[發明專利]光伏電站的無線傳感器網絡裝置

無效

• 申請號: 200910032923.4
• 申請日: 2009-06-01
• 公開（公告）號: CN101577979A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 史旺旺;楊鵬;張劍鋒;朱燕青;劉松
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;G01R31/00;G01R19/00
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所
• 代理人: 江 平

技術領域

本發明涉及太陽能光伏電站技術領域，特別是光伏電站的無線傳感器網絡系統。

背景技術

隨著光伏發電技術越來越廣泛的應用，已有大量的光伏系統投入運行。太陽能光伏陣列在運行過程中，標準矩形電池板的局部故障，特別是電池板的開路、短路或性能下降，會使整個供電系統輸出電壓或功率有明顯的下降。嚴重時會發生連鎖反應，從而破壞整個系統的工作。實際應用中由于組件封裝工藝等原因，當光伏組件運行八至十年后，局部區域因為氣孔的滲入或擴散而老化，使得組件中的部分電池損壞，影響系統輸出。因此，在大功率光伏發電系統中對光伏陣列進行實時有效的故障在線分析與診斷顯得十分重要。我國最近幾年太陽能光伏技術的快速發展，較多的太陽能光伏電站投入運行，運行初期此問題不是很明顯，隨著若干年的運行，此問題將更突出。通過對太陽能光伏電站低成本無線傳感器網絡設計和開發，為光伏電站的故障診斷提供大量的內部實時信息，可以解決因大量測點的存在而出現電纜成本高和施工困難問題，可以解決光伏電站中光伏陣列中電氣參數監測的靈敏度低和定位困難問題。在獲取組件信息的基礎上，通過對光伏組件的特性的實時檢測、歷史存儲、統計和推理，從而能夠精確診斷和定位，防止故障的進一步擴大，提高光伏電站供電的可靠性和供電質量具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是為太陽能光伏電站配套一種能及時反饋各太陽能光伏組件各工作環境、狀態信息的無線傳感器網絡裝置。

本發明包括一只網絡協調器、若干路由節點、若干組件傳感器節點和一個環境傳感器節點，其中一個路由節點與網絡協調器之間設置無線信號傳送裝置，所述各組件傳感器節點分別與一路由節點之間設置無線信號傳輸裝置，各路由節點之間設置無線信號收發裝置，所述環境傳感器節點與所述路由節點中的一個之間設置無線信號傳輸裝置。

本發明將各光伏組件的信息由各組件傳感器節點傳送至路由節點，各路由節點匯集至網絡協調器，同時還將環境傳感器節點采集的環境信息由路由節點傳送至網絡協調器，再由網絡協調器實現數據信息和internet的接口，人們就可以及時了解各光伏組件工作、環境信息，通過對光伏組件的特性的實時檢測、歷史存儲、統計和分析，能夠精確診斷和定位，防止故障的進一步擴大，提高光伏電站供電的可靠性和供電質量，本發明可提高光伏電站的精度和抗干擾能力，實現光伏電站超低功耗和穩定地工作。

本發明所述網絡協調器包括無線射頻芯片電路、微控制器、以太網控制器、以太網接口電路、SRAM存儲器、FLASH存儲器、JTAG接口電路、電源和復位電路，所述以太網接口電路通過以太網控制器與微控制器連接，所述無線射頻芯片電路、SRAM存儲器、FLASH存儲器、JTAG接口電路、電源和復位電路分別與微控制器連接；所述無線射頻芯片電路包括JN5139無線控制芯片，微控制器的型號為LPC2210。

本發明所述組件傳感器節點包括JN5139無線控制芯片，以及分別與所述無線控制芯片連接的旁路二極管電流采樣電路、光伏組件電壓采樣電路、光伏組件電流采樣電路、DS1302時鐘芯片、無線芯片的天線、無線芯片的編程接口電路和節點工作電源電路。

本發明上述旁路二極管電流采樣電路中采用0.01歐姆的錳銅絲電阻獲得取樣電流，取樣電流由集成運放器OP07和外圍電路組成的差動放大器進行信號放大。

本發明上述光伏組件電流采樣電路中采用霍爾直流電流傳感器TBC10SY獲取取樣電流。

本發明上述光伏組件電壓采樣電路中采用分壓電阻取樣。

本發明所述環境傳感器節點包括JN5139無線控制芯片，以及分別與JN5139無線控制芯片連接的光伏電站照度采樣電路、光伏電站溫度采樣電路、光伏電站濕度采樣電路、DS1302時鐘芯片、無線芯片的天線、無線芯片的編程接口電路和節點工作電源電路。

上述光伏電站照度采樣電路中采用TSL2561集成芯片。

上述光伏電站濕度采樣電路中采用SHT11集成芯片。

附圖說明

圖1為本發明數據傳送流框圖。

圖2為本發明網絡協調器結構框圖。

圖3為本發明組件傳感器節點結構框圖。

圖4為本發明環境傳感器節點結構框圖。

圖5為本發明組件傳感器節點原理圖。

圖6為環境傳感器節點原理圖。

具體實施方式