一種風光互補電站監控系統的製作方法

2023-05-08 09:23:46

專利名稱:一種風光互補電站監控系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及控制系統領域，尤其是一種風光互補電站監控系統，包括無線傳感網絡單元、智能管理單元和網絡數據處理單元；所述無線傳感網絡單元包括網關及連接所述網關的風力發電監控節點、光伏發電監控節點、外部環境檢測節點、蓄電池充放電監控節點、DC/DC變換器監控節點及DC/AC變換器監控節點；所述智能管理單元包括本地處理器、遠程監控中心及手持終端；所述網絡數據處理單元包括無線連接本地處理器的Web伺服器和雲資料庫。本實用新型的風電互補電站監控系統，融合智能無線傳感器技術、實時無線網絡通信技術和數據挖掘分析平臺技術，提高了風光互補電站的運行效率，降低了故障發生率，減少了故障決解時間。
【專利說明】
一種風光互補電站監控系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及控制系統領域，尤其是一種風光互補電站監控系統。
【背景技術】
[0002]風能、太陽能是豐富清潔的可再生能源，有著很好的開發利用前景。風光互補電站充分利用了太陽能和風能兩種能源的天然互補性，提供穩定的電力輸出。但風能、太陽能存在能量密度低且隨機性強的特點，所以為了獲得更多的電能，風光互補發電站一般都架設在比較偏遠的開闊地帶。因此，如何實時了解電站的運行狀況，如何滿足上一級系統或電網調度系統的監控需求，成為亟待解決的問題。風光互補電站運行狀態的實時監控，如運行狀態監控、故障檢測預警、環境數據採集、能源調度與分配，對提高電站運行效率、降低運行成本具有重要的意義。如果通過網絡監控實時交換系統各部分工作狀態信息，通過對信息的優化處理可以提高電站系統的無故障運行時間。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型解決的技術問題在於提供一種風光互補電站監控系統，提高風光互補電站的運行效率，降低故障發生率及減少故障決解時間。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用了如下技術方案:
[0005]—種風光互補電站監控系統，包括無線傳感網絡單元、智能管理單元和網絡數據處理單元，所述智能管理單元分別連接所述無線傳感網絡單元和網絡數據處理單元;所述無線傳感網絡單元包括網關及連接所述網關的風力發電監控節點、光伏發電監控節點、夕卜部環境檢測節點、蓄電池充放電監控節點、DC/DC變換器監控節點及DC/AC變換器監控節點；所述風力發電監控節點監控風能最大功率及風力發電機輸出電壓和電流，所述光伏發電監控節點監控太陽能最大功率及光伏電池輸出電壓和電流，所述外部環境檢測節點檢測外部環境的溫度、溼度、風速、風向及光照度，所述蓄電池充放電監控節點監控蓄電池的電壓、電流及溫度，以及控制蓄電池的充放電，所述DC/DC變換器監控節點監控直流輸出電壓和電流，以及控制直流輸出通斷;所述DC/AC變換器監控節點監控交流輸出電壓和電流以及控制交流輸出通斷；
[0006]所述智能管理單元包括本地處理器以及連接所述本地處理器的遠程監控中心及手持終端，所述網關連接所述本地處理器;所述網絡數據處理單元包括無線連接所述本地處理器的Web伺服器和雲資料庫。
[0007]優選的，所述無線傳感網絡單元中的各節點通過Zigbee射頻模塊與其它節點構成Zigbee 網絡。
[0008]進一步的，所述遠程監控中心、手持終端、Web伺服器和雲資料庫分別通過GPRS或wifi或乙太網連接所述本地處理器。
[0009]本實用新型的風光互補電站監控系統，融合智能無線傳感器技術、實時無線網絡通信技術和數據挖掘分析平臺技術，提高了風光互補電站的運行效率，降低了故障發生率，減少了故障決解時間。同時，保證了電站監控系統安裝的靈活性，減少了電站系統內的布線，節約了監控系統安裝成本，還避免了高壓高溫等原因造成的線路老化等問題，具有良好的經濟性和實用性。
【附圖說明】

[0010]圖1為本實用新型一個實施例的結構示意框圖；
[0011]圖2為圖1中實施例的內部結構示意圖；
[0012]附圖標記說明:1-無線傳感網絡單元，2-智能管理單元，3-網絡數據處理單元。
【具體實施方式】
[0013]為了進一步理解本實用新型，下面結合實施例對本實用新型優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本實用新型的特徵和優點，而不是對本實用新型權利要求的限制。
[0014]如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，一種風光互補電站監控系統，包括無線傳感網絡單元、智能管理單元和網絡數據處理單元。
[0015]具體的，如圖2所示，無線傳感網絡單元包括網關及連接所述網關的風力發電監控節點、光伏發電監控節點、外部環境檢測節點、蓄電池充放電監控節點、DC/DC變換器監控節點及DC/AC變換器監控節點。
[0016]其中，風力發電監控節點用於監控風能最大功率及風力發電機輸出電壓和電流；光伏發電監控節點用於監控太陽能最大功率及光伏電池輸出電壓和電流;外部環境檢測節點用於檢測外部環境的溫度、溼度、風速、風向及光照度；蓄電池充放電監控節點用於監控蓄電池的電壓、電流及溫度，以及用於控制蓄電池的充放電；DC/DC變換器監控節點用於監控直流輸出電壓和電流，以及控制直流輸出通斷;DC/AC變換器監控節點用於監控交流輸出電壓和電流以及控制交流輸出通斷。
[0017]上述傳感器監控節點和無線網關組成無線傳感網絡，風輪機、光伏組件、蓄電池、變換器、控制器等參數數據和網關指令在無線傳感網中傳遞。傳感器監控節點對風力發電機組的運行信息(風輪轉速、電壓、電流、變槳狀態)、光伏發電機組運行信息(電壓、電流、功率、發電量及運行狀態)、蓄電池組信息(電量大小、報警狀態、開啟狀態)、負載信息(耗電量情況、工作狀態)等數據進行採集及轉換;無線通信部分負責節點之間按一定的通信協議相互通信，通過Zigbee射頻模塊與其它節點構成Zigbee網絡。
[0018]智能管理單元包括本地處理器、遠程監控中心及手持終端。其中，本地處理器為ARM嵌入式系統，通過乙太網連接監控中心，並通過GPRS連接手持終端。手持終端一般為電站管理人員的智慧型手機或其它手持智能設備。本地處理器處理無線傳感器網絡單元上傳的數據，並獲取監控中心或電站管理人員命令，以及通過GPRS上傳數據至網絡資料庫。風輪機及光伏組件等數據從網關傳輸到ARM系統，ARM系統通過網關發送指令。由ZigBee網絡採集的電站監測數據，經ARM進行ZigBee協議數據解包，通過GPRS或乙太網模塊封裝成TCP/IP數據包發送到監控中心或電站管理人員手機。而由監控中心或電站管理人員發出的控制信息，經GPRS或乙太網模塊進行TCP/IP協議解包，再由ARM將數據封裝成ZigBee協議數據，經ZigBee無線射頻晶片發送到ZigBee網絡中。
[0019]網絡數據處理單元包括無線連接本地處理器的Web伺服器和雲資料庫，其中，Web伺服器和雲資料庫分別通過GPRS或wifi連接本地處理器。雲資料庫為WEB伺服器和外部應用提供存儲空間，接受智能管理單元上傳的數據並存入資料庫。電站用戶可以通過瀏覽器使用http協議訪問WEB伺服器獲取電站工作信息。用戶還可通過手機軟體訪問指定的平臺，獲取電站數據，這兩種方式只要能連上網絡就能實現對電站的監控。
[0020]以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
【主權項】
1.一種風光互補電站監控系統，其特徵在於:包括無線傳感網絡單元、智能管理單元和網絡數據處理單元，所述智能管理單元分別連接所述無線傳感網絡單元和網絡數據處理單元； 所述無線傳感網絡單元包括網關及連接所述網關的風力發電監控節點、光伏發電監控節點、外部環境檢測節點、蓄電池充放電監控節點、DC/DC變換器監控節點及DC/AC變換器監控節點;所述風力發電監控節點監控風能最大功率及風力發電機輸出電壓和電流，所述光伏發電監控節點監控太陽能最大功率及光伏電池輸出電壓和電流，所述外部環境檢測節點檢測外部環境的溫度、溼度、風速、風向及光照度，所述蓄電池充放電監控節點監控蓄電池的電壓、電流及溫度，以及控制蓄電池的充放電，所述DC/DC變換器監控節點監控直流輸出電壓和電流，以及控制直流輸出通斷;所述DC/AC變換器監控節點監控交流輸出電壓和電流以及控制交流輸出通斷； 所述智能管理單元包括本地處理器以及連接所述本地處理器的遠程監控中心及手持終端，所述網關連接所述本地處理器;所述網絡數據處理單元包括無線連接所述本地處理器的Web伺服器和雲資料庫。2.如權利要求1所述的風光互補電站監控系統，其特徵在於:所述無線傳感網絡單元中的各節點通過Z i gb e e射頻模塊與其它節點構成Z i gb e e網絡。3.如權利要求2所述的風光互補電站監控系統，其特徵在於:所述遠程監控中心、手持終端、Web伺服器和雲資料庫分別通過GPRS或wifi或乙太網連接所述本地處理器。
【文檔編號】H02J13/00GK205725148SQ201620131183
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年2月22日
【發明人】盧豔, 鄭逸
【申請人】衢州職業技術學院