CN217849380U - 光伏储能智能监控与管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光伏储能智能监控与管理系统，包括光伏组件、逆变器采集模块、电力参数传感器、电力参数采集模块、气象传感器、气象传感器采集模块、智能网关模块、基站模块、监控管理云服务器模块、管理控制台和监控终端，本实用新型针对于分布式的光伏系统，在各个分散区域内，通过光伏储能逆变的数据、汇流箱内的电力数据和光伏电池板所处环境的气象数据，集中发送到一个智能网关模块通过基站上传到服务器，由一个服务器集中进行管理，每个区域内只要设置一个智能网关即可，不用设置监控设备，降低了整个分布式光伏系统的监控成本，而且能够从环境、汇流箱、逆变系统等多个角度监控光伏的工作情况，进一步提高光伏发电系统的稳定可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电检测技术领域，具体为一种光伏储能智能监控与管理系统。
背景技术
随着新能源利用技术的发展，新能源在电力供应方面也得到了越来越广泛的应用，分布式光伏发电是一种兴起的新能源，它是通过光伏组件将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统，它可以建设在用户的屋顶、停车场、储物场地等分散的区域，并且有着部署方便、装机容量小、分布广和数量多的特点，因此分布式光伏发电在我国的应用越来越广泛光伏发电过程功率输出不稳定、易对电网造成冲击，影响电网安全。因此，对光伏储能离并网系统实时状态进行监控以及光伏发电功率预测，实现光伏储能系统数据可视化，提高能源利用率，具有重要的应用价值。
公开号为CN209282935U提供的一种光伏储能智能监控与管理系统，其通过实时监测光伏电站的运行状态，但是该系统主要是监测集中式并网逆电器的工作情况、负载情况和环境等情况，但是该系统应用在分布式光伏系统中时，由于各个区域的光伏板工作情况不同，该系统不能实时检测各片区域的情况，监控的成本较高，而且不能监控光伏电池板所处环境的气象数据和汇流箱内部的电力参数情况。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光伏储能智能监控与管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种光伏储能智能监控与管理系统，包括：
光伏组件，所述光伏组件和逆变器采集模块电性连接，用于根据光生效应产生直流电进行存储，并将直流电转为交流电；
逆变器采集模块，所述逆变器采集模块和智能网关模块电性连接，用于收集光伏组件的工作状况数据，并上传至智能网关模块；
电力参数传感器，所述电力参数传感器和电力参数采集模块电性连接，用于采集汇流箱内各路进线的电压和电流数据；
电力参数采集模块，所述电力参数采集模块和智能网关模块电性连接，用于收集电力参数传感器采集的电力参数数据，并上传至智能网关模块；
气象传感器，所述气象传感器和气象传感器采集模块电性连接，用于采集光伏组件工作环境的气象数据；
气象传感器采集模块，所述气象传感器采集模块和智能网关模块电性连接，用于收集气象传感器采集的气象数据，并上传至智能网关模块；
智能网关模块，所述智能网关模块和基站模块进行通讯，用于构建无线通讯网络，将逆变器采集模块、电力参数采集模块和气象传感器采集模块收集的数据通过基站模块发送至监控管理云服务器模块；
基站模块，所述基站模块和监控管理云服务器模块进行通讯，用于构建无线网络信号覆盖区域，让智能网关模块和监控管理云服务器模块进行数据的交换；
监控管理云服务器模块，所述监控管理云服务器模块和管理控制台电性连接，用于将智能网关模块上传的数据持久化，并对数据进行分析；
管理控制台，所述管理控制台和监控管理云服务器模块电性连接，用于在本地显示监控管理云服务器模块内部持久化和分析的数据；
监控终端，所述监控终端和监控管理云服务器模块进行通讯，用于远程查看监控管理云服务器模块内部持久化和分析的数据。
优选的，所述光伏组件包括光伏电池板、光伏储能逆变器和锂电池组，所述光伏电池板和光伏储能逆变器电性连接，用于根据光生效应产生直流电，所述光伏储能逆变器和锂电池组电性连接，用于对锂电池组进行充电存储能量，并根据能量管理策略必要的时候控制锂电池组进行放电为光伏储能逆变器提供直流输入。
优选的，所述电力参数传感器包括电压传感器和电流传感器，所述电压传感器用于采集汇流箱内各路进线的电压数据并发送至电力参数采集模块，所述电流传感器用于采集汇流箱内各路进线的电流数据并发送至电力参数采集模块。
优选的，所述气象传感器包括百叶窗、光照传感器、温湿度传感器和风速传感器，所述百叶窗设置在光伏电池板所处的环境中，所述光照传感器、温湿度传感器和风速传感器安装在百叶窗内，并和气象传感器采集模块电性连接，用于采集光伏电池板所处的环境中的光照强度、温湿度和风速环境数据，并将环境数据发送至气象传感器采集模块。
优选的，所述逆变器采集模块、电力参数采集模块和气象传感器采集模块均由主控模块、数据采集电路和通讯模块电路，所述数据采集电路用于和光伏组件、电力参数传感器和气象传感器电性连接，用于接收光伏组件、电力参数传感器和气象传感器所发送的数据，所述通讯模块电路和智能网关模块电性连接，用于和智能网关模块之间建立通讯，所述主控模块和数据采集电路、通讯模块电路电性连接，用于控制数据采集电路、通讯模块电路工作。
优选的，所述智能网关模块基于MQTT智能网关构成。
优选的，所述监控管理云服务器模块基于阿里云ECS服务器构成，且所述云服务器模块配置JAVA环境。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型针对于分布式的光伏系统，在各个分散区域内，通过光伏储能逆变的数据、汇流箱内的电力数据和光伏电池板所处环境的气象数据，集中发送到一个智能网关模块通过基站上传到服务器，由一个服务器集中进行管理，因此每个区域内只要设置一个智能网关即可，不用设置监控设备，降低了整个分布式光伏系统的监控成本，而且能够从环境、汇流箱、逆变系统等多个角度监控光伏的工作情况，进一步提高光伏发电系统的稳定可靠性，完善了分布式光伏系统的实时监控机制。
附图说明
图1为本实用新型整体系统结构示意图；
图2为本实用新型中光伏组件的系统结构示意图；
图3为本实用新型中气象传感器的系统结构示意图。
图中：1光伏组件、101光伏电池板、102光伏储能逆变器、103锂电池组、2逆变器采集模块、3电力参数传感器、4电力参数采集模块、5气象传感器、501百叶窗、502光照传感器、503温湿度传感器、504风速传感器、6气象传感器采集模块、7智能网关模块、 8基站模块、9监控管理云服务器模块、10管理控制台、11监控终端。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：
请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：
一种光伏储能智能监控与管理系统，包括光伏组件1、逆变器采集模块2、电力参数传感器3、电力参数采集模块4、气象传感器5、气象传感器采集模块6、智能网关模块7、基站模块8、监控管理云服务器模块9、管理控制台10和监控终端11，其中：
所述光伏组件1包括光伏电池板101、光伏储能逆变器102和锂电池组103，所述光伏电池板101和光伏储能逆变器102电性连接，用于根据光生效应产生直流电，所述光伏电池板101即为现有技术中常用的光伏板，所述光伏储能逆变器102和锂电池组103电性连接，用于对锂电池组103进行充电存储能量，并根据能量管理策略必要的时候控制锂电池组103进行放电为光伏储能逆变器102提供直流输入，所述光伏储能逆变器102基于英威腾iMarsBD系列的储能逆变器，该光伏储能逆变器102具有标准的RS485通讯串口，光伏储能逆变器102将内部逆变电路的工作状态数据、锂电池组103的充放电控制数据以及锂电池组103工作状况数据通过RS485总线与逆变器采集模块2进行数据交换。
所述电力参数传感器3包括电压传感器和电流传感器，所述电压传感器和电流传感器安装在光伏系统的汇流箱内，所述电压传感器用于采集汇流箱内各路进线的电压数据并发送至电力参数采集模块4，所述电流传感器用于采集汇流箱内各路进线的电流数据并发送至电力参数采集模块4，所述电流传感器采用米科的MIK-SDZI-06系列直流电流变送器，所述电压传感器采用米科的MIK-SDZU-06系列直流电压变送器，上述电压传感器和电流传感器均具有标准的RS485通讯串口，所述电力参数传感器3和电力参数采集模块4电性连接，用于采集汇流箱内各路进线的电压和电流数据，电力参数传感器3通过RS485通讯串口将各路电压和电流数据发送至电力参数采集模块4。
所述气象传感器5包括百叶窗501、光照传感器502、温湿度传感器503和风速传感器504，所述百叶窗501设置在光伏电池板101所处的环境中，所述光照传感器502、温湿度传感器503和风速传感器504安装在百叶窗501内，并和气象传感器采集模块6电性连接，用于采集光伏电池板101所处的环境中的光照强度、温湿度和风速等环境数据，并将环境数据发送至气象传感器采集模块6，百叶窗501用于安装和保护光照传感器502、温湿度传感器503和风速传感器504，所述光照传感器502、温湿度传感器503和风速传感器504采用万象环境科技的WX-WQX4B型四要素微气象仪，该气象仪将光照、温湿度、风速等传感结构集中在一个设备上，且配有标准的RS485通讯串口，所述气象传感器5和气象传感器采集模块6电性连接，气象传感器5采集光伏组件1工作环境的气象数据，并将气象数据发送至气象传感器采集模块6。
所述逆变器采集模块2、电力参数采集模块4和气象传感器采集模块6均和智能网关模块7电性连接，将收集的工作状况数据上传至智能网关模块7，所述逆变器采集模块2、电力参数采集模块4和气象传感器采集模块6均由主控模块、数据采集电路和通讯模块电路，所述数据采集电路用于和光伏组件1、电力参数传感器3和气象传感器5电性连接，用于接收光伏组件1、电力参数传感器3和气象传感器5所发送的数据，所述通讯模块电路和智能网关模块7电性连接，用于和智能网关模块7之间建立通讯，所述主控模块和数据采集电路、通讯模块电路电性连接，用于控制数据采集电路、通讯模块电路工作。
所述主控模块选用STM32低功耗系列芯片作为主控芯片，负责协调数据采集以及与网关进行数据交换，数据采集电路采用RS485数据通信模块，数据通讯首发基于SP3485芯片构成，能够和光伏组件1、电力参数传感器3和气象传感器5通过485串口进行通讯，所述通讯模块电路采用LoRa无线通信模块，能够与智能网关模块7进行远距离低功耗的数据通讯。
所述智能网关模块7和基站模块8进行通讯，用于构建无线通讯网络，将逆变器采集模块2、电力参数采集模块4和气象传感器采集模块6收集的数据通过基站模块8发送至监控管理云服务器模块9，所述基站模块8和监控管理云服务器模块9进行通讯，用于构建无线网络信号覆盖区域，让智能网关模块7和监控管理云服务器模块9进行数据的交换，所述智能网关模块7使用MQTT系列智能网关，具有LoRa无线通信功能，能够与逆变器采集模块2、电力参数采集模块4和气象传感器采集模块6组成LoRa无线网络，便于进行通讯，因此，智能网关模块7在本系统中作MQTT协议网关和LoRa网关，所述智能网关模块7内部包括有GPRS通信模组，作为互联网与网关的通信模块，所述基站模块8采用现有的各大通讯设备商的GPRS通信基站。
所述监控管理云服务器模块9和管理控制台10电性连接，用于将智能网关模块7上传的数据持久化，并对数据进行分析，所述监控管理云服务器模块9基于阿里云ECS服务器构成，且所述云服务器模块9配置JAVA环境，能够具有较强的逻辑计算、存储能力。
所述管理控制台10和监控管理云服务器模块9电性连接，用于在本地显示监控管理云服务器模块9内部持久化和分析的数据，所述管理控制台10即为本地的计算机，通过MQTT协议接入监控管理云服务器模块9，读取内部的数据并进行显示。
所述监控终端11和监控管理云服务器模块9进行通讯，用于远程查看监控管理云服务器模块9内部持久化和分析的数据，所述监控终端11可为笔记本、手机、平板等设备，监控终端11和监控管理云服务器模块9进行通信基于MQTT协议，通过MQTT协议接入监控管理云服务器模块9，读取内部的数据并进行显示。
本实用新型的使用原理：
在使用前，将光伏储能逆变器102、锂电池组103和光伏电池板101按照连接方式电性连接，将气象传感器5安装在光伏电池板101所处的环境中，把电力参数传感器3安装在汇流箱内，逆变器采集模块2、电力参数采集模块4和气象传感器采集模块6可根据相应的需求将其安装在对应的光伏组件1、电力参数传感器3和气象传感器5周围，与对应的逆变器采集模块2、电力参数采集模块4和气象传感器采集模块6进行电性连接，并与智能网关模块7进行通讯；
使用时，逆变器采集模块2收集光伏组件1的工作状况数据，上传至智能网关模块7，电力参数采集模块4收集电力参数传感器3采集的电力参数数据上传至智能网关模块7，气象传感器采集模块收集气象传感器5采集的气象数据上传至智能网关模块7，智能网关模块7将逆变器采集模块2、电力参数采集模块4和气象传感器采集模块6收集的数据通过基站模块8发送至监控管理云服务器模块9，监控管理云服务器模块9将智能网关模块 7上传的数据持久化，并对数据进行分析；
在管理控制台10可显示并查看监控管理云服务器模块9内部持久化和分析的数据，使用监控终端11远程查看监控管理云服务器模块9内部持久化和分析的数据。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种光伏储能智能监控与管理系统，其特征在于，包括：
光伏组件(1)，所述光伏组件(1)和逆变器采集模块(2)电性连接，用于根据光生效应产生直流电进行存储，并将直流电转为交流电；
逆变器采集模块(2)，所述逆变器采集模块(2)和智能网关模块(7)电性连接，用于收集光伏组件(1)的工作状况数据，并上传至智能网关模块(7)；
电力参数传感器(3)，所述电力参数传感器(3)和电力参数采集模块(4)电性连接，用于采集汇流箱内各路进线的电压和电流数据；
电力参数采集模块(4)，所述电力参数采集模块(4)和智能网关模块(7)电性连接，用于收集电力参数传感器(3)采集的电力参数数据，并上传至智能网关模块(7)；
气象传感器(5)，所述气象传感器(5)和气象传感器采集模块(6)电性连接，用于采集光伏组件(1)工作环境的气象数据；
气象传感器采集模块(6)，所述气象传感器采集模块(6)和智能网关模块(7)电性连接，用于收集气象传感器(5)采集的气象数据，并上传至智能网关模块(7)；
智能网关模块(7)，所述智能网关模块(7)和基站模块(8)进行通讯，用于构建无线通讯网络，将逆变器采集模块(2)、电力参数采集模块(4)和气象传感器采集模块(6)收集的数据通过基站模块(8)发送至监控管理云服务器模块(9)；
基站模块(8)，所述基站模块(8)和监控管理云服务器模块(9)进行通讯，用于构建无线网络信号覆盖区域，让智能网关模块(7)和监控管理云服务器模块(9)进行数据的交换；
监控管理云服务器模块(9)，所述监控管理云服务器模块(9)和管理控制台(10)电性连接，用于将智能网关模块(7)上传的数据持久化，并对数据进行分析；
管理控制台(10)，所述管理控制台(10)和监控管理云服务器模块(9)电性连接，用于在本地显示监控管理云服务器模块(9)内部持久化和分析的数据；
监控终端(11)，所述监控终端(11)和监控管理云服务器模块(9)进行通讯，用于远程查看监控管理云服务器模块(9)内部持久化和分析的数据。
2.根据权利要求1所述的一种光伏储能智能监控与管理系统，其特征在于：所述光伏组件(1)包括光伏电池板(101)、光伏储能逆变器(102)和锂电池组(103)，所述光伏电池板(101)和光伏储能逆变器(102)电性连接，用于根据光生效应产生直流电，所述光伏储能逆变器(102)和锂电池组(103)电性连接，用于对锂电池组(103)进行充电存储能量，并根据能量管理策略必要的时候控制锂电池组(103)进行放电为光伏储能逆变器(102)提供直流输入。
3.根据权利要求2所述的一种光伏储能智能监控与管理系统，其特征在于：所述电力参数传感器(3)包括电压传感器和电流传感器，所述电压传感器用于采集汇流箱内各路进线的电压数据并发送至电力参数采集模块(4)，所述电流传感器用于采集汇流箱内各路进线的电流数据并发送至电力参数采集模块(4)。
4.根据权利要求3所述的一种光伏储能智能监控与管理系统，其特征在于：所述气象传感器(5)包括百叶窗(501)、光照传感器(502)、温湿度传感器(503)和风速传感器(504)，所述百叶窗(501)设置在光伏电池板(101)所处的环境中，所述光照传感器(502)、温湿度传感器(503)和风速传感器(504)安装在百叶窗(501)内，并和气象传感器采集模块(6)电性连接，用于采集光伏电池板(101)所处的环境中的光照强度、温湿度和风速环境数据，并将环境数据发送至气象传感器采集模块(6)。
5.根据权利要求4所述的一种光伏储能智能监控与管理系统，其特征在于：所述逆变器采集模块(2)、电力参数采集模块(4)和气象传感器采集模块(6)均由主控模块、数据采集电路和通讯模块电路，所述数据采集电路用于和光伏组件(1)、电力参数传感器(3)和气象传感器(5)电性连接，用于接收光伏组件(1)、电力参数传感器(3)和气象传感器(5)所发送的数据，所述通讯模块电路和智能网关模块(7)电性连接，用于和智能网关模块(7)之间建立通讯，所述主控模块和数据采集电路、通讯模块电路电性连接，用于控制数据采集电路、通讯模块电路工作。
6.根据权利要求1所述的一种光伏储能智能监控与管理系统，其特征在于：所述智能网关模块(7)基于MQTT智能网关构成。
7.根据权利要求1所述的一种光伏储能智能监控与管理系统，其特征在于：所述监控管理云服务器模块(9)基于阿里云ECS服务器构成，且所述云服务器模块(9)配置JAVA环境。
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| CN116208090A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-06-02 | 国电环境保护研究院有限公司 | 光伏发电实证平台系统 |
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| CN116208090A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-06-02 | 国电环境保护研究院有限公司 | 光伏发电实证平台系统 |
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