CN206807400U - 一种分布式光伏点的监测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种分布式光伏点的监测装置，包括控制器模块、Zigbee模块、GPRS模块、LCD显示模块、电源管理模块、传感器模块、GIS模块和以太网接口模块；所述Zigbee模块、GPRS模块、LCD显示模块、电源管理模块、传感器模块、GIS模块、以太网接口模块分别与控制器模块连接。本实用新型采用GIS模块和Zigbee模块，且利用ARM cortex‑m3处理器。GIS模块进行地理位置信息的采集，比传统的光伏监测装置仅采集数据传输到远程终端更有利于数据的处理分析。且结合地理位置和具体环境数据，进行综合分析，有利于远程调控中心对分布式光伏的管理与控制。

Description

一种分布式光伏点的监测装置
技术领域
本实用新型涉及分布式光伏系统的监测领域，具体来说是指对大量的分布式光伏点进行的数据监测及调控。
背景技术
随着一次能源的逐步消耗，清洁能源占比迅速增长。分布式光伏也开始不断发展，对电网接纳分布式电源后安全稳定运行提出了挑战，实现含分布式光伏的电网的安全稳定运行，首先要实现分布式光伏并网点的监测。
近年来，随着国家一系列光伏发电补助政策的出台及屋顶光伏技术的逐步成熟，国内的分布式光伏报装容量有了井喷式的增长。大量的分布式光伏点监测与调控对装置要求难度增大。传统的分布式光伏监测装置，大多是使用单片机开发的，精度较低，很难满足实际需求。
在分布式光伏点的监测与调控中，分布式光伏点的调控难点在于并网的不稳定性，尤其是在分布式光伏点比较小且分散，有时为某一个分布式光伏点设置一个传统的监测装置对电网调配无实际意义。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种分布式光伏点的监测装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，一种分布式光伏点的监测装置，其特征在于：包括控制器模块、Zigbee模块、GPRS模块、LCD显示模块、电源管理模块、传感器模块、GIS模块和以太网接口模块；所述Zigbee模块、GPRS模块、LCD显示模块、电源管理模块、传感器模块、GIS模块、以太网接口模块分别与控制器模块连接。
进一步，所述控制器模块为ST32F207。
进一步，所述传感器模块包括光照传感器BH1750，所述光照传感器BH1750的VOC端与GND端间并联电容C37，VOC端连接3V电源，GND端接地；所述光照传感器BH1750的ADDR端经电阻R72接地，所述光照传感器BH1750的DVI端经电容C38接地，所述光照传感器BH1750的SCL端经电阻R52接+3V电源，所述光照传感器BH1750的SDA端经电阻R53接+3V电源，同时光照传感器BH1750的SCL端、SDA端与控制器模块连接。
进一步，所述电源管理模块包括芯片AMS1117、电容C201、电容C202、电容C203和电容C204，其中，电容C201和电容C202并联于芯片AMS1117的输入端与地之间，电容C203和电容C204并联于芯片AMS1117的输出端与地之间。
由于采用以上技术方案，本实用新型具有以下有益技术效果：
本实用新型采用GIS模块和Zigbee模块，且利用ARM cortex-m3处理器。GIS模块进行地理位置信息的采集，比传统的光伏监测装置仅采集数据传输到远程终端更有利于数据的处理分析。且结合地理位置和具体环境数据，进行综合分析，有利于远程调控中心对分布式光伏的管理与控制。采用ARM Cortex-m3,其具有超强的数据处理和分析功能。具有GPRS、Zigbee通讯模式，近距离可选择Zigbee，远距离可选择GPRS、通讯模式选择灵活，Zigbee成本低廉，可节省成本，并且使用方便。真正的实现智能化分布式光伏点监控，并将监控装置更好地服务于远程终端调控。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为一种分布式光伏点的监测装置结构示意图；
图2为光照传感器的结构示意图；
图3为电源管理模块的原理图；
图4为LCD模块接口电路图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
针对大量分布式光伏点的分散及不稳定特性，结合GIS模块对分布式光伏的地理数据进行收集处理。针对传统的分布式光伏监测装置，大多使用单片机，其精度较低的情况，采用ARM cortex m3的微处理器对数据进行处理。
分布式光伏系统监测装置，其需要采集大量分布式光伏点的数据，将其分析处理后，传到远程调控系统，对其进行可靠且合理的调配。其中分布式光伏点的监测装置主要包括控制器模块、Zigbee模块、GPRS模块、LCD显示模块、电源管理模块、传感器模块、GIS模块、以太网接口模块。
本实用新型采用GIS模块和Zigbee模块，且利用(控制器模块)ARM cortex-m3处理器。GIS模块进行地理位置信息的采集，比传统的光伏监测装置仅采集数据传输到远程终端更有利于数据的处理分析。且结合地理位置和具体环境数据，进行综合分析，有利于远程调控中心对分布式光伏的管理与控制。采用ARM Cortex-m3，其具有超强的数据处理和分析功能。具有GPRS、Zigbee通讯模式，近距离可选择Zigbee，远距离可选择GPRS、通讯模式选择灵活，Zigbee成本低廉，可节省成本，并且使用方便。真正的实现智能化分布式光伏点监控，并将监控装置更好地服务于远程终端调控。
以太网模块、Zigbee模块、GPRS模块组成通信模块，与控制器模块直接相连，完成数据的通信。在分布式光伏点的监测装置离远程调控中心较远时，通过GPRS进行通讯，连接调控中心，进行数据交互。而当距离较近时，通过Zigbee进行数据交互。
GIS模块和传感器模块组成数据采集模块交。GIS模块负责采集分布式光伏点的空间数据，将要采集分布式光伏点的地理位置信息和气候环境信息。传感器模块中的通过各个传感器进行分布式光伏点属性数据的采集。在本实用新型中，传感器模块采集分布式光伏点的温度、湿度、光照等情况的数据和每个分布式光伏点的电数据；再由GIS模块采集空间数据。传感器模块与控制器模块连接，将采集的数据送到控制器模块中，收集数字信号数据存储在数据库中，便于分布式光伏点投用调控。传感器模块包括温度、湿度和光照度模块。其中，温度传感器采用单总线DS18B20，对引脚没有特殊要求，可以直接与主控制芯片连接。在硬件上DS18B20与单片机的接口电路连接有两种方法：一种是外部电源接VDD，GND接地，单片机的I/O口与DQ引脚相连另一种是使用寄生电源供电，此时VDD与GND接地，DQ接单片机I/O口。湿度传感器选用的型号HIH4000-003。它具有工业级别的辨识度，反应灵敏，线性良好。光照传感器使用的是两线总线、数字型、灵敏度接近视觉灵敏度的光强度集成电路BH1750FVI，其采集电路如图2。
由上述模块对分布式光伏点的数据进行采集后，本装置采用Zigbee模块的JN5139。同时该芯片充当协调器和终端监控节点的角色，负责传输网络命令和数据、转发和管理终端监控节点之间的数据。该芯片将各终端节点的信息传输给主控制器，分布式光伏点运行状况出现异常时，将预警信息发给远程调控终端；同时接收地理位置和具体环境数据，转发给相应的终端监控节点。采集的数据传递到JN5139的终端节点，再由通讯模块传递到控制器模块。该模块的数据传输和交换都是通过SPI总线完成的。
其中控制器模块完成分布式光伏的数字信号的处理，完成分布式光伏点的数据和GIS模块采集到的地理信息进行处理，然后与外部通信网络进行数据交换。
本装置电源处理模块主要由两部分组成，为整个系统提供两种电源:5V和3.3V。系统通过外部变压器得到直流电压5V，再通过AMS1117得到电压3.3V。图3是系统电源模块原理图，添加滤波电容使输出更加稳定。其中5V电源主要为湿度传感器、液晶LCD显示屏供电,电源主要为STM32F207微控制器、温度传感器、光照度传感器等供电。
在STM32上可以通过FSMC控制方法来对液晶显示模块进行操作。在液晶模块硬件接口电路，微处理器通过FSMC实现对LCD模块控制。其LCD模块接口电路如图4所示。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种分布式光伏点的监测装置，其特征在于：包括控制器模块、Zigbee模块、GPRS模块、LCD显示模块、电源管理模块、传感器模块、GIS模块和以太网接口模块；所述Zigbee模块、GPRS模块、LCD显示模块、电源管理模块、传感器模块、GIS模块、以太网接口模块分别与控制器模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏点的监测装置，其特征在于：所述控制器模块为STM32F207。
3.根据权利要求1所述的一种分布式光伏点的监测装置，其特征在于：所述传感器模块包括光照传感器BH1750，所述光照传感器BH1750的VOC端与GND端间并联电容C37，VOC端连接3V电源，GND端接地；所述光照传感器BH1750的ADDR端经电阻R72接地，所述光照传感器BH1750的DVI端经电容C38接地，所述光照传感器BH1750的SCL端经电阻R52接+3V电源，所述光照传感器BH1750的SDA端经电阻R53接+3V电源，同时光照传感器BH1750的SCL端、SDA端与控制器模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种分布式光伏点的监测装置，其特征在于：所述电源管理模块包括芯片AMS1117、电容C201、电容C202、电容C203和电容C204，其中，电容C201和电容C202并联于芯片AMS1117的输入端与地之间，电容C203和电容C204并联于芯片AMS1117的输出端与地之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108512512A (zh) * 2018-06-27 2018-09-07 沈阳工程学院 太阳能离网发电在线故障检测装置
CN108809256A (zh) * 2018-06-27 2018-11-13 沈阳工程学院 一种光伏离网电站故障智能检测系统
CN109039276A (zh) * 2018-06-27 2018-12-18 沈阳工程学院 一种光伏离网电站便携式在线故障诊断器

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