[實用新型]自動跟蹤式光伏發電站監控系統

有效

• 申請號: 201220381476.0
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN202795067U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 但春林;封長林
• 申請（專利權）人: 西安元朔科技有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;H02N6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于光伏發電站監控系統的研究，尤其涉及一種自動跟蹤式光伏發電站監控系統。

背景技術

能源是社會繁榮和發展的驅動力量，人類的一切活動都離不開它。當今人口的平均增長率正在對能源的需求不斷的施加壓力。煤炭、石油、天然氣等不可再生資源是目前人類社會發展的主要能源，資源的有限性和人們對資源快速增長的需求之間的矛盾日益突出，導致能源價格不斷升高，引起全球經濟波動，社會的不安定因素增加。自從1973年石油危機后，人們一直在尋求新能源技術的發展。太陽能、水能、風能、潮汐能、生物能等可再生能源的利用被普遍看好。其中太陽能是最重要的清潔能源，從能量的形成過程分析，地球上存在的其它形式的能源幾乎都是從太陽能轉化過來的。太陽能潔凈無污染、資源豐富，被公認為最有效代替化石能源的新能源口。

光伏發電是一種通過將太陽能直接轉換為電能的發電形式，主要是通過太陽能光電池進行轉換。在常見的太陽能光伏發電系統中，大多采用固定式光伏板設計，不能保證光伏板與太陽光角度成始終成90度角，太陽能的利用率不夠充分；又由于太陽能分布的特殊性，光伏發電站一般都分布在地廣人稀的偏遠地區。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一套能有效地提高光伏發電站的發電效率，并進行遠程在線監控系統。

為了實現上述目的，本實用新型涉及一種自動跟蹤式光伏發電站監控系統，簡單概括為：本系統主要由光信號變送器、光伏發電裝置、Zigbee/GPRS網關和遠程監控中心組成。系統通過光信號變送器獲得的光信號傳遞給Zigbee/GPRS網關，然后通過Zigbee/GPRS網關將數據分發給光伏發電裝置，最后，通過Zigbee/GPRs網關中的Zigbee網絡和串行網絡收集各光伏發電裝置的工作參數和光信號變送器的工作參數，并通過GPRS網絡將其反饋給遠程監控中心。

所述的光信號變送器集成太陽光自動跟蹤旋轉平臺和自動跟蹤控制器，其功能是通過當地的太陽軌跡運行規律和時鐘信息調整橫縱軸步進電機的旋轉角度，實時檢測太陽光強度信息，并保存旋轉范圍內太陽光強度最大點的太陽光角度信息，將其作為各光伏發電裝置的控制角。

所述的Zigbee/GPRS網關集成了Zigbee協調器模塊、GPRS模塊和串行通訊模塊，是系統的通訊樞組。

本系統采用自動跟蹤算法根據光伏電池輸出電壓的不同，分兩種方式進行控制：

1.當光強度＜＝光強度閾值時：

1)系統同步時間，查詢時間表，設置電機初始位置；

2)變送器檢測光強度，記錄數據并分發；

3)各光伏發電裝置接收數據并判斷是否大于之前的光強度，如果大于，則調整角度；反之，則不動作，繼續等待接收。

4)變送器按照時間表，依次進行動作并檢測光強度；

5)檢測到終止信號，復位各設備至選擇初始值。

2.當光強度＞光強度閾值時：

1)系統同步時間，查詢時間變，設置電機初始位置；

2)變送器檢測光強度，并記錄數據；

3)時間間隔到后，變送器橫軸步進電機以(0～90)度的間隔旋轉0～180度角，每次橫軸旋轉完畢后，變送器縱軸進電機以0～15度的間隔旋轉±15度角，并且記錄光強度和角度；

4)從步驟3)操作所記錄的所有數據中選出最大光強度及相應的角度數據，分發給所有光伏發電設備。

通過采用上述的技術方案，本實用新型的有益效果是：

本系統將Zigbee與GPRS相結合的網絡技術，解決了一般光伏發電站地域分布特殊，監控困難和布線易老化等問題，實現了光伏發電系統低成本、低功耗和高可維護性的實時監控。

將光信號變送器獨立出來進行光信號信息的單獨檢測，并通過Zigbee網絡統一發送給光伏發電裝置進行太陽光自動跟蹤，靈活地解決了大規模光伏發電站進行太陽光自動跟蹤時需要消耗大量的能源和成本問題。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構圖。

具體實施方式

參照圖1，本實用新型的具體過程包括：光信號變送器通過串行網絡與Zigbee/GPRS網關連接，將獲得的光信號通過Zigbee網絡發送給光伏發電裝置；Zigbee/GPRS網關通過Zigbee網絡和串行網絡收集各光伏發電裝置的工作參數和光信號變送器的工作參數，并通過GPRS網絡將其反饋給遠程監控中心；遠程監控中心通過GPRS網絡監控來自Zigbee/GPRS網關的數據，并且同步各光伏發電站Zigbee/GPRS網關的時鐘數據。