CN208224887U - 一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能充电技术领域的一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统，包括远程监控单元、数据库单元和现场监控单元，将移动GPRS、物联网和现场总线等技术应用到太阳能光伏充电控制中，利用各种传感器技术实时或非定期检测光伏发电系统运行状态，提取相关参数，通过GPRS、互联网实现数据的现场收集及传输，建立光伏发电系统相关信息数据存储中心，具有太阳能光伏电动车充电站控制系统现场和远程监控功能，物联网技术引入现代太阳能光伏充电站，可以充分利用物联网的各种优点，合理建立与光伏电动车充电系统密切相关的运行条件、运行状况等信息数据库，实现对光伏发电系统的远程和智能控制，从而提升自动化管理水平。

Description

一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能新能源应用领域，具体地说涉及一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统。

背景技术

当今，传统化石能源是大量交通工具的燃料的主要来源，但它是一次能源。随着资源的过度开采利用，伴随人口膨胀，将会出现化石枯竭状态。此外，化石能源在使用过程中，会新增大量温室气体，比如二氧化碳等，同时可能产生一些有毒又有污染的烟气，威胁着自然生态。可见，开发一种清洁的可再生能源意义重大。电动车在城市的运行己经很普及了，它轻巧体型，低廉价格可以迅速进入市场，大大缓解交通压力，保护环境。可是，电动车的使用仍然存在着较多问题，如电耗较大，电动车的蓄电池容量有限，导致的行驶距离受到制约等。一般电动车使用通过电网充电，虽然市电充电成本低，但是在道路、郊区等场所并不具有电动车充电条件。所以，利用太阳能，建立电动车充电站是很有必要的。既不占用很大的面积，也可以环保，节省电能。

传统的太阳能光伏电动车充电站系统是单节点控制，也就是光伏电动车充电站系统独立，只能在现场对太阳能光伏电动车充电站各种参数监控和控制。但随着太阳能电动车光伏充电的普及，更多的光伏电动车充电站发布在不同的位置，有的充电站需要无人值守，或者需要在另外的场所对光伏电动车充电站进行监控。目前，广泛采用的单节点控制存在不足，主要是数据不能共享和远程监控，同时也需要采用一种新的技术对传统的太阳能光伏电动车充电系统控制信息化管理技术进行改进，使之更加安全、智能、提高太阳能光伏电动车充电系统可靠性、智能化和信息化管理水平。

物联网(Internet of Things,简称IOT)是将识别技术、信息采集处理、互联网和传感器等技术相互交融的通信感知信息技术。物联网技术的出现为实时协同采集全面的与设备相关的海量信息提供可能。通过物联网有望能够实现:物与物相联、物与人相联以及人与人相联，智能处理数据信息，分析并解决问题，最大限度地实现信息互联和操作控制自动化。物联网将传感器网络等感知技术、互联网技术、智能运算技术等融为一体，能够实现相关信息全面感知、可靠传送和智能处理。随着信息技术在太阳能光伏充电站行业中逐步推广应用，物联网技术为太阳能光伏行业智能化、集中和远程控制管理构建了新的模式。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于物联网太阳能光伏电动车充电站控制系统，其结构简单，设计合理，充电效率高，信息化水平明显提升。基于物联网将太阳能光伏电动车充电站监控实现远程控制，提高了电动车充电站的安全性和可靠性，提高了光伏充电效率，延长蓄电池寿命，实用性强。物联网技术引入现代太阳能光伏充电站，可以充分利用物联网的各种优点，合理建立与光伏发电系统密切相关的运行条件、运行状况等信息数据库，实现对光伏发电系统的远程和智能控制。将传统的以人力控制为中心转变为以智能信息处理为中心，从而极大地提升太阳能光伏充电站的自动化管理水平，大大提高系统维护管理干预水平，提高主动性和机动性。

本实用新型采用的技术方案是：一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统，其特征在于：将移动GPRS、物联网和现场总线等技术应用到太阳能光伏充电控制中。利用各种传感器技术实时或非定期检测光伏发电系统运行状态，提取相关参数。通过GPRS、互联网实现数据的现场收集及传输；建立光伏发电系统相关信息数据存储中心，具有太阳能光伏电动车充电站控制系统远程监控功能。

一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统，其包括：太阳能光伏充电站远程监控单元、数据库单元、现场监控单元。

所述现场监控单元主要由SCADA监控系统、PLC控制器、MPPT控制器、蓄电池、DC/DC转换器、DC/AC转换器和负载等组成。主要是对太阳能光伏充电站进行现场控制，通过光伏PV阵列模块接收太阳能能量、采用最大功率点追踪MPPT控制模块对光伏阵列模块的能量进行处理，得到最大的能量输出，输出能量经过DC/DC转换器,得到满足系统合适的直流电压，共给电动车负载供电。

所述数据库单元由组态王KingView监控软件构成。太阳能光伏充电站远程监控单元和现场监控单元密联系起来。数据库单元主要有两个主要功能：第一是传递远程下达太阳能光伏电动车充电站设备运行指令。第二是为企业管理系统ERP提供光伏强度、温度信息、充电电流、充电电压和报警等运行数据，便于现代化管理。

所述远程监控单元主要由远程监控电脑、手机、WEB服务器和GPRS系统等构成,主要实现下达指令、远程控制太阳能光伏电动车充电设备运行、调取历史数据等任务。除了现场监控之外，增加了远程监控功能，便于企业相关人员对系统进行全方位充电控制管理。

本实用新型的有益效果：

对太阳能光伏电动车充电站实行物联网技术，既可现场控制，也可远程控制太阳能光伏电动车充电站设备运行。现场SCADA监控系统、远程计算机和手机系统均具有设备监控、运行参数显示调整和生产工艺完善等多种功能。管理人员和设备技术人员可随时查询系统设备运行状态，及时调整生产管理手段。

采用最大功率点跟踪控制方法(MPPT)使太阳能光伏转换达到一个自动寻优过程，最优智能化实现太阳能光伏能量最大功率输出。

系统输出采用DC/DC和DC/AC逆变两种方式，提供电动车快充和慢充模式，有利于电动车充电多样性，给用户更多的选择。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-远程监控单元、2-远程计算机、3-手机管理、4-WEB服务器、5-数据库单元、6-KingView数据库、7-SCADA监控系统、8-PLC控制器、9-现场监控单元、10-光伏PV阵列模块、11-MPPT控制器、12-DC/DC转换器、13-DC/AC转换器、14-蓄电池、15-电动车直流负载、16-电动车交流负载。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

参照图1，本实施例中所述一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统，包括现场监控单元9、数据库单元5和远程监控单元1构成。

所述现场监控单元9主要由SCADA监控系统7、PLC控制器8、光伏PV阵列模块10、MPPT控制器11、DC/DC转换器12、DC/AC转换器13、蓄电池14、电动车直流负载15、电动车交流负载16构成。主要是对太阳能光伏充电站进行现场控制，通过光伏PV阵列模块10模块接收太阳能能量、采用最大功率点追踪MPPT控制器11，对光伏PV阵列模块10的能量进行处理，得到最大的能量输出，输出能量经过DC/DC转换器12得到满足系统合适的直流电压，给电动车直流负载15供电。也可经过DC/AC转换器13得到满足系统合适的交流电压，交流电经过电动车自带充电器，对电动车交流负载16供电。

所述的现场监控单元9中，PLC控制器8是系统核心组成部分，主要具有执行参数采集、按照运行策略执行命令等功能。并将运行参数传递给SCADA监控系统7。SCADA监控系统7可以实时监控并模拟现场的工作状态和数据,显示各种模拟画面，提供各种运行及故障信息，报警信息、运行参数图表、事故记录和数据统计等。

所述现场监控单元9一端接KingView数据库7，向数据库单元5传递现场光照强度、温度、充电电流等参数，同时通过据库单元5接收远程监控单元1的各种运行命令。

所述数据库单元5由组态王KingView数据库系统6构成。主要将太阳能光伏充电站远程监控单元1和现场监控单元9密联系起来。数据库单元主要有两个主要功能：第一是通过WEB服务器4传递远程监控单元1的各种运行指令，第二是通过SCADA监控系统7，采集各种现场运行参数，通过WEB服务器4将现场各种运行信息传递到远程监控单元，为企业管理系统ERP提供光伏强度、温度信息、充电电流、充电电压和报警等等运行数据。

所述远程监控单元1主要由远程监控计算机2、手机管理3、WEB服务器4和GPRS系统等构成。远程监控单元1通过WEB服务器4和数据库单元5连接。通过WEB服务器4可在异地浏览现场充电度监控画面。得到和现场SCADA监控上位机一致的现场控制画面。系统能够远程实时传送各种数据、通信状态等参数状态、工艺流程动态显示、远程报警等。各管理者、工程师可远程对现场设备进行控制。可以实现从WEB服务器上读取相关的数据，设置的报警条件进行处理，通过GPRS系统将系统报警短信发送到相关维护人员的手机管理3上，使相关人员第一时间了解警报信息，使问题得到及时处理。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统，其特征在于包括：

一个现场监控单元，其包括：

实时监控并模拟灌溉现场的工作状态和数据，显示模拟画面，提供运行及故障信息、报警信息、运行参数图表、事故记录和数据统计的SCADA监控系统；执行参数采集、按照运行策略执行命令的PLC控制器；接收太阳能能量的光伏PV阵列模块；实时侦测光伏PV阵列模块的发电电压，并追踪最高电压电流值VI，使系统以最大功率输出对蓄电池充电的MPPT控制器；接收MPPT控制器的太阳能功率输出，并进行能量储存的蓄电池；将蓄电池的直流电源转化成输出电压稳定的直流电源，为直流负载供电的DC/DC转换器；将蓄电池的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源的DC/AC转换器；电动车直流负载，以及电动车交流负载；

其中，所述SCADA监控系统与PLC控制器电连接；所述PLC控制器与MPPT控制器、DC/DC转换器以及DC/AC转换器分别电连接；所述光伏PV阵列模块与MPPT控制器电连接；所述MPPT控制器与蓄电池电连接；所述DC/DC转换器与电动车直流负载电连接；所述DC/AC转换器与电动车交流负载电连接；

一个通过WEB服务器和数据库单元连接，实现下达指令、远程控制太阳能光伏电动车充电设备运行、调取历史数据的远程监控单元；

一个通过SCADA监控系统采集现场光照强度、温度以及充电电流参数，通过WEB服务器将现场运行信息传递到远程监控单元，通过WEB服务器传递远程监控单元的运行指令的数据库单元；

其中，所述现场监控单元通过数据库单元与远程监控单元电连接。

2.根据权利要求1所述一种物联网架构的光伏电动车充电站控制系统，其特征是所述数据库单元为组态王KingView数据库系统。