CN207603304U - 光伏电站数字化监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及到一种光伏电站数字化监控系统。包括布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关，由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据，汇聚网关上传的目标数据的服务器，设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。该监控系统在光伏发电电站中实现各类电气数据的合理整合及处理的方案，不仅仅防止数据丢失和避免数据传递的过度延时，而且还能够通过数据精细化分析来识别出电站存在的故障源头。

Description

光伏电站数字化监控系统

技术领域

本实用新型主要涉及到光伏发电技术领域，确切地说，是涉及到在光伏发电电站中实现各类电气数据的合理整合及处理的方案，不仅仅防止数据丢失和避免数据传递的过度延时而且还能够通过数据精细化分析来识别出电站存在的故障源头。

背景技术

在集中式或者分布式并网发电应用领域，大部分电站都是直接利用布局在光伏电站的各种电力电子设备实现电能从直流电到交流电的并网，从起始的光伏组件到末端的并网逆变器之间的设备缺乏有效的监控。整个完整的发电系统实质上还涉及到直流电被降压调制或升压调制的电压转换器以及直流汇流箱和光伏逆变器等。光伏电站除了功率转换主要线路上的电力设备外，还有诸多辅助性质的故障检测仪器仪表，典型的有直流母线绝缘状态检测仪和故障电弧监测仪，以及各类电流传感器以及电压传感器等，随着各类设备的分散而又数量众多的特点，光伏电站的运行维护也变得越来越严苛和困难，因为需要监测的数据量庞大而繁杂。更复杂的情况是，光伏电站的核心是光伏组件，当众多数量的光伏组件因为朝向不完全相同和一部分组件发生被遮挡的情况，甚至组件因为热斑效应而发生局部过热需要及时关断时，数据的计时传递变得非常重要，当前的电站监控系统大部分仅仅是满足数据量较小的汇流箱或光伏逆变器等，无法实现监控的需求。

光伏电站监控的重要内容是后续的几个核心部分。数据云端储存可让所有的数据具有较高的安全性并降低对数据管理的成本，可随时随地的查看、追溯数据信息。可以根据业务流程需求动态调整数据内容。及时消息发布，完全实现无纸化远程办公。通过监控系统建立完整和科学的运维体系和有效地减少运维的人工，增加自动化数据管理藉此大幅度提升运维效率并降低人员成本。聚焦数据管理理念，促进电站发电效率最大化。规范运行管理流程加强安全监控，实现经济效益和社会效益的最优化。稳定可靠的数据风险控制体系和健全的故障处置机制，规避数据泄漏和电站运行风险。电站发电主线的线上监控和线下的运维无缝融合，提高现场监控能力和安全预防水平。依据当前分布式能源发展的规模和趋势特点，监控系统应当迎合分布式电站在资产增值方面的期望，充分利用光伏的云平台管理工具对电站进行数据管理和提供金融服务，建立完善的收益数据模型，将电力设备的发电效率和电站的金融收益属性等数据充分利用PC端、移动端进行监控和计算，让电站业主认识和了解到电站的真实发电量和并网收益，这对于电站选择最佳的光伏组件厂商及配套的发电电力设备厂商是十分有益的考察对象。

实用新型内容

在本申请的一个可选但非必须的实施例中，披露了一种光伏电站数字化监控系统并且其主要包括了：

布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关；

由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据；

汇聚网关上传的目标数据的服务器；

设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

网关配置有至少用于执行通信任务的第一处理器和配置有至少用于执行通讯协议转换的第二处理器。执行通信任务：也即实现网关在通信阶段产生的数据收发通信。执行通讯协议转换：也即实现不同通信协议之间的转换。协议转换是一种映射本质上就是把某种第一类协议的收发信息或事件序列映射为另一第二类协议的收发信息序列。需要映射的信息为预定的数据信息。因此总体而言可以认为所谓的协议转换基本上可以定义为两个不同协议的预定数据信息之间的映射。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

网关与节点之间的通信至少包括使用电力线载波通信、RS-485通信、LORA无线通信以及CAN总线通信当中的一种或多种。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

网关与服务器之间的通信至少包括使用基于RJ-45接口的通信、基于3G/4G的移动通信以及基于Wi-Fi的无线通信当中的一种或多种。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

网关还提供基于USB通讯协议的接口以实现从网关直接读取目标数据。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

还包括通过互联网访问所述服务器上的目标数据的终端。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

所述终端包括装载有至少用于展示目标数据的数据监管平台的计算机。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

所述终端包括安装有至少用于展示目标数据的APP应用的移动端。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

所述终端包括安装有至少用于展示目标数据的一微信小程序应用的移动端。

上述的光伏电站数字化监控系统，其中：

所述终端包括通过WEB访问和展示目标数据的计算机或移动端。

在本申请的一个可选但非必须的实施例中，披露了一种光伏电站数字化监控系统并且其主要包括了：

布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关；

由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据；

汇聚网关上传的目标数据的服务器，服务器较佳的采用云端服务器；

设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。采用所谓支持异构网络间通讯协议转换的网关是因为，计算机网络技术建立了大量的多种多样的网络体系但同时也造成各种网络之间实现互连互通存在着较大的困难，要把大量已存在的非统一化体系的网络都改造成统一化的网络，必须采用业界认可的标准协议，但这几乎不可能实现而且随着网络技术的不断发展，在进行标准化的同时网络随时会产生多样化，虽然业界对于网络协议趋同的追求从未停止过，但是多样化的网络通信使得考虑异构网络的互连通信大概是永远不可避免的，在这个基础上本申请提出带有协议转换器的网关。

附图说明

为使上文目的和特征及优点能够更加通俗易懂，后文结合附图对具体实施方式做详细的阐释，阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本申请的特征和优势将显而易见。

图1是本申请涉及的光伏电站数字化监控系统应用到电站的整体架构。

图2是光伏电站数字化监控系统从采集数据到上传数据的大致流程图。

具体实施方式

下面将结合各实施例，对本实用新型的方案进行清楚完整的阐述，所描述的实施例仅是本实用新型用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例，基于该等实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本实用新型的保护范围。

在光伏发电领域，光伏组件或光伏电池是发电的核心构成部件，太阳能电池板在主流技术的方向分为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池等，大型的集中式光伏电站采用的电池组件的数量庞大，小型的分布式户用型小型电站采用的电池组件的数量相对较少。硅电池在本领域要求的使用年限一般高达二十多年的寿命，对电池板的长期性和持久性监测是必不可少的。内部和外部因素都会导致组件的发电效率降低，如光伏组件自身之间的制造差异或安装差异或阴影遮挡或最大功率追踪适配等因素都会引起效率低下。以典型的阴影遮挡为例，如果部分光伏组件被云朵或建筑物或树影或污垢等类似情况遮挡后，这部分组件就会由电源变成负载而不再产生电能，光伏组件在发生热斑效应严重的地方局部温度可能较高，甚至超过150℃，导致局部区域烧毁或形成暗斑、焊点融化甚至封装材料老化、炸裂、腐蚀等永久性破坏，给光伏组件的长期安全性和可靠性造成极大地的隐患。行业亟待解决的问题就是：实时观察每一块光伏电池板的工作状态，对电池的过温、过压、过流和输出端短接等异常情况进行预警。本申请的目标之一就是通过合理布局的通信手段将光伏组件等部件的工作参数数据传输到数据接收端。

在光伏发电领域，涉及到组件或电池的安装，这需要绝对的安全。如果光伏组件发生过温或过压或过流等类似的异常情况，无疑我们需要主动去触发关断这些异常的光伏组件的动作，在异常的光伏组件退出异常状态而恢复到正常状态时我们又需要再次接入这些光伏组件，这同样需要绝对的安全。而且有些场合需要检测组件的发电量或者说是监测输出功率情况，这是判断组件质量的依据，如果组件的发电量降低很明显则很可能也是发生了发电异常事件，被鸟粪、灰尘、建筑物、树影、云朵等遮挡，需要我们去清洁电池或改变安装方位等措施。单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池等都是属于特性容易发生衰减的材质，监控组件的衰减程度是必要的，这对于判断电池的质量很重要。问题是：我们并不知道如何在庞大组件阵列中甄别那些组件是异常组件那些组件是正常组件。很多时候在安装阶段就要直接判断出那些质量不佳的电池或组件，绝不允许存在质量瑕疵的问题电池并组装/安装到光伏电池阵列中去，否则含有质量问题的电池进入电池阵列就导致整个阵列发电效率低下，更恶劣的是某一块或某几块问题电池的异常电压值或电流值可能导致整个电池串组都一并被损坏，造成较大的损失。本申请的目标还在于通过合理布局的通信手段将设备的运行状态信息数据传输到数据接收端。

随着光伏发电系统每年的装机容量不断提升，光伏电站特别是分布式光伏电站因为其整体的占地面积显得较大，电力电子设备分布较为分散，因此光伏电站的监控和维护变得非常困难，传统的人工巡检费时费力，并且在故障出现时不易及时发现和排除，达不到所谓的实时监控实时运维。所以我们迫切需要自动化的电站运行状态监测手段。传统的电站监控系统有通常使用有线的MODBUS或利用433/471/915MHZ频段的无线模块，对于有线通信系统，需要布置通信线缆，仅仅适合需要监测近距离极少数设备的情景。传统的无线监控系统解决了有线系统连线复杂、成本高的问题，但只对逆变器进行监测，监测的粒度不够细，覆盖范围通常较小，主要是因为发电系统从光伏组件电压源到并网的整个过程中涉及到了大量的电力设备，对部分特定电力设备的监控远远无法满足电站业主的监控需求。传统的监控系统对于大规模分散型电站往往显得力不从心，需要构建较为复杂的高成本网络，劣势是容易出现故障，在使用便利性和成本上都存在着不足。本申请的目标还在于通过合理的通信手段将设备的故障信息数据传输到数据接收端。

参见图1，假设在地域或地理位置上分布有众多的小型光伏电站和分布有众多的大型光伏电站，前者又可以称之为户用型或分布式电站，相对的后者则可以称之为集中式的光伏电站，它们在光伏组件的使用量上差异十分巨大。先行以在地域或地理位置上上分散的各个光伏电站划分区域为例，每个区域均包含一个或多个光伏电站而且在每个区域还至少部署有一台网关，每个区域都合理的分配有小型光伏电站和/或大型光伏电站。在电站靠近中心区域或者将电站分区，每个区域的地理中心部署一台网关GW。启动不同区域和后文的节点组建网络，由图示的网关GW或没有示意出来的网关向服务器SER上传目标数据并且这里的服务器SER可以是云端服务器。为了实现这些预定的目标，本申请后续涉及的集成通信功能的光伏组件监测系统，可以将光伏电池所有的工作参数都用通信手段来反映到节点上，它还可以为光伏电站对电池执行故障报警、故障快速定位等提供了合适的解决方案，适用于不同规模的并网或离网型的光伏发电系统。利用采集模块将光伏组件的电压、电流、功率及温度和发电量等一系列的指定工作参数(目标数据)进行采集，注意采集这些工作参数的数据采集模块属于现有技术：采集模块可以集成温度采集器、电流采集器或电压采集器，功率计量仪器仪表等，甚至还可以集成或配合环境数据采集器来采集组件的周遭环境参数，因此所谓的采集模块或数据采集器应当属于携带了光伏组件各种工作参数的设备。任何可采集电池这些参数的方案均兼容本申请，本申请不再单独对现有的数据采集器单独阐释，目标数据的类型也是多样化的。直流母线绝缘状态检测仪和故障电弧监测仪等发送的绝缘故障信息或电弧故障信息，也可以视为目标数据。

参见图1，在某些实施例中我们不仅要监测电池自身的参数，还需要监测电池所在位置的地理环境因素，因为电池组件周边的环境直接影响着电池的工作状态，还可以额外再采用环境检测仪用来采集光伏组件的周边环境数据，环境检测仪对温湿度甚至各种气体的成分等环境参数都能精准的测量，作为另一种电力设备该环境监测仪传输给LORA终端的参数至少包括环境监测仪所监测到的环境数据。环境监测仪也作为从机将一系列的数据通过RS485总线或无线等传给LORA终端。光伏电站的环境数据对掌控电池的工作状态同样十分重要，环境参数在移动终端或计算机设备上反映出来就可以判断电池所处的周遭环境状态，电池自身的温度偏离预定值可能不是电池自身的异常造成的，而可能是环境的急剧的高低温变化因素引起的，环境参数也可以归属到目标数据。

基于上文的阐释基础，服务器可以支持移动端读取数据。需要先在手机或PAD之类的移动端或计算机设备上下载配套设置的APP应用，在APP应用端可以显示电站当地的时间、环境状况，还可以进行功率曲线的显示，支持单个电池板、每个电池组串、每个汇流箱的功率曲线。功率曲线支持例如以小时为时间单位的间隔显示，可以显示当天的整个功率变化。还可以进行发电量的显示，支持每个电池板、每个电池组串、每个汇流箱发电量的显示。发电量等数据可以以折线图的方式显示，时间间隔可以是小时、天、月和年等单位，例如：以小时为间隔则可以显示当天24小时每个小时的发电量，以天为间隔则可以显示当天前一个月的每天发电量，以月为间隔则显示当月前一年的每月发电量，如果以年为间隔则显示从装机年份至当年的每年发电量。在手机APP中支持查看电池板时功率曲线，当前电压、电流、温度会跟电池板的当前功率一块出现，在查看所谓的串组功率曲线时就会在当前功率旁边出现电池串组的电压和电流，在查看汇流箱功率曲线时就会在当前功率旁边出现母线电压和母线电流，支持在APP中显示一串电池板的状态。而且还可以在APP中显示电池板电压过低、过高、温度过高等功能的报警提示等。

参见图1，对所谓的光伏电站进行监控的方法，包括以下步骤：结合图1需要对在地域上分散的各个光伏电站划分区域，在每个区域均划定一个或多个光伏电站且在每个区域至少部署一台网关GW；为每个区域提供多个节点例如100-1至100-N，任意一个节点用于访问它所属的区域中配置的一个或多个电力设备携带的与光伏组件相关的指定类型数据也即目标数据，这里N为自然数。更多的实施例：节点例如200-1至200-N乃至类推到排序的节点例如900-1至900-N，甚至更多的节点。通常，光伏电站采用的用于采集目标数据的节点越多则节点能够撷取到的目标数据也就越多。如：某个节点100-1用于访问它所属的区域中配置的数据采集器携带的与光伏组件相关的指定目标数据，此时目标数据包括组件的温度和电压以及电流和功率等信息；作为对比某个终端100-2用于访问它所属的区域中配置的功率优化器携带的与光伏组件相关的指定目标数据，此时目标数据包括组件的功率优化器的输入电压和输入电流及输出电压和输出电流等信息；作为对比而某个节点100-3用于访问它所属的区域中配置的光伏汇流箱携带的与光伏组件相关的指定类型数据，此时目标数据包括汇流箱等提供的直流母线和直流母线电流等信息；作为对比甚至是某个节点100-4用于访问它所属的区域中配置的逆变器携带的与光伏组件相关的指定类型数据，此时目标数据包括逆变器等提供的并网发电量等信息。每个组件都可以分配唯一的一个编号，每个其他类型的电力设备也可以分配唯一的编号，因此所有的数据都层次分明而可以被回溯。这里指定目标数据不限制于特定类型的数据，电力设备携带的与光伏组件相关的任何数据都可以被网关读取。

参见图1，任意一个网关GW设有无线或有线收发模块，任意一个网关需要读取它所在区域的所有节点数据。任意一个网关GW读取它所在区域的所有视为节点的数据的方式为网关GW利用无线发送模块先向任意的前一个节点发送读取数据的请求，发送请求完毕之后延时一个预设的时长再发送下一个读取数据的请求，网关GW利用无线或有线收发模块继续向任意后一个节点发送读取数据请求。网关GW同步藉由数据接收模块撷取来自节点的响应数据，只要重复这里的读取和响应的步骤然后经过多次循环之后便可以使得网关GW读取到区域内光伏电站的所有节点的数据。

在无线通信领域SEMTECH公司向业界发布了较为新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(Long Range简称LORA)的芯片模组，这种技术的信号接收灵敏度达到了非常可观的-148dbm，这种信号的改善与业界较为先进的SUB-GHz芯片相比最高的接收灵敏度改善了20db以上，能够确保无线网络连接的可靠性。LORA技术主要是基于使用线性调频扩频调制技术，保持像FSK(频移键控)调制相同的低功耗特性和明显地增加了通信距离，同时提高了网络效率并消除了串扰，也即：不同扩频序列的终端使用相同的频率同时发送也不会相互串扰/干扰，因此在此基础上研发的集中器/网关能够并行接收并处理多个节点的数据，大大扩展了系统容量。线性扩频已在军事和空间通信领域使用了数十年，因为其可以实现较远的通信距离和干扰的鲁棒性，而LORA是首个用于商业用途的低成本技术。随着LORA技术在所谓物联网的广泛引入，嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底改变，这彻底改变了以往关于传输距离与功耗的折中考虑方式，提供简单的能实现远距离传输、延长电池寿命、低成本的通信系统。

全球免费频段运行即非授权频段LORA包括433MHZ或868MHZ和915MHZ等频段范围。LORA网络主要由内置LORA模块的终端、网关或称基站、服务器和服务云端等四个部分组成，应用数据可双向传输。LORA的优势主要体现在几个方面：首先是改善了信号接收的灵敏度，降低了通信的功耗。而且高达157db的链路预算使其远距离的通信距离可达15公里，当然距离还与使用环境有关。其接收电流仅为10毫安级别而且睡眠电流也仅仅是200NA的级别，大大延长了电池的使用寿命。基于该技术的网关/集中器支持多信道多数据速率的并行处理，通信系统容量大。基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距与定位。LORA对距离的测量是基于信号的空中传输时间，而定位则基于多点对一点的空中传输时间差的测量，其定位精度可达5米。目前LORA网络已经在世界多地进行试点或部署。据LORA联盟年初的数据是有9个国家开始建网，56个国家开始进行试点，截至目前最新公布的数据，已经有17个国家公开宣布建网计划以及120多个城市有正在运行的LORA网络。这对于推动所谓的物联网十分有意义。

参见图1，光伏电站数字化监控系统包括：布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关GW，节点例如是100-1至100-N和200-1至200-N甚至排序到后续的900-1至900-N等，节点的意义在于它能够起到数据采集器的作用而主要用于采集目标数据。由网关GW向节点发送读取数据的请求也即一一轮询，网关随后撷取来自节点对读取数据的请求做出响应而发送/返回到网关的目标数据。服务器SER主要是汇聚和收集一个网关GW或多个网关上传的目标数据。我们需要设置支持异构网络间通讯协议转换的网关GW，以便网关GW能够与节点及服务器SER执行可能存在的使用不同通讯协议的通信。每个网络内部都有各自的信息交流方式也即通信协议，当两个网络需要相互沟通的时候如果彼此不能识别对方的通信方式，那么就无法相互沟通，协议转换即起到了为两个网络相互翻译的作用。实际情况下，可以在不同的网络类型中分别设置一个网关实现网络与网络之间通过网关相连，网关即起协议转换的作用。网关GW配置有执行通信任务的第一处理器和执行通讯协议转换的第二处理器。执行通信任务的第一处理器相当于是一个通信协助处理器，通信协助处理器完成底层数据通信的处理。执行通讯协议转换的第二处理器相当于是一个通用处理器，通用处理器完成数据运算和协议转换。使用通信协助处理器和通用处理器的架构能够在不显著增加系统成本的情况下提高整个发电系统的数据管理能力。网关GW与节点之间的通信至少包括使用PLC电力线载波通信或者使用RS-485通信、LORA无线通信以及CAN总线通信当中的一种或多种。在可选的实施例中该网关GW与服务器SER之间的通信至少包括使用基于RJ-45接口的通信或者使用基于移动网络供应商提供的3G/4G的移动通信，甚至还可以使用基于Wi-Fi的无线通信当中的一种或多种。在可选的实施例中，网关GW还提供基于USB通讯协议的接口以实现从网关直接读取目标数据，USB通讯接口可以对网关实施程序烧录、调试和数据导出并且其数据下载功能能够导出巨量的数据。因此采集目标数据的节点可以使用电力线载波通信PLC模式、RS-485通信、LORA无线通信以及CAN总线通信当中的一种或多种方式将目标数据传输到网关GW。还可以通过以太网连接到而将网关的数据上传到所谓的服务器，也即网关GW可以使用基于RJ-45接口的通信、基于3G/4G的移动通信以及使用基于Wi-Fi的无线通信当中的一种或多种方式将目标数据传输到服务器。终端设备的作用主要是让业主可以直接的观察目标数据，终端可以通过互联网访问服务器SER上的目标数据。譬如：终端包括装载有至少用于展示目标数据的数据监管平台也即能展示数据的应用程序的计算机；终端包括安装有至少用于展示目标数据的APP应用的移动；终端包括安装有至少用于展示目标数据的其微信小程序应用(腾讯)的移动端；譬如终端还可以包括通过万维网WEB等(典型的有使用基于广域网的浏览器)访问和展示目标数据的计算机或移动端(典型的有IOS或Android的手机或PAD平板)。终端设备MON不限制于上文描述的电子设备，任何向业主或用户显示目标数据的电子设备都应当归属到本申请提及的终端范畴。譬如：数据监管平台/能展示数据的应用程序可以是Office微软办公软件附带的WORD/EXCEL等等，还可以是覆盖Windows、Linux、Android、IOS等多个平台的金山软件WPS Office等，因此安装数据监管平台/应用程序的计算机归属到本申请提及的终端范畴MON；其他的如带有屏幕显示、截面显示、只读电子表格显示、存储器可查询显示或者鼠标点击属性察看显示、IE浏览器显示的计算机终端设备MON。

参考图2，是光伏电站数字化监控系统处理数据的主要流程图。在光伏电站中布置用于采集目标数据的节点也即实施步骤S101。以及由节点和网关GW来构件网络和组网的也即实施步骤S102。由网关GW向节点发送读取数据的请求也即实施步骤S103并由网关撷取来自节点响应和传回的目标数据。网关GW上传前文所谓的目标数据到汇聚数据的服务器也即实施步骤S104。设置支持异构网络间通讯协议转换的网关GW与节点及服务器之间执行通信也即实施步骤S105，步骤S102至S103和S104涉及到网关和节点以及网关和服务器的通信，而步骤S105因为设定网关GW支持异构网络间通讯协议转换所以步骤S105为步骤S102至S103和S104中网关和节点以及网关和服务器的通信提供兼容于多样化的通信协议而使得通信变得十分便捷。前文已经提及到网关配置有执行通信任务的第一处理器和执行通讯协议转换的第二处理器。执行通信任务的第一处理器完成和节点或服务器的通信任务所以它相当于是一个通信协助处理器，认为通信协助处理器完成底层数据通信的处理。执行通讯协议转换的第二处理器相当于是一个通用处理器并且通用处理器完成数据运算和协议转换，假如：网关以第一类通信协议(如LORA)和某些节点或服务器执行数据传送的通信，网关以第二类通信协议(如以太网)和服务器或其他节点执行数据传送的通信，显然第二处理器需要完成不同通信协议之间的转换。某甲现场的光伏电站中布局的网关以第一类通信协议(如3G/G4)和某些节点或服务器执行数据传送的通信，某乙现场的光伏电站中布局的网关以第二类通信协议(如RS485)和某些节点或服务器执行数据传送的通信，显然第二处理器需要完成不同通信协议之间的转换也即需要兼容不同的光伏电站的不同通信协议，第二处理器承担协议转换器的工作，协议转换实质是一种映射总体就是把某一类协议的收发信息或事件序列映射为另一类协议的收发信息序列，需要映射的信息为预定数据信息，因此协议转换可以看作是两个协议的重要预定数据信息之间的映射。选择不同的重要信息作映射会得到不同的转换器。实际上每个网关的第一、第二处理器也可以采用主处理器和附属处理器的方案，譬如：附属处理器可以设置PLC电力线载波通信模块并用于接收光伏组件的指定目标数据，还可以用于采集电池组串架构的串级电流与电弧信息；主处理器完成所有数据的通信传输和存储、并实现多路RS-485通信接口或其他各种类型的接口而且具备协议转换的功能，并且可以配置成通信的主从模式，每一路RS-485可以采集多设备数据，主处理器实现对电站的节点及服务器等的RS-485、以太网、Wi-Fi、3G/4G的多种通信方式，以应变不同场景的光伏电站和应对分散性电力设备的数据采集，其还可以带有开关量输入功能。

本申请的优势主要在于：利用精细化和数据化的精准数据服务平台，将光伏电站标准的监控需求变成可视化和操控性极强的云端和移动端数据，历史数据和当前的实时数据不仅仅体现了发电主线上的功率数据，还直观的反映出电站是否存在故障，以及数据能够体现出各类故障的触发机理分析，给光伏电站的运行和维护等带来极大的便捷性，大幅度降低监控成本的方案适用于集中式和分布式的电站。根据电站业主特点可以提供不同的数据服务模式，执行灵活的二次开发特点，譬如：云端记录的巨量数据可作为大数据分析对象而建立光伏组件等核心部件的大数据模型。本申请在数据安全和数据隔离方面保障业主使用平台无风险。数据管理必须做到以下几点：可信也即电站资产采集数据可信；可视也即电站情况实时掌握和了解发电量，功率、每天收益、电站基础信息、运行状态等一目了然而不存在任何死角，所有的历史数据和实时数据尽收眼底；可查也即历史异常、历史收益和发电量、历史故障维修记录、历史账单等简单快捷的有处可查，而让数据充满可追溯性和避免数据遗漏损失；可追：电站实时故障实施流程化，设备处于确认状态、派工维修状态而还是已完成，整个任务流完整有序，责任界定明确，反馈跟踪快；可控：根据数据的精细化分析让业主的新投资预算可控和根据需求来布局预算。以上的优势使得无论是新投资的光伏电站还是老旧电站的改造均变得风险可控，配套于PC电脑和手机APP端的监控渠道进行监控跟踪等，这些均是本申请提供的有益效果。

本申请体现在经济价值上的优势在于：够使优质电站业主及投资商能及时迅速全面掌握电站运行情况，尤其是投资商如何甄别不同光伏电站的商业品质和运营状态，对于评估电站的投资价值十分重要。通过将数据监控平台打造成光伏电站风险评级的产品，使光伏电站的金融属性、投资属性进一步得到精细化规范化的加强。在电站的深度建设上：关注电池组件和电力设备使用过程的价值延伸，建立电站历史数据的积累以实现人员和知识沉淀体系，并且专业深入的组建数据模型挖掘生产效益提高潜能，服务光伏能源产业链构建共享的光伏绿色能源生态体系，最大程度的发挥大数据和互联网在光伏能源产业链上的价值溢价。在日常维护的问题上：解决集中式和分布式光伏点多面广运维的困难，解决电力设备运行长期可靠性形式严峻的态势，避免人员经验和知识水平参差不齐的疑虑，整体提高光伏运营管理精细化程度，达到产业链的不同环节数据充分共享的目的。

以上通过说明和附图的内容，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述实用新型提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言在阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。

Claims (10)

1.一种光伏电站数字化监控系统，其特征在于，包括：

布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关；

由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据；

汇聚网关上传的目标数据的服务器；

设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。

2.根据权利要求1所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：

网关配置有至少用于执行通信任务的第一处理器和配置有至少用于执行通讯协议转换的第二处理器。

3.根据权利要求1所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：

网关与节点之间的通信至少包括使用电力线载波通信、RS-485通信、LORA无线通信以及CAN总线通信当中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：

网关与服务器之间的通信至少包括使用基于RJ-45接口的通信、基于3G/4G的移动通信以及基于Wi-Fi的无线通信当中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：

网关还提供基于USB通讯协议的接口。

6.根据权利要求1所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：还包括通过互联网访问所述服务器上的目标数据的终端。

7.根据权利要求6所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：

所述终端包括装载有至少用于展示目标数据的数据监管平台的计算机。

8.根据权利要求6所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：

所述终端包括安装有至少用于展示目标数据的APP应用的移动端。

9.根据权利要求6所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：

所述终端包括安装有至少用于展示目标数据的一微信小程序应用的移动端。

10.根据权利要求6所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：

所述终端包括通过WEB访问和展示目标数据的计算机或移动端。