CN214376031U - 一种基于5g边缘物联的光伏发电监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，包括边缘物联装置、通信系统、光照监测模块、温度监测模块、微气象监测系统、角度检测模块、直流输出监测模块、逆变交流电输出监测模块、后台、直流屏，本实用新型全面监测光伏发电场所的发电及送电情况，通过对光伏发电厂的微环境等参数监测及时调整光伏整列状态，以达到相对较优的光能接受状态，并通过5G通信加边缘物联的方式进行数据收集和传输，将数据放在边缘物联装置进行处理，最大程度减少了后台数据冗余的压力，也加快了边缘侧数据反应速度，同时通过5G进行数据传输，保证了数据传输的速度与传输质量，做到了高效全面地检测光伏发电场所的目的。

Description

一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置。

背景技术

太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。且光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80％以上，技术开发潜力巨大。光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。但现今光伏产业监测系统多采用单主机加多通信管理机，并利用以太网接入的方式进行监测，已无法满足日益增长的光伏发电及其监测需求，无法做到快速便利地布置并进行监测，因此依照时代潮流开发一种基于5G边缘计算的光伏发电监测装置十分重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于5G 边缘物联的光伏发电监测装置，本实用新型可以进行光伏发电过程中的各个步骤在线监测，并进行边缘计算以及5G无线传输。

为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，包括边缘物联装置、通信系统、光照监测模块、温度监测模块、微气象监测系统、角度检测模块、直流输出监测模块、逆变交流电输出监测模块、后台、直流屏，所述光照监测模块、温度监测模块、微气象监测系统、角度检测模块、直流输出监测模块、逆变交流电输出监测模块都与边缘物联装置相连，所述边缘物联装置通过通信系统与后台无线连接，所述边缘物联装置通过通信系统与直流屏有线连接。角度监测模块采用角度传感器监测光伏整列角度，为调整光伏整列与太阳之间的角度提供数据支持，调整光伏整列角度可提高光伏整列对太阳光的吸收利用率。

作为优选，边缘物联装置包括中央处理器、无线通信模块、有线数据接口、电源模块、存储模块，所述无线通信模块、有线数据接口、电源模块、存储模块都与中央处理器相连。中央处理器选用i5-6100U 高性能处理芯片。

作为优选，微气象监测系统包括雨雪监测模块、风速风向监测模块、积雪覆盖监测模块，所述雨雪监测模块、风速风向监测模块、积雪覆盖监测模块都与边缘物联装置相连。

作为优选，通信系统由有线通信接口、5G通信模块、第一天线组成，所述有线通信接口包括RS485/RS232接口、AD/IO接口，所述 5G通信模块连接第一天线。

作为优选，边缘物联装置通过5G通信模块与后台无线连接。

作为优选，边缘物联装置通过RS485/RS232接口与直流屏有线连接。

作为优选，直流输出监测模块与逆变交流电输出监测模块都由电流检测模块、电压检测模块、电量计量模块组成，所述电流检测模块由电流互感器组成，所述电压检测模块由电压互感器组成，所述电量计量模块与边缘物联装置相连，所述电流检测模块、电压检测模块都与电量计量模块相连。直流输出监测模块、交流电输出监测模块的本质是电能检测，由电压监测模块、电流监测模块、电量处理模块组成。直流输出监测模块监测光伏整列后汇流箱的电能，交流电输出监测模块监测经过逆变器后的交流电电能。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过多种传感器、5G 通信技术、边缘物联技术、电量检测来全面监测光伏发电场所的发电及送电情况，通过对光伏发电厂的微环境等参数监测及时调整光伏整列状态，以达到相对较优的光能接受状态，并通过5G通信加边缘物联的方式进行数据收集和传输，将数据放在边缘物联装置进行处理，最大程度减少了后台数据冗余的压力，也加快了边缘侧数据反应速度，同时通过5G进行数据传输，保证了数据传输的速度与传输质量，做到了高效全面地检测光伏发电场所的目的；

本实用新型可以满足快速建立5G边缘物联的光伏发电监测系统的需求，在线多种传感设备远程在线监测及5G边缘物联结合传输的方式最大程度减少了人工工作量，节省了人力成本，提高了工作效率，保证了光伏电站的发电效率；

本实用新型利用三相电能计量芯片来测量直流与交流电电流电压及电量，通过光照传感器检测光强，用以判断光伏整列可吸收的光照强度大小，温度传感器监测当前光伏整列发电场所温度，温度会影响光伏发电的效率，利用微气象监测模块判断局部地区雨雪、阴晴等气象情况，在发生积雪覆盖等情况时可及时作出反应。多种传感器协同监测整个光伏发电系统为其安全稳定高效地发电过程作出基础保障。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为边缘物联装置组成图；

图3为微气象监测系统组成图；

图4为通信系统组成图；

图5为直流输出监测模块、逆变交流电输出监测模块组成图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步说明：

如图1所示，一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，包括边缘物联装置1、通信系统2、光照监测模块3、温度监测模块4、微气象监测系统5、角度检测模块6、直流输出监测模块7、逆变交流电输出监测模块8、后台10、直流屏9，所述光照监测模块3、温度监测模块4、微气象监测系统5、角度检测模块6、直流输出监测模块7、逆变交流电输出监测模块8都与边缘物联装置1相连，所述边缘物联装置1通过通信系统2与后台10无线连接，所述边缘物联装置1通过通信系统2与直流屏9有线连接。

如图2所示，边缘物联装置1包括中央处理器11、无线通信模块12、有线数据接口13、电源模块14、存储模块15，所述无线通信模块12、有线数据接口13、电源模块14、存储模块15都与中央处理器11相连。

如图3所示，微气象监测系统5包括雨雪监测模块51、风速风向监测模块52、积雪覆盖监测模块53，所述雨雪监测模块51、风速风向监测模块52、积雪覆盖监测模块53都与边缘物联装置1相连。

如图4所示，通信系统2由有线通信接口21、5G通信模块22、第一天线221组成，所述有线通信接口21包括RS485/RS232接口211、 AD/IO接口212，所述5G通信模块22连接第一天线221。

如图1、图4所示，边缘物联装置1通过5G通信模块22与后台 10无线连接。

如图1、图4所示，边缘物联装置1通过RS485/RS232接口211 与直流屏9有线连接。

如图5所示，直流输出监测模块7与逆变交流电输出监测模块8 都由电流检测模块71、电压检测模块72、电量计量模块73组成，所述电流检测模块71由电流互感器组成，所述电压检测模块72由电压互感器组成，所述电量计量模块73与边缘物联装置1相连，所述电流检测模块71、电压检测模块72都与电量计量模块73相连。

本实用新型工作原理如下：通过光照监测模块3对光伏整列所在地以及光伏整列表面光照强度进行监测，通过温度监测模块4对光伏发电场所的光伏整列所在地、汇流箱、直流屏、逆变器等发电相关组件所在地温度进行监测，通过微气象监测系统5对光伏发电站的微气象进行监测，包括局部雨雪、局部风力风向变化、局部的积雪覆盖，及时得知积雪覆盖信息可防止光伏阵列由于积雪覆盖而导致发电异常的情况发生，通过角度检测模块6对光伏阵列板的角度进行检测，以便调整其阵列板角度对正太阳，以得到最大的太阳光照，提高发电效率。通过直流输出监测模块7、逆变交流电输出监测模块8对光伏发电汇流箱的直流电以及逆变后的交流电电量进行监测，以上数据通过边缘物联装置1收集后通过通信系统2传送至后台10，并且通过直流屏9进行显示，非常直观。

本实用新型通过多种传感器、5G通信技术、边缘物联技术、电量检测来全面监测光伏发电场所的发电及送电情况，通过对光伏发电厂的微环境等参数监测及时调整光伏整列状态，以达到相对较优的光能接受状态，并通过5G通信加边缘物联的方式进行数据收集和传输，将数据放在边缘物联装置进行处理，最大程度减少了后台数据冗余的压力，也加快了边缘侧数据反应速度，同时通过5G进行数据传输，保证了数据传输的速度与传输质量，做到了高效全面地检测光伏发电场所的目的；

本实用新型可以满足快速建立5G边缘物联的光伏发电监测系统的需求，在线多种传感设备远程在线监测及5G边缘物联结合传输的方式最大程度减少了人工工作量，节省了人力成本，提高了工作效率，保证了光伏电站的发电效率；

本实用新型利用三相电能计量芯片来测量直流与交流电电流电压及电量，通过光照传感器检测光强，用以判断光伏整列可吸收的光照强度大小，温度传感器监测当前光伏整列发电场所温度，温度会影响光伏发电的效率，利用微气象监测模块判断局部地区雨雪、阴晴等气象情况，在发生积雪覆盖等情况时可及时作出反应。多种传感器协同监测整个光伏发电系统为其安全稳定高效地发电过程作出基础保障。

需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一种具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，其特征在于，包括边缘物联装置(1)、通信系统(2)、光照监测模块(3)、温度监测模块(4)、微气象监测系统(5)、角度检测模块(6)、直流输出监测模块(7)、逆变交流电输出监测模块(8)、后台(10)、直流屏(9)，所述光照监测模块(3)、温度监测模块(4)、微气象监测系统(5)、角度检测模块(6)、直流输出监测模块(7)、逆变交流电输出监测模块(8)都与边缘物联装置(1)相连，所述边缘物联装置(1)通过通信系统(2)与后台(10)无线连接，所述边缘物联装置(1)通过通信系统(2)与直流屏(9)有线连接。

2.根据权利要求1所述一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，其特征在于，所述边缘物联装置(1)包括中央处理器(11)、无线通信模块(12)、有线数据接口(13)、电源模块(14)、存储模块(15)，所述无线通信模块(12)、有线数据接口(13)、电源模块(14)、存储模块(15)都与中央处理器(11)相连。

3.根据权利要求1所述一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，其特征在于，所述微气象监测系统(5)包括雨雪监测模块(51)、风速风向监测模块(52)、积雪覆盖监测模块(53)，所述雨雪监测模块(51)、风速风向监测模块(52)、积雪覆盖监测模块(53)都与边缘物联装置(1)相连。

4.根据权利要求1所述一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，其特征在于，所述通信系统(2)由有线通信接口(21)、5G通信模块(22)、第一天线(221)组成，所述有线通信接口(21)包括RS485/RS232接口(211)、AD/IO接口(212)，所述5G通信模块(22)连接第一天线(221)。

5.根据权利要求4所述一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，其特征在于，所述边缘物联装置(1)通过5G通信模块(22)与后台(10)无线连接。

6.根据权利要求4所述一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，其特征在于，所述边缘物联装置(1)通过RS485/RS232接口(211)与直流屏(9)有线连接。

7.根据权利要求1所述一种基于5G边缘物联的光伏发电监测装置，其特征在于，所述直流输出监测模块(7)与逆变交流电输出监测模块(8)都由电流检测模块(71)、电压检测模块(72)、电量计量模块(73)组成，所述电流检测模块(71)由电流互感器组成，所述电压检测模块(72)由电压互感器组成，所述电量计量模块(73)与边缘物联装置(1)相连，所述电流检测模块(71)、电压检测模块(72)都与电量计量模块(73)相连。

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