CN207652390U - 高速公路光伏电站智能化管理监控平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速公路光伏电站智能化管理监控平台，该装置包括监控终端、无线传输装置和远端主控设备；监控终端，安装在光伏逆变器的背板上，用于监测逆变器的电气参数和状态信息；监控终端包括微处理器、输入直流电压电流检测模块、输出交流电压电流检测模块、传感器模块、图像采集模块和无线接收发送模块，输入直流电压电流检测模块、输出交流电压电流检测模块、传感器模块、图像采集模块和无线接收发送模块分别与微处理器连接；无线传输装置接收每个监控终端上传的监控信息，并发送至远端主控设备；远端主控设备接收无线传输装置发送的监控信息，并进行存储。

Description

高速公路光伏电站智能化管理监控平台

技术领域

本实用新型涉及远程监控技术，具体涉及一种高速公路光伏电站智能化管理监控平台。

背景技术

太阳能发电是新能源行业重点推广的能源发展项目。近几年来，随着光伏产业的迅猛发展，最为关键技术之一的光伏逆变器成为了发展浪潮中不可缺少的重点发展对象。然而随着高速公路工程的快速发展，为了将大量的有效的光照面积得到较好的利用，将光伏电站与高速公路相结合，充分利用了高速公路上的光照面积对高速公路起到保护作用，还能够将光伏电站提供的大量电能并入电网系统用于日常生活和工业生产。但是由于高速公路服务区分布广泛，对光伏电站集中监控管理和维护较困难。

在高速公路光伏电站应用中，需要对逆变器进行监控，现有的监控装置存在以下缺陷：1、逆变器设备出现隐患不能及时发现；2、逆变器重要数据丢失，不能及时得到准确的设备信息；3、逆变器设备多，分布广，由于人员有限，很难及时监控。因此，对逆变器进行实时远程监控，仍是急需解决的问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种高速公路光伏电站智能化管理监控平台，实现对光伏逆变器远程控制，提高了操作人员的安全性，实现了方便与快捷对光伏逆变器的监控，使数据丢失率降到了最低，增强了系统的抗干扰性。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种高速公路光伏电站智能化管理监控平台，包括：

若干个监控终端，安装在相应的光伏逆变器的背板上，用于监测逆变器的电气参数和状态信息；

所述监控终端包括微处理器、输入直流电压电流检测模块、输出交流电压电流检测模块、传感器模块、图像采集模块和无线接收发送模块，所述输入直流电压电流检测模块用于采集采集逆变器输入端的直流电流和直流电压，并将采集的数据传输至微处理器；所述输出交流电压电流检测模块用于采集逆变器输出端的交流电流和交流电压，并将采集的数据传输至微处理器；所述传感器模块用于采集逆变器工作的环境温度、湿度、光照度和风速数据，并将采集的数据传输至微处理器；所述图像采集模块，用于采集逆变器关键部件的工作图像信息，并将采集到的图像信息传输至微处理器；所述微处理器通过无线接收发送模块将接收到的数据上传至无线传输装置；

无线传输装置，用于接收每个监控终端上传的监控信息，并发送至远端主控设备；

远端主控设备，用于接收无线传输装置发送的监控信息，并进行存储。

进一步的，所述输入直流电压电流检测模块包括输入电流检测电路、输出电压检测电路和A/D转换电路，所述输入电流检测电路包括电流互感器、第一RC滤波电路、第一运算放大器、第一电压跟随器和第二限压电路，通过电流互感器采集逆变器输入端的电流信号，依次通过第一RC滤波电路、运算放大器、第一电压跟随器和第二限压电路后传送到A/D转换电路；所述输出电压检测电路包括电阻分压电路、第二RC滤波电路、光耦隔离电路、第二电压跟随器和第二限压电路，通过电阻分压电路采集逆变器输入端的电压信号，依次通过第二RC滤波电路、光耦隔离电路、第二电压跟随器和第二限压电路后传送到A/D转换电路；通过A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号，并传送至微处理器。

进一步的，所述输出交流电压电流检测模块包括输出电流检测电路和输出电压检测电路，所述输出电流检测电路包括霍尔电流传感器、第二运算放大器和第一A/D转换器，所述霍尔电流传感器用于采集逆变器输出端的交流电流，通过第二运算放大器将霍尔电流传感器的输出信号送至第一A/D转换器；所述输出电压检测模块包括霍尔电压传感器、第三运算放大器和第二A/D转换器，所述霍尔电压传感器用于采集逆变器输出端的交流电压，通过第三运算放大器将霍尔电压传感器的输出信号送至第二A/D转换器。

进一步的，所述无线传输装置包括无线通信模块、信号收发控制器、信号增益天线和电源模块，所述信号增益天线与无线通信模块连接，所述信号收发控制器与无线通信模块连接，所述电源模块连接有供电监测模块，用于给无线传输装置提供电源。

进一步的，所述电源模块包括蓄电池组、电机、太阳能板座和太阳能板，所述电机的顶端通过齿轮啮合连接太阳能板座，所述太阳能板座的顶端固定连接太阳能板，所述太阳能板通过电缆线连接蓄电池组。

进一步的，所述传感器模块包括温湿度度传感器、光传感器和风速传感器，所述温湿度传感器用于采集逆变器工作环境的温度、湿度数据；所述光传感器用于采集逆变器工作环境的光照度数据；所述风速传感器用于采集逆变器工作环境的风速数据。

进一步的，所述监控终端还包括RS485接收发送电路，所述微处理器通过RS485接收发送电路与光伏逆变器进行通信。

进一步的，所述微处理器与RS485接收发送电路之间、所述微处理器与无线接收发送模块之间还分别连接有电平转换模块，所述电平转换模块包括TXD升电平模块、RXD降电平模块、基准低电平模块和基准高电平模块，所述TXD升电平模块内置有高电平比较器，所述高电平比较器用于比较微处理器的TXD端口发送的TXD信号和基准高电平模块提供的基准高电平并输出电平升高后的TXD信号至RS485接收发送电路或无线接收发送模块，所述RXD降电平模块内置有低电平比较器，所述低电平比较器用于比较RS485接收发送电路或无线接收发送模块发送的I/O信号与所述基准低电平模块提供的基准低电平并输出电平降低后的RXD信号至微处理器的RXD端口。

进一步的，所述无线接收发送模块包括WIFI接收发送模块或GPRS接收发送模块。

进一步的，所述监控终端还包括声光报警器和数据存储器，所述声光报警器和数据存储器与所述微处理器连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用监控终端监测逆变器的电气参数和状态信息，有效的减少了运维成本，使其安全性和可靠性增加；

(2)本实用新型的监控终端设置有无线传输模块，通过无线传输模块将数据传输至无线传输装置，通过无线传输装置将数据实时传输至远端主控设备，使传输数据更加精确，时时监控光伏发电系统，保证光伏发电系统的电量没有损失，同时由于运维成本降低，也减少了客户的投资成本；

(3)本实用新型通过输入直流电压电流检测模块和输出交流电压电流检测模块采集逆变器的电压、电流，通过传感器模块采集逆变器工作环境的温湿度、光强度和风速，能够更好的监控光伏发电系统的发电量，当出现故障时，能够准确有效的监控，并进行及时的维护，从而增加电站的收益；

(4)本实用新型可实现对光伏逆变器远程控制，提高了操作人员的安全性，实现了方便与快捷对光伏逆变器的监控，使数据丢失率降到了最低，增强了系统的抗干扰性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的高速公路光伏电站智能化管理监控平台结构框图；

其中，1、监控终端，2、无线传输装置，3、远端主控设备，4、微处理器，5、输入直流电压电流检测模块，6、输出交流电压电流检测模块，7、传感器模块，8、图像采集模块，9、无线接收发送模块，10、RS485接收发送电路，11、数据存储器，12、光伏逆变器，13、无线通信模块，14、信号收发控制器，15、信号增益天线，16、电源模块，17、电平转换模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种高速公路光伏电站智能化管理监控平台，该装置包括监控终端1、无线传输装置2和远端主控设备3。

一个监控终端1对于一台光伏逆变器，所述监控终端1安装在光伏逆变器12的背板上，用于监测逆变器的电气参数和状态信息。

该监控终端1包括微处理器4、输入直流电压电流检测模块5、输出交流电压电流检测模块6、传感器模块7、图像采集模块8、无线接收发送模块9、RS485接收发送电路10，所述输入直流电压电流检测模块5、输出交流电压电流检测模块6、传感器模块7、图像采集模块8、无线接收发送模块9、RS485接收发送电路10分别与微处理器4连接。所述微处理器4通过RS485接收发送电路10与光伏逆变器12进行通信；所述输入直流电压电流检测模块5用于采集采集逆变器输入端的直流电流和直流电压，并将采集的数据传输至微处理器4；所述输出交流电压电流检测模块6用于采集逆变器输出端的交流电流和交流电压，并将采集的数据传输至微处理器4；所述传感器模块7用于采集逆变器工作的环境温度、湿度、光照度和风速数据，并将采集的数据传输至微处理器；所述图像采集模块8，用于采集逆变器关键部件的工作图像信息，并将采集到的图像信息传输至微处理器4；所述微处理器4通过无线接收发送模块9将接收到的数据上传至无线传输装置2。

在本实施例中，所述输入直流电压电流检测模块5包括输入电流检测电路、输出电压检测电路和A/D转换电路，所述输入电流检测电路包括电流互感器、第一RC滤波电路、第一运算放大器、第一电压跟随器和第二限压电路，通过电流互感器采集逆变器输入端的电流信号，依次通过第一RC滤波电路、运算放大器、第一电压跟随器和第二限压电路后传送到A/D转换电路；所述输出电压检测电路包括电阻分压电路、第二RC滤波电路、光耦隔离电路、第二电压跟随器和第二限压电路，通过电阻分压电路采集逆变器输入端的电压信号，依次通过第二RC滤波电路、光耦隔离电路、第二电压跟随器和第二限压电路后传送到A/D转换电路；通过A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号，并传送至微处理器。

在本实施例中，所述输出交流电压电流检测模块6包括输出电流检测电路和输出电压检测电路，所述输出电流检测电路包括霍尔电流传感器、第二运算放大器和第一A/D转换器，所述霍尔电流传感器用于采集逆变器输出端的交流电流，通过第二运算放大器将霍尔电流传感器的输出信号送至第一A/D转换器；所述输出电压检测模块包括霍尔电压传感器、第三运算放大器和第二A/D转换器，所述霍尔电压传感器用于采集逆变器输出端的交流电压，通过第三运算放大器将霍尔电压传感器的输出信号送至第二A/D转换器。

在本实施例中，所述传感器模块7包括温湿度度传感器、光传感器和风速传感器，所述温湿度传感器用于采集逆变器工作环境的温度、湿度数据；所述光传感器用于采集逆变器工作环境的光照度数据；所述风速传感器用于采集逆变器工作环境的风速数据。

在本实施例中，所述微处理器与RS485接收发送电路之间、所述微处理器与无线接收发送模块之间还分别连接有电平转换模块17，所述电平转换模块17包括TXD升电平模块、RXD降电平模块、基准低电平模块和基准高电平模块，所述TXD升电平模块内置有高电平比较器，所述高电平比较器用于比较微处理器的TXD端口发送的TXD信号和基准高电平模块提供的基准高电平并输出电平升高后的TXD信号至RS485接收发送电路或无线接收发送模块，所述RXD降电平模块内置有低电平比较器，所述低电平比较器用于比较RS485接收发送电路或无线接收发送模块发送的I/O信号与所述基准低电平模块提供的基准低电平并输出电平降低后的RXD信号至微处理器的RXD端口。

在本实施例中，所述微处理器4采用单片机；所述无线接收发送模块9包括WIFI接收发送模块或GPRS接收发送模块。所述图像采集模块采用摄像头。所述微处理器还连接有数据存储器11，所述数据存储器11采用AT24CM02数据存储芯片，用于存储监测信息。

在本实施例中，所述监控终端1还包括声光报警器，所述声光报警器与所述微处理器连接。

所述无线传输装置2，用于接收每个监控终端上传的监控信息，并发送至远端主控设备。所述无线传输装置包括无线通信模块13、信号收发控制器14、信号增益天线15和电源模块16，所述信号增益天线15与无线通信模块13连接，所述信号收发控制器14与无线通信模块13连接，所述电源模块16连接有供电监测模块，用于给无线传输装置提供电源。

其中，所述无线通信模块13、信号收发控制器14、信号增益天线15和电源模块16分别设置在固定杆上，固定杆的两侧面设置有防护拉丝。

所述电源模块16包括蓄电池组、电机、太阳能板座和太阳能板，所述电机的顶端通过齿轮啮合连接太阳能板座，所述太阳能板座的顶端固定连接太阳能板，所述太阳能板通过电缆线连接蓄电池组。

所述远端主控设备3，用于接收无线传输装置发送的监控信息，并进行存储。该远端主控设备为服务器。

如图1所示，本实用新型提出的高速公路光伏电站智能化管理监控平台使用时，首先通过监控终端1采集逆变器的电气参数和状态信息，并将监测信息上传至无线传输装置2，所述无线传输装置2将接收每个监控终端上传的监控信息发送至远端主控设备。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1、减少光伏电站的运维成本。光伏电站的运维成本上升是光伏电站的又一核心问题，本实用新型采用监控终端监测逆变器的电气参数和状态信息，有效的减少了运维成本，使其安全性和可靠性增加，达到了规划设计的目标。

2、减少客户损失。本实用新型的监控终端设置有无线传输模块，通过无线传输模块将数据传输至无线传输装置，通过无线传输装置将数据实时传输至远端主控设备，使传输数据更加精确，时时监控光伏发电系统，保证光伏发电系统的电量没有损失，同时由于运维成本降低，也减少了客户的投资成本。

3、减少后期设备维护的难题。通过监控终端的实时监控，使设备的稳定性和可靠性增加，出现问题的几率大大减少。

4、增加电站的可维护性。在监控终端的无线传输模块的基础上，增加了无线传输装置，更好地实现了数据的准确传输，，使设备的可维护性增加。

5、增加光伏电站收益。本实用新型通过输入直流电压电流检测模块和输出交流电压电流检测模块采集逆变器的电压、电流，通过传感器模块采集逆变器工作环境的温湿度、光强度和风速，能够更好的监控光伏发电系统的发电量，当出现故障时，能够准确有效的监控，并进行及时的维护，从而增加电站的收益。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，包括：

若干个监控终端，安装在相应的光伏逆变器的背板上，用于监测逆变器的电气参数和状态信息；

所述监控终端包括微处理器、输入直流电压电流检测模块、输出交流电压电流检测模块、传感器模块、图像采集模块和无线接收发送模块，所述输入直流电压电流检测模块用于采集采集逆变器输入端的直流电流和直流电压，并将采集的数据传输至微处理器；所述输出交流电压电流检测模块用于采集逆变器输出端的交流电流和交流电压，并将采集的数据传输至微处理器；所述传感器模块用于采集逆变器工作的环境温度、湿度、光照度和风速数据，并将采集的数据传输至微处理器；所述图像采集模块，用于采集逆变器关键部件的工作图像信息，并将采集到的图像信息传输至微处理器；所述微处理器通过无线接收发送模块将接收到的数据上传至无线传输装置；

无线传输装置，用于接收每个监控终端上传的监控信息，并发送至远端主控设备；

远端主控设备，用于接收无线传输装置发送的监控信息，并进行存储。

2.根据权利要求1所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述输入直流电压电流检测模块包括输入电流检测电路、输出电压检测电路和A/D转换电路，所述输入电流检测电路包括电流互感器、第一RC滤波电路、第一运算放大器、第一电压跟随器和第二限压电路，通过电流互感器采集逆变器输入端的电流信号，依次通过第一RC滤波电路、运算放大器、第一电压跟随器和第二限压电路后传送到A/D转换电路；所述输出电压检测电路包括电阻分压电路、第二RC滤波电路、光耦隔离电路、第二电压跟随器和第二限压电路，通过电阻分压电路采集逆变器输入端的电压信号，依次通过第二RC滤波电路、光耦隔离电路、第二电压跟随器和第二限压电路后传送到A/D转换电路；通过A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号，并传送至微处理器。

3.根据权利要求1所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述输出交流电压电流检测模块包括输出电流检测电路和输出电压检测电路，所述输出电流检测电路包括霍尔电流传感器、第二运算放大器和第一A/D转换器，所述霍尔电流传感器用于采集逆变器输出端的交流电流，通过第二运算放大器将霍尔电流传感器的输出信号送至第一A/D转换器；所述输出电压检测模块包括霍尔电压传感器、第三运算放大器和第二A/D转换器，所述霍尔电压传感器用于采集逆变器输出端的交流电压，通过第三运算放大器将霍尔电压传感器的输出信号送至第二A/D转换器。

4.根据权利要求1所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述无线传输装置包括无线通信模块、信号收发控制器、信号增益天线和电源模块，所述信号增益天线与无线通信模块连接，所述信号收发控制器与无线通信模块连接，所述电源模块连接有供电监测模块，用于给无线传输装置提供电源。

5.根据权利要求4所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述电源模块包括蓄电池组、电机、太阳能板座和太阳能板，所述电机的顶端通过齿轮啮合连接太阳能板座，所述太阳能板座的顶端固定连接太阳能板，所述太阳能板通过电缆线连接蓄电池组。

6.根据权利要求1所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述传感器模块包括温湿度度传感器、光传感器和风速传感器，所述温湿度传感器用于采集逆变器工作环境的温度、湿度数据；所述光传感器用于采集逆变器工作环境的光照度数据；所述风速传感器用于采集逆变器工作环境的风速数据。

7.根据权利要求1所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述监控终端还包括RS485接收发送电路，所述微处理器通过RS485接收发送电路与光伏逆变器进行通信。

8.根据权利要求1所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述微处理器与RS485接收发送电路之间、所述微处理器与无线接收发送模块之间还分别连接有电平转换模块，所述电平转换模块包括TXD升电平模块、RXD降电平模块、基准低电平模块和基准高电平模块，所述TXD升电平模块内置有高电平比较器，所述高电平比较器用于比较微处理器的TXD端口发送的TXD信号和基准高电平模块提供的基准高电平并输出电平升高后的TXD信号至RS485接收发送电路或无线接收发送模块，所述RXD降电平模块内置有低电平比较器，所述低电平比较器用于比较RS485接收发送电路或无线接收发送模块发送的I/O信号与所述基准低电平模块提供的基准低电平并输出电平降低后的RXD信号至微处理器的RXD端口。

9.根据权利要求1所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述无线接收发送模块包括WIFI接收发送模块或GPRS接收发送模块。

10.根据权利要求1所述的高速公路光伏电站智能化管理监控平台，其特征是，所述监控终端还包括声光报警器和数据存储器，所述声光报警器和数据存储器与所述微处理器连接。