CN208299544U - 用于太阳能电站的数据采集装置及太阳能电站监控系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于太阳能电站的数据采集装置及太阳能电站监控系统。装置包括：数据采集电路和LoRa模块；数据采集电路，与太阳能组件连接，用于采集太阳能组件的工作数据；LoRa模块，集成在数据采集电路上，用于将工作数据发送至与LoRa模块通信的基于LoRa的数据接收装置。由此，数据采集电路可以通过LoRa无线通信技术将其采集到的工作数据传输至本地服务器，有效避免了规划布线拆装不便、线路检测复杂、线路扩容效率低等问题。同时，LoRa无线通信技术的抗干扰能力强、且采用完备的防掉线机制，可保证工作数据的稳定、可靠传输，且传输距离长、速度快。此外，由于不受预设接口的限制，更加便于太阳能组件的扩展，且施工成本低。
Description
技术领域
本公开涉及太阳能发电技术领域，具体地，涉及一种用于太阳能电站的数据采集装置及太阳能电站监控系统。
背景技术
随着社会的进步，各种资源消耗越来越大，资源就显得越来越重要。现今社会已经开始提倡节能减排、低碳行动等。太阳能、风能己成为比较理想的能源，这类能源既没有污染，也用之不竭。现有太阳能发电技术已变得日益成熟并得到广泛的应用，如太阳能路灯、太阳能电站、太阳能集热器等。随着规模性的太阳能电站在国内开始陆续建设和投入运行，如何实时了解电站的运行状况(即，工作数据)，如何满足上一级系统或电网调度系统的监控需求，是电站业主和电网公司共同关心的问题。
现阶段，主要通过以下方式来实现太阳能电站系统的监控：数据采集电路在采集到太阳能组件的工作数据后，通过线缆将其传输至本地服务器进行数据分析、处理等。但该种方式存在规划布线拆装不便、线路检测复杂、线路扩容效率低、太阳能组件数量受预设接口限制、传输距离短等问题。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的问题，本公开提供一种用于太阳能电站的数据采集装置及太阳能电站监控系统。
为了实现上述目的，本公开提供一种用于太阳能电站的数据采集装置，包括：
数据采集电路和LoRa模块；
所述数据采集电路，与太阳能组件连接，用于采集所述太阳能组件的工作数据；
所述LoRa模块，集成在所述数据采集电路上，用于将所述工作数据发送至与所述LoRa模块通信的基于LoRa的数据接收装置。
可选地，所述LoRa模块包括射频信号发送模块、射频天线、射频信号接收模块、第一通信接口、第二通信接口，其中，所述射频信号发送模块、所述射频信号接收模块分别与所述射频天线通信连接，所述LoRa模块通过所述第一通信接口或所述第二通信接口与所述数据采集电路通信连接，且所述第一通信接口与所述第二通信接口是不同类型的通信接口。
可选地，所述第一通信接口为RS232通信接口，所述第二通信接口为RS485通信接口。
可选地，所述数据采集电路包括电压采集子电路、电流采集子电路、温度采集子电路、工作时长采集子电路中的一者或多者。
本公开还提供一种太阳能电站监控系统，包括：
多组太阳能组件；
与所述多组太阳能组件一一对应的用于太阳能电站的数据采集装置，其中，所述用于太阳能电站的数据采集装置为本公开提供的上述用于太阳能电站的数据采集装置；
所述基于LoRa的数据接收装置，一端与所述用于太阳能电站的数据采集装置中的LoRa模块连接，另一端与本地服务器连接，用于将从所述LoRa模块接收到的所述工作数据发送至所述本地服务器；
所述本地服务器，用于接收所述基于LoRa的数据接收装置发送的所述工作数据，并确定与所述工作数据相对应的太阳能组件是否存在异常。
可选地，所述用于太阳能电站的数据采集装置设置在相应的太阳能组件上。
可选地，所述基于LoRa的数据接收装置包括：
LoRa网关；或者
LoRa基站和网络服务器。
可选地，所述太阳能组件包括：
自动保护切换电路，用于切断或使能所述太阳能组件对外供电；
所述本地服务器，还用于在确定所述太阳能组件存在异常时，生成相应的控制信号，其中，所述控制信号用于控制所述自动保护切换电路切断所述太阳能组件对外供电。
可选地，所述系统还包括：
告警装置；
所述本地服务器，与所述告警装置连接，还用于在确定所述太阳能组件存在异常时，向所述告警装置发送告警消息。
可选地，所述系统还包括以下中的一者或两者：
显示装置，用于显示所述工作数据；
云端服务器；
其中，所述本地服务器，与所述云端服务器连接，还用于将所述工作数据存储至所述云端服务器。
在上述技术方案中，数据采集电路在采集到太阳能组件的工作数据后，可以依次通过集成在该数据采集电路上的LoRa模块、基于LoRa的数据接收装置将工作数据发送至本地服务器，以由该本地服务器确定与该工作数据对应的太阳能组件是否存在异常。这样，数据采集电路可以通过LoRa无线通信技术将其采集到的工作数据传输至本地服务器，有效避免了规划布线拆装不便、线路检测复杂、线路扩容效率低等问题。同时，LoRa无线通信技术的抗干扰能力强、且采用完备的防掉线机制，从而可以保证工作数据的稳定、可靠传输，且传输距离长、速度快。此外，由于不受预设接口的限制，更加便于太阳能组件的扩展，且施工成本低。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种用于太阳能电站的数据采集装置的框图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种数据采集电路的框图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种LoRa模块的框图。
图5是根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。
图6是根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。
图7A是根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。
图7B是根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。
图7C是根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的结构示意图。
图9是根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的结构示意图。
附图标记说明
1 用于太阳能电站的数据采集装置 2 太阳能组件
3 基于LoRa的数据接收装置 4 本地服务器
5 告警装置 6 显示装置
7 云端服务器 11 数据采集电路
12 LoRa模块 31 LoRa网关
32 LoRa基站 33 网络服务器
111 电压采集子电路 112 电流采集子电路
113 温度采集子电路 114 工作时长采集子电路
121 射频信号发送模块 122 射频天线
123 射频信号接收模块 124 第一通信接口
125 第二通信接口
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。如图1所示，该系统可以包括：多组太阳能组件2、与该多组太阳能组件2一一对应的用于太阳能电站的数据采集装置1、基于LoRa的数据接收装置3以及本地服务器4。
在本公开中，太阳能电站监控系统可以包括多组太阳能组件2，且该太阳能组件2的发电量受光照强度、环境温度等条件的影响，其中，该太阳能组件2可以包括晶硅太阳能电池或薄膜太阳能电池。在太阳能电站监控系统中，太阳能组件2和用于太阳能电站的数据采集装置1是一一对应的关系，二者之间可以通过线缆进行连接。并且，为了节省资源并减小布线拆装的复杂度，可以将二者近距离设置，示例地，可以将上述用于太阳能电站的数据采集装置1设置(例如，直接贴附)在相应的太阳能组件2上。
如图2所示，上述用于太阳能电站的数据采集装置1可以包括数据采集电路11和LoRa(Long Rang，即远距离无线传输)模块12，其中，该LoRa模块12可以集成在数据采集电路11上。
在本公开中，该数据采集电路11，可以与相应的太阳能组件2连接，该数据采集电路11可以用于采集相应太阳能组件2的工作数据，其中，该工作数据可以包括电流信息、电压信息、温度信息、工作时长信息、湿度信息、光照强度信息等。之后，该数据采集电路11可以将其采集到的太阳能组件2的工作数据传输至LoRa模块12，以通过该LoRa模块12将上述工作数据发送出去，即，数据采集电路11可以通过LoRa模块12将上述工作数据传输至基于LoRa的数据接收装置3，以由该基于LoRa的数据接收装置3将上述工作数据发送至本地服务器4。
在一种实施方式中，如图3所示，上述数据采集电路11可以包括电压采集子电路111、电流采集子电路112、温度采集子电路113、工作时长采集子电路114中的一者或多者。示例地，可以通过上述电压采集子电路111来采集相应太阳能组件2的电压信息，可以通过上述电流采集子电路112来采集相应太阳能组件2的电流信息，可以通过上述温度采集子电路113来采集相应太阳能组件2的温度信息，可以通过上述工作时长采集子电路114来采集太阳能组件2的工作时长信息。另外，需要说明的是，当上述数据采集电路11包括电压采集子电路111、电流采集子电路112、温度采集子电路113、工作时长采集子电路114中的多者时，任意两者之间均不存在连接关系。
返回图2，LoRa模块12，可以与基于LoRa的数据接收装置3连接，它可以用于将其从上述数据采集电路11获取到的太阳能组件2的工作数据发送至与该LoRa模块12通信的基于LoRa的数据接收装置3。示例地，上述LoRa模块12的型号可以为F8L10D、F8L10S等。
在本公开中，如图4所示，上述LoRa模块12可以包括射频信号发送模块121、射频天线122、射频信号接收模块123、第一通信接口124、第二通信接口125，其中，所述射频信号发送模块121、射频信号接收模块123分别与射频天线122通信连接。其中，射频信号发送模块121可以通过射频天线122向基于LoRa的数据接收装置3发送射频信号，射频信号接收模块123可以通过射频天线122接收基于LoRa的数据接收装置3发送的射频信号；并且，该第一通信接口124与第二通信接口125可以是不同类型的通信接口。示例地，第一通信接口124为RS232通信接口，第二通信接口125为RS485通信接口；又示例地，第一通信接口124为USB通信接口，第二通信接口125为LAN通信接口。
具体来说，上述LoRa模块12可以通过上述第一通信接口124或第二通信接口125与上述数据采集电路11进行通信连接，即上述数据采集电路11可以通过第一通信接口124或第二通信接口125将其采集到工作数据传输至LoRa模块12，之后，该LoRa模块12可以通过射频信号发送模块121和射频天线122将该工作数据传输至基于LoRa的数据接收装置3。
返回图1，基于LoRa的数据接收装置3还可以与本地服务器4连接，用于将其从上述LoRa模块12接收到的太阳能组件2的工作数据发送至本地服务器4。
在一种实施方式中，上述基于LoRa的数据接收装置3可以为LoRa网关31(如图8中所示)，例如，端子形态LoRa网关F8916-L。
具体来说，上述LoRa网关31从上述LoRa模块12接收到的太阳能组件2的工作数据后，可以通过RS232或LAN接口将其传输至本地服务器4。
但上述LoRa网关31的数据传输通道具有局限性，且它只能通过轮询方式接收上述多个用于太阳能电站的数据采集装置1传输的相应太阳能组件2的工作数据，数据传输速度慢，因此，在另一种实施方式中，上述基于LoRa的数据接收装置3可以为LoRa基站32和网络服务器33(如图9中所示)，其中，该LoRa基站32可以例如是F8L10GW基站。由于LoRa基站32的数据传输通道多，可以同时接收上述多个用于太阳能电站的数据采集装置1传输的相应太阳能组件2的工作数据，因此，数据传输速度快，且数据覆盖面更广。
具体来说，上述LoRa基站32从上述LoRa模块12接收到的太阳能组件2的工作数据后，可以先将其存储至网络服务器33中，之后，该网络服务器33可以按照固定周期将其存储的太阳能组件2的工作数据传输至本地服务器4，或者，本地服务器4可以向网络服务器33发送用于请求获取相应工作数据的请求消息。其中，需要说明的是，上述固定周期可以是用户设定的，也可以是默认的，在本公开中不作具体限定。
返回图1，本地服务器4，可以用于接收上述基于LoRa的数据接收装置3发送的太阳能组件2的工作数据，之后，可以确定与该工作数据相对应的太阳能组件2是否存在异常。
示例地，当本地服务器4根据其接收到的各太阳能组件2的工作数据满足以下任意一个条件时，则可以确定相应太阳能组件2存在异常：
(1)电压超过预设压差阈值；
(2)电流超过预设电流阈值；
(3)温度超过预设温度阈值；
(4)工作时长超过预设时间阈值。
其中，上述预设压差阈值、预设电流阈值、预设温度阈值、预设时间阈值，可以是用户设定的，也可是默认的，在本公开中均不作具体限定。
在上述技术方案中，数据采集电路在采集到太阳能组件的工作数据后，可以依次通过集成在该数据采集电路上的LoRa模块、基于LoRa的数据接收装置将工作数据发送至本地服务器，以由该本地服务器确定与该工作数据对应的太阳能组件是否存在异常。这样，数据采集电路可以通过LoRa无线通信技术将其采集到的工作数据传输至本地服务器，有效避免了规划布线拆装不便、线路检测复杂、线路扩容效率低等问题。同时，LoRa无线通信技术的抗干扰能力强、且采用完备的防掉线机制，从而可以保证工作数据的稳定、可靠传输，且传输距离长、速度快。此外，由于不受预设接口的限制，更加便于太阳能组件的扩展，且施工成本低。
如图5所示，上述太阳能组件2内可以设置有自动保护切换电路21，该自动保护切换电路21可以用于切断或使能上述太阳能组件2对外供电；上述本地服务器4，还可以用于在确定相应太阳能组件2存在异常时，生成相应的控制信号，以控制上述自动保护切换电路21切断该太阳能组件2对外供电。这样，在太阳能组件2存在异常时，通过自动保护切换电路21即可及时断开太阳能组件2对外供电，提升了供电安全性。
具体来说，当本地服务器4在确定太阳能组件2存在异常时，可以生成相应的控制信号，之后，依次通过上述基于LoRa的数据接收装置3、用于太阳能电站的数据采集装置1中的LoRa模块12将该控制信号发送至相应的太阳能组件2，该太阳能组件2接收该控制信号后，控制自动保护切换电路21接通，以切断该太阳能组件2对外供电。而当该太阳能组件2异常情况消除时，本地服务器4还可以生成另一控制信号，以控制自动保护切换电路21断开，从而使能该太阳能组件2对外供电。
图6根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。参照图6，上述系统还可以包括告警装置5。
在本公开中，上述本地服务器4，与该告警装置5连接，该本地服务器4还可以用于在确定上述任一太阳能组件2存在异常时，向告警装置5发送告警消息，这样，更加便于用户发现异常，并及时采取安全措施，提升了太阳能电站的安全性。并且，上述告警装置5可以通过指示灯闪烁、语音提醒、显示告警信息等方式来进行告警。
图7A根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。参照图7A，上述系统还可以包括显示装置6，例如，显示屏。该显示装置6可以用于显示各太阳能组件2的工作数据，这样，用户通过该显示装置6即可直接了解到各太阳能组件2的工作状态。
图7B根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。参照图7B，上述系统还可以包括云端服务器7，与上述本地服务器4连接，这样，本地服务器4在获取到各太阳能组件2的工作数据后，可以将其存储至所述云端服务器7。由此，即使用户不在太阳能电站工作现场，也可通过智能终端(例如，智能手机)、远程客户端(如图8、图9中所示)实时了解各太阳能组件2的工作状态，更加方便快捷。
图7C根据另一示例性实施例示出的一种太阳能电站监控系统的框图。参照图7C，上述系统还可以包括显示装置6和云端服务器7。这样，用户无论是在太阳能电站工作现场，还是远离太阳能电站工作现场，均可实时了解各太阳能组件2的工作状态。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种用于太阳能电站的数据采集装置，其特征在于，包括：
数据采集电路(11)和LoRa模块(12)；
所述数据采集电路(11)，与太阳能组件(2)连接，用于采集所述太阳能组件(2)的工作数据；
所述LoRa模块(12)，集成在所述数据采集电路(11)上，用于将所述工作数据发送至与所述LoRa模块(12)通信的基于LoRa的数据接收装置(3)。
2.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，所述LoRa模块(12)包括射频信号发送模块(121)、射频天线(122)、射频信号接收模块(123)、第一通信接口(124)、第二通信接口(125)，其中，所述射频信号发送模块(121)、所述射频信号接收模块(123)分别与所述射频天线(122)通信连接，所述LoRa模块(12)通过所述第一通信接口(124)或所述第二通信接口(125)与所述数据采集电路(11)通信连接，且所述第一通信接口(124)与所述第二通信接口(125)是不同类型的通信接口。
3.根据权利要求2所述的数据采集装置，其特征在于，所述第一通信接口(124)为RS232通信接口，所述第二通信接口(125)为RS485通信接口。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集电路(11)包括电压采集子电路(111)、电流采集子电路(112)、温度采集子电路(113)、工作时长采集子电路(114)中的一者或多者。
5.一种太阳能电站监控系统，其特征在于，包括：
多组太阳能组件(2)；
与所述多组太阳能组件(2)一一对应的用于太阳能电站的数据采集装置(1)，其中，所述用于太阳能电站的数据采集装置(1)为根据权利要求1-4中任一项所述的数据采集装置；
所述基于LoRa的数据接收装置(3)，一端与所述用于太阳能电站的数据采集装置(1)中的LoRa模块(12)连接，另一端与本地服务器(4)连接，用于将从所述LoRa模块(12)接收到的所述工作数据发送至所述本地服务器(4)；
所述本地服务器(4)，用于接收所述基于LoRa的数据接收装置(3)发送的所述工作数据，并确定与所述工作数据相对应的太阳能组件(2)是否存在异常。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述用于太阳能电站的数据采集装置(1)设置在相应的太阳能组件(2)上。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述基于LoRa的数据接收装置(3)包括：
LoRa网关(31)；或者
LoRa基站(32)和网络服务器(33)。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述太阳能组件(2)包括：
自动保护切换电路(21)，用于切断或使能所述太阳能组件(2)对外供电；
所述本地服务器(4)，还用于在确定所述太阳能组件(2)存在异常时，生成相应的控制信号，其中，所述控制信号用于控制所述自动保护切换电路(21)切断所述太阳能组件(2)对外供电。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
告警装置(5)；
所述本地服务器(4)，与所述告警装置(5)连接，还用于在确定所述太阳能组件(2)存在异常时，向所述告警装置(5)发送告警消息。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括以下中的一者或两者：
显示装置(6)，用于显示所述工作数据；
云端服务器(7)；
其中，所述本地服务器(4)，与所述云端服务器(7)连接，还用于将所述工作数据存储至所述云端服务器(7)。
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Cited By (1)
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| CN110336533A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-10-15 | 上海博昂电气有限公司 | 物联网分布式楼宇光伏电站监控系统和光伏设备 |
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2018
- 2018-06-27 CN CN201821008083.9U patent/CN208299544U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110336533A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-10-15 | 上海博昂电气有限公司 | 物联网分布式楼宇光伏电站监控系统和光伏设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201225 Address after: No.31 Yanqi street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee after: Beijing Huihong Technology Co., Ltd Address before: Room 107, building 2, Olympic Village street, Chaoyang District, Beijing Patentee before: HANERGY MOBILE ENERGY HOLDING GROUP Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211104 Address after: No.31 Yanqi street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee after: Dongjun new energy Co.,Ltd. Address before: No.31 Yanqi street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee before: Beijing Huihong Technology Co., Ltd |
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| TR01 | Transfer of patent right |