平台，非固定实验平台就需要性能更好的数据记录仪，可以直接保存数据为电子表格，且有内部时钟。最终选取日置电机公司的LR8431-30型数据采集仪，使用U盘为记录介质。这种数据记录仪体积小，功能强大。具备定时开始/结束记录数据功能。且内部集成热电偶测量电路，具备自动冷端补偿的能力。采用U盘记录数据方便后期处理。系统内部含有时钟模块，每一条数据都有年月日时分秒数据。
辐射强度的测量采用的是Licor公司的硅光辐射计，这种辐射计对比于热电辐射计响应速度快，测量精度高且体积，重量更小，方便携带。
板温测量采用T型热电偶，配合数据记录仪不需要其他信号处理电路。测量精度高。实际现场采用胶带粘贴到光伏阵列背板上即可。操作方便。
风速，温度传感器与固定式实验平台相同。但是省略了风向，气压、湿度传感器。
测量功率采用上海安科瑞公司的三相功率变送器测量。此变送器额定输入电压为380V，因此不需要电压互感器直接并联到市电即可采样电压信号。电流信号采用开合式电流互感器。考虑到逆变器最大输出电流不到20A而功率变送器额定输入电流为1A，因此采用变比20/1的电流互感器。功率变送器输出信号为4~20mA电流信号，于是在记录仪侧并联电阻转化为电压信号测量。
采用0.5级精度的电流互感器，确保电流采样的精确度。
另外考虑到户外复杂的天气状况，所有不防水的设备都必须固定于防水箱中。以免造成设备损坏。
考虑到非固定实验平台需要精简设备，采用额定功率2500W的插线板，此插线板有三个插座，每个插座均有开关。固定插线板在防水箱给直流辅助电源和数据记录仪供电。考虑到直流电源和数据记录仪的功率很小，因此插线板上的开关满足要求。风速温度传感器需要直流电源。直流电源也固定在防水箱中。具体现场接线图如图3。
与固定实验平台不同，非固定实验平台要尽量减少设备。在选择传感器时尽量选择输出信号是模拟电压或模拟电流的。这样就可以省去信号变送器。且所所有设备都在实验现场安装，通常是楼顶。具体流程框图如图2。本实用新型采用全数字化无纸化数据记录；最后，工作人员还可以随时查看数据，为后期的复检和数据统计带来了极大的方便。传感器选择如下
表2 传感器信息表
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：包括固定实验平台、非固定实验平台和辅助电源单元；所述的辅助电源单元用于给固定实验平台、非固定实验平台供电；所述固定实验平台的气象数据与电数据采集单元包括板温测量传感器、环境温度测量传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、气压传感器、斜面辐射强度传感器、水平辐射强度传感器和采集功率的三相功率变送器，所述风向传感器通过风向变送器与数据记录仪连接，所述风速传感器通过风速变送器与数据记录仪连接，所述板温测量传感器、环境温度测量传感器、湿度传感器、气压传感器、斜面辐射强度传感器、水平辐射强度传感器和采集功率的三相功率变送器均与数据记录仪连接，数据记录仪与监控计算机连接，所述非固定实验平台的气象数据与电数据采集单元包括板温测量传感器、环境温度测量传感器、风速测量传感器、斜面辐射强度测量传感器和采集功率的三相功率变送器，所述板温测量传感器、环境温度测量传感器、风速测量传感器、斜面辐射强度测量传感器和采集功率的三相功率变送器均与非固定数据记录仪连接，非固定数据记录仪采用LR8431-30型数据采集仪，LR8431-30型数据采集仪使用U盘为记录介质。
2.如权利要求1所述的实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：所述辅助电源单元采用逆变器。
3.如权利要求2所述的实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：斜面辐射强度测量传感器的测量采用硅光辐射计。
4.如权利要求3所述的实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：板温测量传感器测量采用T型热电偶。
5.如权利要求4所述的实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：信号调理变送单元用于将所有输出信号都采用相应的信号变送器将信号统一调理为4~20mA的电流信号。
6.如权利要求5所述的实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：信号调理变送单元采用变送器。
7.如权利要求6所述的实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：对于固定实验平台，数据采集处理单元模拟的电流信号转化为数字信号与监控计算机通信，写入数据库。
8.如权利要求7所述的实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：对于非固定实验平台，所述的数据采集处理单元模拟的电流信号转化为数字信号以电子表格的形式写入储存介质。
9.如权利要求8所述的实时气象信息与电信息采集装置，其特征在于：数据采集处理单元采用模数转换器。
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| CN201720304261.1U CN206725792U (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 实时气象信息与电信息采集装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109064942A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-21 | 深圳信息职业技术学院 | 一种防风户外广告牌 |
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2017
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|---|---|---|---|---|
| CN109064942A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-21 | 深圳信息职业技术学院 | 一种防风户外广告牌 |
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