CN105634406A - 一种智能光伏阵列无线监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能光伏阵列无线监测***,包括:智能接线盒、基站和监测上位机。本发明采用的智能接线盒端,通过无线传感网络均匀分簇自组网路由算法,实现采集数据的融合与无线传输;监测上位机端,结合网络数据库和智能报警***对光伏电池组件工作参数进行存储分析以及工作状态评估。本发明采用无线自组网传输技术,具有低成本、高效率、可扩展等优点,可应用于大型光伏阵列发电监测领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能接线盒,以及基于智能接线盒的光伏阵列无线监控***,属于光伏发电领域。具体为基于均匀分簇自组网路由协议的无线传感器网络监测***。
背景技术
太阳能作为一种可再生的无污染的能源,以其资源丰富、获取简单而在能源领域受到重视。光伏发电作为利用太阳能主要形式,具有显著的能源、环保和经济效益,得到广泛应用。
由于光伏电池组件串联在一起,串组里流过的最大电流取决于性能最差的光伏电池组件,即一个损坏的光伏电池组件,可以使整个串组性能变差。所以,对光伏电池组件的运行状况进行实时监测,及时发现并排除光伏电池组件的故障,提高光伏发电效率显得非常重要。
目前对光伏电池组件的监测主要通过人工检查,或者通过现场布置总线进行有线远程监测。如专利号201110267285.1采用串口通信的方式将数据采集模块所采集的数据进行传输;专利号201120338797.8同样采用了有线电力载波传输方式传输数据。但由于光伏电池组件阵列较多,所以布置面积较大,人工或者有线监测效率低下,且成本较高。专利号201520395866.7虽然采用了数据无线传输方式,但是对光伏电池组件的监测数据没有在上位机管理***进行数据库存储,只能根据当前接收的数据判断电池组件当前工作状态。这不利于对电池组件历史工作状态进行总结,也不利于对电池组件的未来工作状态作出正确的评估与预测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能光伏阵列无线监测***,以实时监测光伏电池组件的工作状态,并将监测数据发送至监测上位机,监测上位机结合数据库技术对光伏电池组件工作参数进行存储分析,从而有效地对光伏电池组件的工作状态进行管理评估。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种智能光伏阵列无线监测***,包括光伏电池组件、智能接线盒、基站和监测上位机,其特征在于:所述智能接线盒包括微处理器模块、数据采集模块、通信模块和付诸电源模块,微处理器模块与辅助电源模块相连,数据采集模块和通信模块与微处理器模块相连;
所述监测上位机包括上位机模块、网络数据库模块和智能报警模块;网络数据库、智能报警模块与上位机模块相连;所述监测上位机与基站相连,接收由基站转发的所有电池组件的工作状态信息;
所述各个基站分别对应一个区域设置,并与属于所述区域内的若干个智能接线盒相相互通信,以接收各个光伏电池组件的工作状态信息。
所述光伏电池组件的接线盒内嵌入了传感器模块,包括微处理器模块、数据采集模块、无线通信模块和辅助电源模块;每个光伏电池组件对应一个智能接线盒,由光伏电池组件提供辅助工作电压,通过数据采集模块对光伏电池组件的工作状态数据进行测量,再将采集的数据通过无线通信模块传输至基站,基站再通过GPRS模块传输至监测***上位机PC,以实现对光伏电池组件工作状态的实时监测管理。
所述微处理器模块包括单片机MCU或嵌入式单片机***。
所述工作状态信息包括:光伏电池组件的输出电压、输出电流和智能接线盒内部工作温度。
所述无线模块是美国公司生产的NRF24L01无线射频芯片,传输方式为短距离无线电射频传输。
所述基站是嵌入在光伏阵列的汇流箱中,由汇流箱进行不间断供电。基站模块包括:汇流箱、NRF24L01、GPRS通信模块。
所述智能接线盒传感器模块中加入了无线传感网络分簇路由协议,以进行自组网,增强数据无线传输的鲁棒性和高效性。
所述GPRS模块的传输方式为GPRS无线网络传输方式。
所述监测上位机PC包括上位机软件、网络数据库和智能报警模块。
本发明的工作过程为:每个光伏电池组件对应一个智能接线盒,由光伏电池组件提供辅助工作电压,通过数据采集模块对光伏电池组件的输出电压、输出电流、输出功率以及智能接线盒内部温度进行测量,再将采集的数据通过自组网路由协议由无线通信模块传至基站,基站再传输至监测上位机,以实现对光伏阵列电池组件的实时监测管理。
本发明具有有益效果。本发明采用短距离无线通信模块实现采集数据的无线传输,传输效率高,现场布置及人工检修维护方便,且有效地降低了施工维护成本;本发明智能接线盒设置了辅助电源模块,使得***对光伏电池组件进行连续不间断监测成为可能;本发明采用PC机、数据库技术以及MCU组合监控方案,实现对光伏电池组件的层次监测管理,布置简单,易于监测区域的大面积扩展;本发明对智能接线盒设计了标准的控制接口,便于后期的二次开发。
附图说明
图1是本发明的光伏阵列监测***原理图。
图2是本发明的智能接线盒组件的模块示意图。
图3是本发明的基站节点组件的模块示意图。
图4是本发明的监测上位机的模块示意图。
图5是本发明的具体流程图。
具体实施方法
如图1所示,在本实施方法中,所述光伏阵列监测***,包括若干光伏电池组件11及与每一块电光伏电池组件11相连的智能接线盒10,基站20,以及监测上位机30。
如图2所示,在本实施方法中,所述智能接线盒10为一块嵌入了辅助电源12、微处理器13、NRF24L01无线通信模块14以及数据采集模块15的集成电路板,并安装在智能接接线盒10内部,每个智能接线盒10对应一串组光伏电池组件11,用于检测该光伏电池组件11的工作状态参数。其中,数据采集模块15的输出端与微处理器13的输入端相连,微处理器13的输出模块与无线通信模块14的输入模块相连。数据采集模块15包括:输出电压采集模块、输出电流采集模块、温度采集模块。
如图3所示,在本实施方法中,所述基站20对应一个被测光伏阵列区域,基站20包括:汇流箱21、微处理器模块22、与智能接线盒10通信的NRF24L01无线通信模块23、与监测上位机30进行GPRS通信的GPRS无线通信模块24。微处理器模22与汇流箱21相连,实现不间断供电,NRF24L01无线通信模块23和GPRS无线通信模块24与微处理器模块22相连。
如图4所示,在本实施方法中,所述监测上位机30包括:上位机31、网络数据库32和智能报警模块33。上位机31与网络数据库32和智能报警模块33相连。
以下将结合附图对本发明的智能接线盒10、基站20和监测上位机30的工作过程进行详细描述。
智能接线盒具体工作流程如图5所示。首先,单片机、数据采集模块以及无线通信模块初始化;接着所有智能接线盒10通过均匀分簇路由算法完成自组网;当定时时间到,智能接线盒10中的数据采集模块15分别负责采集电池组件的输出电压、输出电流以及工作温度,同时将实时采集的数据和自身地址数据通过NRF24L01无线通信模块14传送给基站20;
基站20将收集到的各智能接线盒10的采集数据和地址数据,通过GPRS无线通信模块25传送给上位机31;
上位机31结合网络数据库32负责接收、显示和存储各被测光伏电池组件11采集的数据,并判断各光伏电池组件11的工作状态,若工作异常时将会触发智能报警模块33,发出报警信息。
在本实施方法中,所述基于无线传感网络光伏阵列监测***,通过对被测光伏阵列区域光伏电池组件11工作状态信息的实时监测,能够方便维修人员及时发现光伏阵列故障及故障具***置,缩短了故障排查时间,提高了设备维修效率,降低了光伏阵列的维护成本。
Claims (9)
1.一种智能光伏阵列无线监测***,包括光伏电池组件、智能接线盒、基站和监测上位机,其特征在于:所述智能接线盒包括微处理器模块、数据采集模块、通信模块和付诸电源模块,微处理器模块与辅助电源模块相连,数据采集模块和通信模块与微处理器模块相连;
所述监测上位机包括上位机模块、网络数据库模块和智能报警模块;网络数据库、智能报警模块与上位机模块相连;所述监测上位机与基站相连,接收由基站转发的所有电池组件的工作状态信息;
所述各个基站分别对应一个区域设置,并与属于所述区域内的若干个智能接线盒相相互通信,以接收各个光伏电池组件的工作状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种智能无线监测***,其特征在于:所述光伏电池组件的接线盒内嵌入了传感器模块,包括微处理器模块、数据采集模块、无线通信模块和辅助电源模块;每个光伏电池组件对应一个智能接线盒,由光伏电池组件提供辅助工作电压,通过数据采集模块对光伏电池组件的工作状态数据进行测量,再将采集的数据通过无线通信模块传输至基站,基站再通过GPRS模块传输至监测***上位机PC,以实现对光伏电池组件工作状态的实时监测管理。
3.根据权利要求1所述的一种智能无线监测***,其特征在于:所述微处理器模块包括单片机MCU或嵌入式单片机***。
4.根据权利要求1所述的一种智能无线监测***,其特征在于:所述工作状态信息包括:光伏电池组件的输出电压、输出电流和智能接线盒内部工作温度。
5.根据权利要求1所述的一种智能无线监测***,其特征在于:所述无线模块是美国公司生产的NRF24L01无线射频芯片,传输方式为短距离无线电射频传输。
6.根据权利要求1所述的一种智能无线监测***,其特征在于:所述基站是嵌入在光伏阵列的汇流箱中,由汇流箱进行不间断供电,基站模块包括:汇流箱、NRF24L01、GPRS通信模块。
7.根据权利要求1所述的一种智能无线监测***,其特征在于:所述智能接线盒传感器模块中加入了无线传感网络分簇路由协议,以进行自组网,增强数据无线传输的鲁棒性和高效性。
8.根据权利要求6所述的一种智能无线监测***,其特征在于:所述GPRS模块的传输方式为GPRS无线网络传输方式。
9.根据权利要求2所述的一种智能无线监测***,其特征在于:所述监测上位机PC包括上位机软件、网络数据库和智能报警模块。
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---|---|
CN (1) | CN105634406A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106787165A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-31 | 湖北晶星科技股份有限公司 | 一种光伏电站组件远程监测*** |
CN108205879A (zh) * | 2016-12-20 | 2018-06-26 | 天津市军联科技有限公司 | 基于无线传感网络的光伏阵列监测管理*** |
CN108323219A (zh) * | 2017-03-22 | 2018-07-24 | 胡炎申 | 光伏发电***及最大功率点跟踪mppt的控制方法 |
CN110224440A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-10 | 深圳市联芯互联科技有限公司 | 一种具有无线自组网功能的光伏组件发电功率优化*** |
CN112258823A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-22 | 辽宁工程技术大学 | 基于nb-iot的露天矿滑坡灾害远程监测*** |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101577979A (zh) * | 2009-06-01 | 2009-11-11 | 扬州大学 | 光伏电站的无线传感器网络装置 |
CN102665249A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-09-12 | 河海大学常州校区 | 一种基于无线传感器网络的大气污染监测*** |
CN202720001U (zh) * | 2012-06-25 | 2013-02-06 | 河海大学常州校区 | 基于无线传感器网络的空气污染实时监测*** |
CN105162259A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-16 | 中国建筑股份有限公司 | 一种超高层建筑施工临电监测的方法及*** |
-
2016
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101577979A (zh) * | 2009-06-01 | 2009-11-11 | 扬州大学 | 光伏电站的无线传感器网络装置 |
CN102665249A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-09-12 | 河海大学常州校区 | 一种基于无线传感器网络的大气污染监测*** |
CN202720001U (zh) * | 2012-06-25 | 2013-02-06 | 河海大学常州校区 | 基于无线传感器网络的空气污染实时监测*** |
CN105162259A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-16 | 中国建筑股份有限公司 | 一种超高层建筑施工临电监测的方法及*** |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
樊庆亚: "光伏阵列无线监测***的设计", 《信息技术》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106787165A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-31 | 湖北晶星科技股份有限公司 | 一种光伏电站组件远程监测*** |
CN106787165B (zh) * | 2016-11-17 | 2019-05-17 | 湖北晶星科技股份有限公司 | 一种光伏电站组件远程监测*** |
CN108205879A (zh) * | 2016-12-20 | 2018-06-26 | 天津市军联科技有限公司 | 基于无线传感网络的光伏阵列监测管理*** |
CN108323219A (zh) * | 2017-03-22 | 2018-07-24 | 胡炎申 | 光伏发电***及最大功率点跟踪mppt的控制方法 |
WO2018170803A1 (zh) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | 胡炎申 | 光伏发电***及最大功率点跟踪mppt的控制方法 |
CN110224440A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-10 | 深圳市联芯互联科技有限公司 | 一种具有无线自组网功能的光伏组件发电功率优化*** |
CN112258823A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-22 | 辽宁工程技术大学 | 基于nb-iot的露天矿滑坡灾害远程监测*** |
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