[實(shí)用新型]一種光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720187423.8
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206517159U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙明明;夏林
• 申請（專利權(quán)）人: 滄州市榮昌電氣設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光伏電站監(jiān)控技術(shù)是一個(gè)太陽能光伏電站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵方面，投入運(yùn)營后電站的維護(hù)和監(jiān)控是電站方案設(shè)計(jì)的必要考慮因素，對電站未來的收益增長、資產(chǎn)評估以及風(fēng)險(xiǎn)控制等方面有著重要的意義。伴隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，相應(yīng)地，作為光伏電站的重要組成部分，雖然光伏監(jiān)控系統(tǒng)不論在技術(shù)上還是功能上都愈加成熟，但是仍存在以下問題：

（1） 普通的8 位單片機(jī)性能較低，其指令運(yùn)行速度也相對較慢慢，可擴(kuò)展性差、不利于系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)。（2） 監(jiān)控系統(tǒng)采用的AD 轉(zhuǎn)換芯片通常是8 位的AD0809 等，模數(shù)轉(zhuǎn)換精度比較低，導(dǎo)致測量誤差大，后期數(shù)據(jù)分析的誤差也大，這將影響工作人員對光伏電站運(yùn)行狀態(tài)的分析與判斷。

發(fā)明內(nèi)容

為了上述問題，本實(shí)用新型提出了一種光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)，用于提高通用性、且易于操作。

該光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)主要包括上位機(jī)和下位機(jī)，下位機(jī)包括光伏電壓監(jiān)測模塊、光伏電流監(jiān)測模塊、交流電壓監(jiān)測模塊、交流電流監(jiān)測模塊、環(huán)境溫度監(jiān)測模塊和輻照度監(jiān)測模塊，上位機(jī)包括上位機(jī)操作平臺，控制芯片和RS485通信模塊，所述下位機(jī)中各監(jiān)測模塊將采集到的物理量以數(shù)據(jù)的形式通過總線方式發(fā)送到上位機(jī)中的控制芯片，控制機(jī)芯片對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過RS485通信模塊與上位機(jī)操作平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與實(shí)時(shí)通訊。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為根據(jù)實(shí)用新型的光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型提供的實(shí)施例。

3kW 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)主要包括上位機(jī)和下位機(jī)兩大模塊。下位機(jī)模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測光伏電壓、光伏電流、逆變器輸出電壓、逆變器輸出電流、環(huán)境溫度、輻照度等相關(guān)參數(shù)，并將采集到的物理量以數(shù)據(jù)的形式通過總線方式發(fā)送到上位機(jī)。上位機(jī)主要功能為實(shí)現(xiàn)監(jiān)測參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、處理相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)以及與下位機(jī)之間進(jìn)行相互通信和控制。上位機(jī)與下位機(jī)之間采用RS485 總線轉(zhuǎn)RS232 總線的串口通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與實(shí)時(shí)通訊。

當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到光伏電壓過高，即逆變器的輸入電壓值超出一定的額定范圍時(shí)，光伏電站相關(guān)工作人員根據(jù)實(shí)際情況可以按下上位機(jī)操作平臺上的停止按鈕來切斷光伏逆變器與光伏電壓之間的連接，實(shí)現(xiàn)對光伏逆變器的保護(hù)作用，最終達(dá)到了系統(tǒng)的控制目的。

上位機(jī)中控制芯片采用STM32F100C8T6型芯片，其擁有12 位的A/D 轉(zhuǎn)換器，一共16 個(gè)通路，電壓轉(zhuǎn)換范圍為0～3.6V。不論是在處理速率、運(yùn)行功耗與穩(wěn)定性等性能方面，還是在可擴(kuò)展性、應(yīng)用范圍等功能方面都要優(yōu)于普通的單片機(jī)芯片。一般情況下，普通的8 位單片機(jī)最高轉(zhuǎn)換速率只可以達(dá)到10us 左右，但STM32F100C8T6 的最高轉(zhuǎn)換速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于前者，基本可以達(dá)到1.2us 左右，而且其運(yùn)行頻率最高可達(dá)24MHz，這一數(shù)值也要優(yōu)于普通單片機(jī)的21MHz 最高外界晶振頻率。在本實(shí)用新型中需要對3kW 光伏逆變器的交流電壓和交流電流進(jìn)行采樣檢測，這就要求系統(tǒng)的A/D 采樣率保持在一個(gè)較高水平，而哈佛結(jié)構(gòu)的STM32F100C8T6 正好可以滿足這一技術(shù)要求，DMA 使其同時(shí)具備高速度與高效率的A/D 采樣能力。

在光伏電流監(jiān)測電路中，根據(jù)大量的實(shí)際工程案例，如果直流電流較小（通常指1A 以下的小電流），此時(shí)通常會(huì)利用采樣電阻把電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號。如果直流電流較大時(shí)（通常指大于1A 的電流）一般有兩種測量方式可以得到目標(biāo)電流的數(shù)值大小。第一種方式是利用霍爾電流傳感器把原始的較大電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的小電流信號后再進(jìn)行檢測。另一種方式是利用更為便宜的分流器把大電流按照一定的比例進(jìn)行縮小后再進(jìn)行測量，但是用這種方法對電流進(jìn)行測量存在著精度不高的缺點(diǎn)，因此更適合于對測量精度要求較低的場合。本系統(tǒng)需要監(jiān)控的光伏電流即為3kW 光伏逆變器的輸入電流，是由非晶硅太陽能電池板產(chǎn)生的直流電流，最大值約為15A。所以利用采樣電阻的方式顯然不符合實(shí)際要求，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測要求綜合分析后，本實(shí)用新型采用霍爾電流傳感器的方式監(jiān)測光伏電流。