CN210806849U - 一种光伏微电网控制*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及太阳能发电技术领域的一种光伏微电网控制***，基于物联网架构，将移动3G通信、GPRS、传感器和以太网等技术应用到太阳能光伏微电网控制控制中。利用各种传感器技术实时检测光伏微电网***运行状态，提取相关参数。通过物联网技术实现数据的现场收集及传输，建立光伏微电网控制***相关信息数据存储中心，具有光伏微电网控制***现场和远程监控功能。物联网技术引入现代光伏微电网控制***，可充分发挥光伏微电网和配电网***各自优点，节能降耗，维护***稳定运行。建立与光伏微电网控制***密切相关的运行控制、运行状况等信息数据库，实现对光伏微电网的远程和现场智能控制，从而大大提升光伏微电网控制的自动化管理水平。

Description

一种光伏微电网控制***
技术领域
本实用新型涉及太阳能新能源应用领域，具体地说涉及一种光伏微电网控制***。
背景技术
当今，传统化石能源是大量交通工具的燃料的主要来源，但它是一次能源。随着资源的过度开采利用，伴随人口膨胀，将会出现化石枯竭状态。此外，化石能源在使用过程中，会新增大量温室气体，比如二氧化碳等，同时可能产生一些有毒有有污染的烟气，威胁着自然生态。随着太阳能发电技术的进步，成本降低，使得光伏发电进展很快。太阳能光伏发电将成为世界电力的重要来源。
为充分挖掘分布式发电的价值，提高其效益，解决光伏发电分布式发电的大规模应用问题，光伏微电网由此产生。光伏微电网将独立光伏发电***和电网有机融合，光伏微电网采用先进的控制方式以及电力电子变换装置将分布式电源、储能装置、可控负荷连接在一起，使独立光伏***和电网成为一个可控负荷，充分维护了微电网和大电网的安全稳定运行。
传统的光伏微电网控制***是单节点控制，也就是光伏微电网控制***独立，只能在现场对光伏微电网控制***各种参数监控和控制。但随着光伏微电网的普及，更多的光伏微电网发布在不同的位置，有的光伏微电网控制***需要无人值守，或者需要在另外的场所对光伏微电网控制***进行监控，实现信息化集中管理。目前广泛采用的单节点控制存在不足，主要是数据不能共享和远程监控，同时也需要采用一种新的技术对传统的太阳能光伏微电网控制***信息化管理技术进行改进，使之更加安全、智能、提高太阳能光伏电动车充电***可靠性、智能化和信息化管理水平。物联网(Internet of Things,简称IOT)是将识别技术、信息采集处理、互联网和传感器等技术相互交融的通信感知信息技术。物联网技术的出现为实时协同采集全面的与设备相关的海量信息提供可能。物联网将传感器网络等感知技术、互联网技术、智能运算技术等融为一体，能够实现相关信息全面感知、可靠传送和智能处理。随着信息技术在太阳能光伏充电站行业中逐步推广应用，物联网技术为太阳能光伏行业智能化、集中和远程控制管理构建了新的模式。
在物联网时代，将物联网技术融入光伏微电网控制***管理，可以将各种传感器和通信技术通过互联网连接，构建光伏微电网控制***远程监控***。定期或实时地采集光伏微电网控制***的各种数据，远程通过数据融合，分析与评价，为光伏微电网控制***的安全运营，日常养护管理提供科学的决策依据。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于物联网的一种光伏微电网控制***，其结构简单，设计合理，信息化水平明显提升。基于物联网技术，将光伏微电网控制***实现远程控制，提高了光伏微电网和电网有机融合的安全性和可靠性，充分发挥二者特点，延长蓄电池寿命，提高光伏转换效率，实用性强。物联网技术引入现代光伏微电网控制***，可以充分利用物联网的各种优点，远程建立与光伏微电网控制***密切相关的运行条件、运行状况等信息数据库，实现对光伏微电网控制***的远程和智能控制。将传统的以人力控制为中心转变为以智能信息处理为中心，从而极大地提升光伏微电网控制***的自动化管理水平，大大提高***维护管理干预水平，提高机动性和主动性，进一步提升节能降耗效果。
本实用新型采用的技术方案是：一种光伏微电网控制***，其特征在于：基于物联网架构，将移动GPRS、3G通信和传感器线等技术应用到光伏微电网控制***中。利用各种传感器技术实时检测光伏微电网控制***运行状态，提取相关运行参数。通过GPRS、3G通信等互联网应用技术实现数据的现场收集及传输。建立光伏微电网控制***相关信息数据存储中心，具有光伏微电网控制***远程监控功能，提高光伏微电网控制***信息化管理水平。
一种光伏微电网控制***，其特征在于：包括远程监控、单元、云平台单元、数据传输单元、现场监控单元。
所述的现场监控单元主要由二部分组成。第一部分为现场控制，主要由SCADA监控***、PLC控制器、光伏发电***、混合储能***、DC/DC、母线***、DC/AC、配电网***、负载等组成。主要是对光伏微电网控制***进行现场控制，通过光伏PV阵列模块接收太阳能能量、采用最大功率点追踪MPPT控制模块对光伏阵列模块的能量进行处理，得到最大的能量输出，多余能量进行存储和反馈给配电网***，给母线***上负载供电。在能量不足时，配电网***参与能量供给，补充光伏微电网能量输出的不足。第二部分主要功能是数据远程采集，由通信模块和数据采集等组成，完成数据采集任务。
所述的数据传输单元由3G/以太网组成，主要完成数据无线传输任务。
所述的云平台单元由远程控制、实时数据、历史数据和报警数据组成。太阳能光伏微电网远程监控单元和现场监控单元密联系起来。云平台单元主要有两个主要功能：第一是远程传递下达光伏微电网控制***设备运行指令。第二是为企业管理***ERP传递和提供光伏强度、温度信息、充电电流、充电电压等的实时、历史和报警等运行数据，便于现代化管理。
所述的远程监控单元主要由远程监控电脑、手机、WEB服务器和GPRS***等构成主要实现下达指令、远程控制光伏微电网设备运行、读取实时、历史和报警数据等任务。除了现场监控功能之外，增加了远程监控功能，便于企业相关人员对光伏微电网***进行全方位控制管理。
本实用新型的有益效果：
对光伏微电网***实行物联网技术改造后，既可现场控制，也可远程控制光伏微电网***设备运行。现场SCADA监控***、远程计算机和手机***均具有设备监控、运行参数显示调整和运行工艺完善等多种功能。管理人员和设备技术人员可随时查询***设备运行状态，及时调整生产管理手段。
双向DC/AC变换器在逆变状态，光伏能量可供给负载，***内剩余能量也可送入电网。
混合储能技术有利于光伏微电网能量存储、延长蓄电池寿命，具有较好的抗负载波动变化能力。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本实用新型的总体结构示意图。
图中：1-远程计算机、2-智能手机、3-远程监控、4-WEB服务器、5-远程控制、6-实时数据、7-报警数据、8-历史数据、9-云平台、10-数据传输、11-3G/以太网、12-SCADA监控***、13-通信模块、14-数据采集、15-PLC控制器、16-光伏发电***、17-DC/DC、18-母线***、19-DC/AC、20-配电网***、21–混合储能***、22-负载、23-现场监控。
具体实施方式
参照图1，本实用新型所述的一种光伏微电网控制***，基于物联网架构，包括现场监控单元23、数据传输单元10、云平台单元9和远程监控单元3构成。
所述的现场监控单元23主要由二大部分组成，第一部分主要功能为现场控制与监视，由SCADA监控***12、PLC控制器12、光伏发电***16、混合储能***21、DC/DC***17、母线***18、DC/AC***19,配电网***20、负载22等组成。主要是对光伏微电网控制***进行现场监视和控制，光伏发电***16接收太阳能能量、采用最大功率点追踪MPPT控制技术对光伏阵列模块的能量进行处理，得到最大的能量输出，能量通过混合储能***21进行存储，通过DC/DC***17，得到满足***合适的电压，给母线***18上负载22供电。满足负载22需求外，多余能量通过直流变直流DC/AC***19，DC/AC***19处于逆变状态，多余能量反馈给配电网***20。在能量不足时，配电网***20参与能量供给，通过DC/AC***19，DC/AC***19，处于整流状态，配电网***20给光伏发电***16提供所需能量，补充光伏微电网能量输出的不足。第二部分主要功能是数据远程采集，由通信模块13和数据采集14等组成，完成远程数据采集任务。
所述的现场监控单元23中，PLC控制器15是***核心组成部分，主要具有执行参数采集、按照光伏微电网运行策略执行命令等功能。并将运行参数传递给SCADA监控***12。SCADA监控***12可以实时监控并模拟现场的工作状态和数据,显示各种模拟画面，提供各种现场运行及故障信息，报警信息、运行参数图表、事故记录和数据统计等。
所述的现场监控单元23一端接收云平台单元9通过数据传输单元10传来的监控命令，同时通过数据传输单元10给云平台单元9提供各种数据，传递现场光照强度、温度、电压、充电电流等参数，通过据库传输单元10和云平台单元9，接收远程监控单元3的各种运行命令。
所述的数据传输单元由3G/以太网11组成，主要用于传输现场监控单元23和云平台9之间的远程控制5命令，以及传递各种实时数据6、历史数据8和报警数据7等数据。
所述的云平台单元9由远程控制5，以及各种实时数据6、历史数据8和报警数据7等数据组成。主要是将光伏微电网控制***的远程监控单元3，通过数据传输单元10，与现场监控单元23密联系起来。云平台单元主要有两个主要功能：第一是通过WEB服务器4传递远程监控单元3的各种运行指令，第二是通过通信模块13、数据采集14，通过数据传输3G/以太网11，采集各种现场运行参数，通过WEB服务器4将现场各种运行信息传递到远程监控单元3，为企业管理***ERP提供光伏强度、温度信息、电流、电压和报警等等运行数据。
所述的远程监控单元3主要由远程监控计算机1、智能手机2、WEB服务器4构成。远程监控单元1通过WEB服务器4和云平台单元9连接。通过WEB服务器4可在异地浏览现场微电网监控信息画面。得到和现场SCADA监控12上位机一致的现场控制画面。也可以发出远程控制指令，控制现场单元22的运行。能够远程实时传送各种数据、通信状态等参数状态、运行流程动态显示、远程报警等。各管理者、工程师可远程对现场设备进行控制。可以实现从WEB服务器4上读取相关的数据，设置的报警条件进行处理，通过GPRS技术，将光伏微电网***报警短信发送到相关维护人员的智能手机2上，使相关人员第一时间了解警报信息，使问题得到及时处理。
一种光伏微电网控制***，典型的运行模式为：当光伏发电***16对混合储能***21充电达到其荷电状态充电限值，***内剩余能量送入配电网***20，负载22主要由光伏发电***16供电。当光伏发电***16内光伏输出功率小于负载22功率，配电网***20承担光伏发电功率与负载功率的差额，对光伏发电***16补充能量，共同维持***稳态平衡。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (1)

1.一种光伏微电网控制***，其特征是包括：
一个现场监控单元，其包括：
一个由SCADA监控***、PLC控制器、光伏发电***、混合储能***、DC/DC、母线***、DC/AC、配电网***以及负载组成，对光伏微电网控制***进行现场控制，通过光伏PV阵列模块接收太阳能能量、采用最大功率点追踪MPPT控制模块对光伏阵列模块的能量进行处理，得到最大的能量输出，多余能量进行存储和反馈给配电网***，给母线***上负载供电，在能量不足时，配电网***参与能量供给，补充光伏微电网能量输出的不足的现场控制部分；
其中，所述SCADA监控***与PLC控制器电连接；
所述PLC控制器与光伏发电***、DC/DC、DC/AC、配电网***分别电连接；所述光伏发电***与DC/DC电连接；所述DC/DC与母线***电连接；所述母线***与DC/AC电连接；所述DC/AC与配电网***电连接；所述光伏发电***与混合储能***电连接；所述母线***与负载电连接；
以及，一个由通信模块和数据采集组成，完成数据采集任务的数据远程采集部分；
其中，所述通信模块和数据采集电连接；
一个由3G/以太网组成，完成数据无线传输任务的数据传输单元；
一个由远程控制、实时数据、历史数据和报警数据组成，联系太阳能光伏微电网远程监控单元和现场监控单元，远程传递下达光伏微电网控制***设备运行指令，为企业管理***ERP传递和提供光伏强度、温度信息、充电电流、充电电压的实时、历史和报警运行数据的云平台单元；
以及，一个由远程监控电脑、手机、WEB服务器和GPRS***构成，实现下达指令、远程控制光伏微电网设备运行、读取实时、历史和报警数据任务的远程监控单元；
其中，所述电脑、手机和GPRS***分别与WEB服务器电连接；
其中，上述SCADA监控***与通信模块分别通过3G/以太网与远程控制、实时数据、历史数据和报警数据电连接；所述远程控制、实时数据、历史数据和报警数据均与WEB服务器电连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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