CN211266862U - 一种光伏发电监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及监控系统，公开了一种光伏发电监控系统，其包括上位机(1)、采集设备(2)、光伏子系统(3)、网络传输设备(4)，上位机(1)、采集设备(2)、光伏子系统(3)、网络传输设备(4)相互之间通过电性连接，采集设备(2)采集光伏子系统(3)的数据，采集设备(2)将采集的数据经过处理后传输给网络传输设备(4)，网络传输设备(4)将数据传送给上位机(1)，上位机(1)再对采集的数据进行分析处理；采集设备(2)是基于FPGA的设计进行对数据采集和控制，对多个光伏逆变器进行集中监测，实现对光伏逆变器的数据采集，并通过以太网与总站进行数据交互，这样监控的响应速度快，能够支持远程升级。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电领域，尤其涉及了一种光伏发电监控系统。
背景技术
随着全球储备能源的快速消耗，近十年来，太阳能光伏产业得到飞速发展，光伏装机总量在全球范围内呈爆炸性增长趋势。仅在2013年，全球光伏装机容量新增38.7GW，总装机容量达到140.6GW，光伏产业已进入新的发展时期。对于当前光伏并网系统来说，国内对光伏并网系统的功能控制大多使用单片机、数字信号处理器DSP或集成电路ASIC等串行结构控制器，其运行速度和可扩展性还有待提高。基于并行结构运算的可编程逻辑阵列FPGA能够自定义不同功能的单元模块，具有集成度高、资源分配灵活和扩展性强等特点，为光伏并网系统提供了良好的硬件基础。其次，直流、交流变换器的控制信号常采用电压电流双闭环PID控制方法产生，该方法实现简单，但它依赖于被控量误差，其控制速度和鲁棒性还有待提高。
专利名称为：光伏监控系统及具有所述光伏监控系统的光伏发电系统，申请号：CN201620032273.9，申请日：2016-01-12的实用新型专利申请中记载，本实用新型公开了光伏监控系统及具有所述光伏监控系统的光伏发电系统。所述光伏监控系统包括互感器以及与互感器均连接的载波脉冲信号检测装置、载波脉冲信号发送装置、电流检测装置。光伏发电系统的直流母线上的信号通过互感器后，一方面流入载波脉冲信号检测装置用以接收及解析光伏发电系统的单板监控模块发出的直流载波信号，另一方面流入电流检测装置用以测量直流母线的直流电流值。载波脉冲信号发送装置发出的另一路直流载波信号通过互感器向直流母线发送。本实用新型仅采用一个互感器就能实现直流载波信号收发、电流检测，节省成本和空间。本实用新型还公开具有所述光伏监控系统的光伏发电系统。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中相应速率慢，系统升级不方便，提供了一种光伏发电监控系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
一种光伏发电监控系统的设计，其包括上位机、采集设备、光伏子系统、网络传输设备，上位机、采集设备、光伏子系统、网络传输设备相互之间通过电性连接，采集设备采集光伏子系统的数据，采集设备将采集的数据经过处理后传输给网络传输设备，网络传输设备将数据传送给上位机，上位机再对采集的数据进行分析处理。
作为优选，采集设备主控制芯片是双核的FPGA芯片，采集设备采集光伏子系统的输入电压、输出电压、电流和开关管温度参数数据，采集设备对采集的参数数据进行处理和控制。
作为优选，采集设备(2)包括双核FPGA、触摸屏显示模块、电源控制模块、JTAG接口、存储模块、以太网控制模块和传感器传输模块，采集设备(2) 包括双核FPGA、触摸屏显示模块、电源控制模块、JTAG接口、存储模块、以太网控制模块和传感器传输模块，传感器传输模块将采集的信号传输给双核FPGA，电源控制模块给双核FPGA提供电源、存储模块存储双核FPGA的数据信号，双核FPGA模块通过JTAG接口进行文件的下载，经过双核FPGA处理的信号最终通过触摸屏显示模块进行显示，通过以太网控制模块进行通讯。
作为优选，以太网控制模块采用的网卡传输芯片为DM9000，DM9000接收双核FPGA传送的地址信号、数据信号和控制信号。
作为优选，传感器传输模块包括数据采集器、微机接口模块、数模转换模块和信号处理模块，数据采集器、微机接口模块、数模转换模块和信号处理模块相互之间通过电性连接，数据采集模块将现场采集的模拟信号逐个转化成数字信号，微机接口模块传输数据采集模块的数据信号、状态信号和控制信号；数模转换模块将微机接口输出的数字信号转换成模拟信号；信号处理模块对于采集的信号进行滤波放大等相关的处理；采集传感器采用的是霍尔传感器，测量直流、交流、脉动的电压或电流。测量范围宽，精度高，线性度好，灵敏度高，反应时间短，动态性能好，具有原理性过载保护，原边和副边电路之间完全电绝缘，抗干扰能力强。
作为优选，电源控制模块采用外部5V直流电源，通过降压电路，获得芯片所需要的三种电压：3.3V、1.8V、1.25V。
本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本实用新型基于FPGA实现的光伏发电监控系统，其包括上位机、采集设备、光伏子系统、网络传输设备，用于对多个光伏逆变器进行集中监测，实现对光伏逆变器的数据采集，并通过以太网与总站进行数据交互，总站对数据进行分析、管理、显示、存储、打印、绘图以及参数设置等。
附图说明
图1是本实用新型的组成示意图。
图2是图1的采集设备组成图。
图3是图2的以太网控制模块组成图。
图4是3.3V电源电路图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—上位机、2—采集设备、3—光伏子系统、4—网络传输设备。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
一种光伏发电监控系统，依据附图1所示，其包括上位机1、采集设备2、光伏子系统3、网络传输设备4，上位机1、采集设备2、光伏子系统3、网络传输设备4相互之间通过电性连接，采集设备2采集光伏子系统3的数据，采集设备2将采集的数据经过处理后传输给网络传输设备4，网络传输设备4将数据传送给上位机1，上位机1再对采集的数据进行分析处理。
依据附图2所示，采集设备2主控制芯片是双核的FPGA芯片，采集设备2 采集光伏子系统3的输入电压、输出电压、电流和开关管温度参数数据，采集设备2对采集的参数数据进行处理和控制。
依据附图2所示，采集设备2包括双核FPGA、触摸屏显示模块、电源控制模块、JTAG接口、存储模块、以太网控制模块和传感器传输模块，采集设备(2) 包括双核FPGA、触摸屏显示模块、电源控制模块、JTAG接口、存储模块、以太网控制模块和传感器传输模块，传感器传输模块将采集的信号传输给双核FPGA，电源控制模块给双核FPGA提供电源、存储模块存储双核FPGA的数据信号，双核FPGA模块通过JTAG接口进行文件的下载，经过双核FPGA处理的信号最终通过触摸屏显示模块进行显示，通过以太网控制模块进行通讯。
依据附图3所示，以太网控制模块采用的网卡传输芯片为DM9000，DM9000 接收双核FPGA传送的地址信号、数据信号和控制信号等，将信号传送给RJ45， RJ45连接头内部包含有耦合线圈，所以不需要再加上网络变压器，可以直接用网线将整个系统与路由器或者交换机等网络设备连接上网。
传感器传输模块包括数据采集器、微机接口模块、数模转换模块和信号处理模块，数据采集器、微机接口模块、数模转换模块和信号处理模块相互之间通过电性连接。
数据采集模块将现场采集的模拟信号逐个转化成数字信号，微机接口模块传输数据采集模块的数据信号、状态信号和控制信号；数模转换模块将微机接口输出的数字信号转换成模拟信号；信号处理模块对于采集的信号进行滤波放大等相关的处理。
采集传感器采用的是霍尔传感器，测量直流、交流、脉动的电压或电流；测量范围宽，精度高，线性度好，灵敏度高，反应时间短，动态性能好，具有原理性过载保护，原边和副边电路之间完全电绝缘，抗干扰能力强。
电源控制模块采用外部5V直流电源，通过降压电路，获得芯片所需要的三种电压：3.3V、1.8V、1.25V。
实施例2
依据附图4所示，获得3.3V的电压电路图。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种光伏发电监控系统，包括上位机(1)、采集设备(2)、光伏子系统(3)、网络传输设备(4)，其特征在于：上位机(1)、采集设备(2)、光伏子系统(3)、网络传输设备(4)相互之间通过电性连接，采集设备(2)采集光伏子系统(3)的数据，采集设备(2)将采集的数据经过处理后传输给网络传输设备(4)，网络传输设备(4)将数据传送给上位机(1)，上位机(1)对采集的数据进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电监控系统，其特征在于：采集设备(2)主控制芯片是双核的FPGA芯片，采集设备(2)采集光伏子系统(3)的输入电压、输出电压、电流和开关管温度参数数据，采集设备(2)对采集的参数数据进行处理和控制。
3.根据权利要求1所述的一种光伏发电监控系统，其特征在于：采集设备(2)包括双核FPGA、触摸屏显示模块、电源控制模块、JTAG接口、存储模块、以太网控制模块和传感器传输模块，传感器传输模块将采集的信号传输给双核FPGA，电源控制模块给双核FPGA提供电源、存储模块存储双核FPGA的数据信号，双核FPGA模块通过JTAG接口进行文件的下载，经过双核FPGA处理的信号最终通过触摸屏显示模块进行显示，通过以太网控制模块进行通讯。
4.根据权利要求1或2所述的一种光伏发电监控系统，其特征在于：以太网控制模块采用的网卡传输芯片为DM9000，DM9000接收双核FPGA传送的地址信号、数据信号和控制信号；传感器传输模块包括数据采集器、微机接口模块、数模转换模块和信号处理模块，数据采集模块将现场采集的模拟信号逐个转化成数字信号，微机接口模块传输数据采集模块的数据信号、状态信号和控制信号；数模转换模块将微机接口输出的数字信号转换成模拟信号；信号处理模块对于采集的信号进行滤波放大。
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