專利名稱：一種基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電系統(tǒng)檢測及控制領(lǐng)域，尤其涉及的是一種基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前太陽能電站系統(tǒng)只有單一的電能質(zhì)量管理，缺乏事故預(yù)警管理、自動控制管理、重要設(shè)備正常運(yùn)行過程重點(diǎn)數(shù)據(jù)，這必將導(dǎo)致在特定環(huán)境下能源的浪費(fèi)?，F(xiàn)有的太陽能電站系統(tǒng)沒有合理的能源管理系統(tǒng)，就達(dá)不到合理的能源布局，從而起不到節(jié)能減排的目的。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了以往單一太陽能電能質(zhì)量管理的缺點(diǎn)，使得將所述基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于太陽能發(fā)電站的領(lǐng)域上，合理能源布局、減少能耗、降低運(yùn)營成本，使得太陽能能更加合理地高效利用。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，包括:信號采集裝置、總控計算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，所述信號采集裝置與太陽能電站的計量終端相連，用于實(shí)時采集太陽能電站的能源數(shù)據(jù)并將所述能源數(shù)據(jù)發(fā)送給總控計算機(jī)；所述總控計算機(jī)嵌入監(jiān)控組態(tài)軟件，用于實(shí)時顯示所述能源數(shù)據(jù)、實(shí)時監(jiān)測太陽能電站的運(yùn)行狀態(tài)，并對所述能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計及能源管理；所述通訊網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)信號采集裝置與總控計算機(jī)之間的通訊。所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述總控計算機(jī)通過監(jiān)控組態(tài)軟件建立I/o Server實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)在線的數(shù)據(jù)監(jiān)視、工藝操作和實(shí)時的能源管理，并對外提供接口。所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述通訊網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)，建立分區(qū)域的冗余環(huán)網(wǎng)，環(huán)與環(huán)之間采用耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述信號采集模塊與總控計算機(jī)之間采取GPRS網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、電力載波或者有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述總控計算機(jī)實(shí)時顯示環(huán)境及各類電參量，動態(tài)顯示參數(shù)變化的曲線，實(shí)時監(jiān)測的系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)發(fā)生錯誤時，總控計算機(jī)做出提示報警和顯示報警的內(nèi)容。所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述信號采集模塊采集的數(shù)據(jù)包括:環(huán)境溫度、照度、輻照強(qiáng)度、BIPV組件溫度、太陽能總發(fā)電量、當(dāng)天的太陽能發(fā)電量、負(fù)載用電量、瞬時功率、當(dāng)天太陽能的峰值功率、歷史太陽能的峰值功率、實(shí)時在線電壓、實(shí)時在線電流、蓄電池充放電電流、蓄電池的狀態(tài)顯示和過流過載信息。
所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述總控計算機(jī)能通過數(shù)據(jù)歷史曲線和實(shí)施趨勢，進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析。所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述總控計算機(jī)能自動生成能源生產(chǎn)運(yùn)行報表，實(shí)現(xiàn)電參量的遠(yuǎn)程抄表、集中監(jiān)控、防盜報警、欠費(fèi)禁用、數(shù)據(jù)處理、日報月報和數(shù)據(jù)備份、查詢打印。所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述總控計算機(jī)進(jìn)行的能源管理包括:能源實(shí)績分析管理、能源質(zhì)量管理、能源平衡管理、能源預(yù)測分析、運(yùn)行管理支持。本發(fā)明所提供的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，采用了三級物理結(jié)構(gòu)組成的系統(tǒng)，其主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)如下:(1)基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)提供了一條高效利用太陽能發(fā)電的途徑；(2)本發(fā)明自動進(jìn)行電量的調(diào)配，降低各負(fù)載的能耗；(3)該發(fā)明能自動產(chǎn)生報表，方便工作的人員的匯總及實(shí)時監(jiān)測。


圖1是發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明提供一種基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其集計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自控技術(shù)于一體，采用集散式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計、智能終端等靈活的組網(wǎng)方式，將負(fù)載的用電量、太陽能發(fā)電量等電參量能源計量集成為一個完整的管理系統(tǒng)，為開放式工作平臺，其構(gòu)架主要包括能源調(diào)度管理中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集單元等三級物理結(jié)構(gòu)。具體地，所述基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)包括:信號采集裝置，所述信號采集裝置與太陽能電站的計量終端相連，用于實(shí)時采集太陽能電站的能源數(shù)據(jù)并將所述能源數(shù)據(jù)發(fā)送給總控計算機(jī)；總控計算機(jī)，所述總控計算機(jī)嵌入監(jiān)控組態(tài)軟件，用于實(shí)時顯示所述能源數(shù)據(jù)、實(shí)時監(jiān)測太陽能電站的運(yùn)行狀態(tài)，并對所述能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計及能源管理；通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)信號采集裝置與總控計算機(jī)之間的通訊；所述信號采集裝置采集太陽能電站的能源數(shù)據(jù)，通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述總控計算機(jī)，所述總控計算機(jī)接收所述能源數(shù)據(jù)，顯示所述能源數(shù)據(jù)，實(shí)時監(jiān)測太陽能電站的運(yùn)行狀態(tài)，并對所述能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計及能源管理。所述總控計算機(jī)以監(jiān)控組態(tài)軟件為核心，建立I/O Server實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)在線的數(shù)據(jù)監(jiān)視、工藝操作和實(shí)時的能源管理功能；基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)具有模型背景的能源管理功能并對外提供接口。所述通訊網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)，建立分區(qū)域的冗余環(huán)網(wǎng)，環(huán)與環(huán)之間采用耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，從而建立高可靠專有的能源數(shù)據(jù)采集通訊網(wǎng)絡(luò)。
所述信號采集裝置以通信網(wǎng)管服務(wù)器產(chǎn)品為核心，通過數(shù)據(jù)采集、通訊、協(xié)議轉(zhuǎn)換等技術(shù)手段，將能源介質(zhì)參數(shù)的采集與生產(chǎn)控制系統(tǒng)隔離，提供連續(xù)、真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。本發(fā)明的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)工作原理如下:I)通過信號采集模塊采樣所需的功能參數(shù)；2)信號采集模塊與總控計算機(jī)之間可采取GPRS網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、電力載波或者有線網(wǎng)絡(luò)按照特定的協(xié)議進(jìn)行通訊；3)總控計算機(jī)實(shí)時顯示環(huán)境及各類電參量，動態(tài)顯示參數(shù)變化的曲線，實(shí)時監(jiān)測的系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)發(fā)生錯誤時，總控計算機(jī)做出提示報警和顯示報警的內(nèi)容；4)總控計算機(jī)根據(jù)短期或者長期的數(shù)據(jù)進(jìn)行相對應(yīng)的能源管理及分析統(tǒng)計。本發(fā)明實(shí)施例基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)的具體功能如下:I)數(shù)據(jù)采集功能將全部的能源數(shù)據(jù)采集進(jìn)入系統(tǒng)，供數(shù)據(jù)監(jiān)視、報警、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等用。采集的數(shù)據(jù)包括:環(huán)境溫度、照度、輻照強(qiáng)度、BIPV組件溫度、太陽能總發(fā)電量、當(dāng)天的太陽能發(fā)電量、負(fù)載用電量、瞬時功率、當(dāng)天太陽能的峰值功率、歷史太陽能的峰值功率、實(shí)時在線電壓、實(shí)時在線電流、蓄電池充放電電流、蓄電池的狀態(tài)顯示、過流過載信息等等;2)監(jiān)控功能監(jiān)視功能:以大屏幕或者常規(guī)操作員站方式，對能源系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)視并可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控自動配電調(diào)度。歷史趨勢功能:通過數(shù)據(jù)歷史曲線和實(shí)施趨勢，進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析。運(yùn)行報表功能:自動生成能源生產(chǎn)運(yùn)行報表。實(shí)現(xiàn)電參量的遠(yuǎn)程抄表、集中監(jiān)控、防盜報警、欠費(fèi)禁用、數(shù)據(jù)處理、日報月報、數(shù)據(jù)備份、查詢打印等計量管理功能。3)基本能源管理功能將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、分析和整理，結(jié)合生產(chǎn)計劃的數(shù)據(jù)，進(jìn)行能源管理工作，包括能源實(shí)績分析管理、能源質(zhì)量管理、能源平衡管理、能源預(yù)測分析、運(yùn)行管理支持等?？筛鶕?jù)需要設(shè)置能源管理所需的各類報表。值班記錄表、日報、月報、年報表等)；具體的管理功能如下:事故預(yù)警管理:提供事故預(yù)警管理數(shù)據(jù)庫，給用戶提供事故發(fā)生前的提前預(yù)警功能，通過越限監(jiān)視和報警，識別故障隱患，通過自動和人工調(diào)整、控制跳閘，防止事故發(fā)生。電能質(zhì)量管理:提供電網(wǎng)供電質(zhì)量、電網(wǎng)缺相、電網(wǎng)電壓不平衡、電網(wǎng)背景諧波、電網(wǎng)電壓波動、頻率異常連續(xù)記錄監(jiān)視數(shù)據(jù)庫。自動控制管理:提供遠(yuǎn)端輸出控制接點(diǎn)，由用戶設(shè)定選擇操作實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償比如電容器運(yùn)動投切或者某種設(shè)備的起停等。重要設(shè)備正常運(yùn)行過程重點(diǎn)數(shù)據(jù):提供重要設(shè)備重點(diǎn)時間段連續(xù)記錄數(shù)據(jù)庫，連續(xù)等間隔時間記錄主要電氣設(shè)備主要電氣參數(shù)，開關(guān)狀態(tài)，輸出趨勢曲線、報表等各種統(tǒng)計參數(shù)。電能質(zhì)量惡化過程:通過波形采樣、諧波越限、頻率異常、電壓下陷、電壓上沖、電壓缺相。
本發(fā)明所提供的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，采用了三級物理結(jié)構(gòu)組成的系統(tǒng)，主要優(yōu)點(diǎn)有:(I)基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)提供了一條高效利用太陽能發(fā)電的途徑；(2)本發(fā)明自動進(jìn)行電量的調(diào)配，降低各負(fù)載的能耗；(3)該發(fā)明能自動產(chǎn)生報表，方便工作的人員的匯總及實(shí)時監(jiān)測。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括:信號采集裝置、總控計算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，所述信號采集裝置與太陽能電站的計量終端相連，用于實(shí)時采集太陽能電站的能源數(shù)據(jù)并將所述能源數(shù)據(jù)發(fā)送給總控計算機(jī)；所述總控計算機(jī)嵌入監(jiān)控組態(tài)軟件，用于實(shí)時顯示所述能源數(shù)據(jù)、實(shí)時監(jiān)測太陽能電站的運(yùn)行狀態(tài)，并對所述能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計及能源管理；所述通訊網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)信號采集裝置與總控計算機(jī)之間的通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述總控計算機(jī)通過監(jiān)控組態(tài)軟件建立I/O Server實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)在線的數(shù)據(jù)監(jiān)視、工藝操作和實(shí)時的能源管理，并對外提供接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)，建立分區(qū)域的冗余環(huán)網(wǎng)，環(huán)與環(huán)之間采用耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊與總控計算機(jī)之間采取GPRS網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、電力載波或者有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述總控計算機(jī)實(shí)時顯示環(huán)境及各類電參量，動態(tài)顯示參數(shù)變化的曲線，實(shí)時監(jiān)測的系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)發(fā)生錯誤時，總控計算機(jī)做出提示報警和顯示報警的內(nèi)容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊采集的數(shù)據(jù)包括:環(huán)境溫度、照度、輻照強(qiáng)度、BIPV組件溫度、太陽能總發(fā)電量、當(dāng)天的太陽能發(fā)電量、負(fù)載用電量、瞬時功率、當(dāng)天太陽能的峰值功率、歷史太陽能的峰值功率、實(shí)時在線電壓、實(shí)時在線電流、蓄電池充放電電流、蓄電池的狀態(tài)顯示和過流過載信肩、O
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述總控計算機(jī)能通過數(shù)據(jù)歷史曲線和實(shí)施趨勢，進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述總控計算機(jī)能自動生成能源生產(chǎn)運(yùn)行報表，實(shí)現(xiàn)電參量的遠(yuǎn)程抄表、集中監(jiān)控、防盜報警、欠費(fèi)禁用、數(shù)據(jù)處理、日報月報和數(shù)據(jù)備份、查詢打印。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述總控計算機(jī)進(jìn)行的能源管理包括:能源實(shí)績分析管理、能源質(zhì)量管理、能源平衡管理、能源預(yù)測分析、運(yùn)行管理支持。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于組態(tài)控制的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)，其包括信號采集裝置、總控計算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，所述信號采集裝置與太陽能電站的計量終端相連，用于實(shí)時采集太陽能電站的能源數(shù)據(jù)并將所述能源數(shù)據(jù)發(fā)送給總控計算機(jī)；所述總控計算機(jī)嵌入監(jiān)控組態(tài)軟件，用于實(shí)時顯示所述能源數(shù)據(jù)、實(shí)時監(jiān)測太陽能電站的運(yùn)行狀態(tài)，并對所述能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計及能源管理；所述通訊網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)信號采集裝置與總控計算機(jī)之間的通訊。采用本發(fā)明可自動進(jìn)行電量的調(diào)配，降低各負(fù)載的能耗；能自動產(chǎn)生報表，方便工作的人員的匯總及實(shí)時監(jiān)測。
文檔編號G05B19/418GK103149919SQ201310101149
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者徐剛, 黃華凜, 鐘柳文, 朱艷青, 史繼富 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所