專利名稱：一種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)及其實(shí)施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)及其實(shí)施方法。更確切地說(shuō)本發(fā)明涉及一種多參數(shù)、自供能、實(shí)時(shí)光伏系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)及其實(shí)施方法，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域背景技術(shù)
作為太陽(yáng)電池生產(chǎn)大國(guó)之一，中國(guó)在電池及電站系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)方面相對(duì)落后。目前國(guó)際上比較著名的美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NERL)，日本產(chǎn)業(yè)綜合研究所(AIST)和德國(guó)的太陽(yáng)電池系統(tǒng)研究所(Institute of Solar for Energy Systems, Fraunhofer I SE) 已成為國(guó)際知名的電池測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和國(guó)際電池標(biāo)準(zhǔn)的主要制定者。中國(guó)目前尚未有一家具有獨(dú)立認(rèn)證能力的第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)，主要原因之一是缺乏一套適應(yīng)于不同地區(qū)的電站測(cè)試系統(tǒng)。面向中國(guó)西南溫濕、西北高寒、東北部低溫鹽候、東部鹽濕、南方高溫等特殊條件開(kāi)展電池模組壽命測(cè)試，為電池生產(chǎn)廠家提供電池使用環(huán)境下的電池壽命測(cè)試平臺(tái)和壽命預(yù)測(cè)，顯得尤為重要。本發(fā)明所述一種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)及其實(shí)施方法，正是基于上述考慮而提出的。
由于光伏系統(tǒng)測(cè)試在接入負(fù)載時(shí)將會(huì)影響其發(fā)電數(shù)據(jù)，因此國(guó)際上標(biāo)準(zhǔn)的光伏電池測(cè)試，通常不接入負(fù)載，這就意味著，不可以采用被測(cè)太陽(yáng)電池自身發(fā)電來(lái)提供給傳感器和其它測(cè)試所需負(fù)載，一般的做法是采用電網(wǎng)給傳感器、測(cè)試儀器和無(wú)線收發(fā)器供電。這樣的缺點(diǎn)是，在野外、沙漠等有線電網(wǎng)所不能覆蓋的地方開(kāi)展光伏系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)將會(huì)帶來(lái)不便。本申請(qǐng)擬采用引入太陽(yáng)電池、控制器和儲(chǔ)能電池，形成獨(dú)立供電的小型能源系統(tǒng)，克服了對(duì)常規(guī)有線電網(wǎng)的依賴，又節(jié)省了電能。
國(guó)外專利查詢方面，查詢到美國(guó)的專利Method and system for remotely monitoring multiple medical parameters (US6733447)主要是用于遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控，主要通過(guò)RF信號(hào)監(jiān)控病人的，采用前向糾錯(cuò)、跳頻技術(shù)、擴(kuò)頻通訊技術(shù)。本申請(qǐng)采用GPRS moden
在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)(中外專利數(shù)據(jù)庫(kù))上，搜索“光伏” and “實(shí)時(shí)” and “傳輸”等關(guān)鍵詞，發(fā)現(xiàn)專利O項(xiàng)。
在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)(中外專利數(shù)據(jù)庫(kù))上，搜索“光伏” and “實(shí)時(shí)”等關(guān)鍵詞，發(fā)現(xiàn)專利O項(xiàng)
在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)(中外專利數(shù)據(jù)庫(kù))上，搜索“光伏” and “自供能”等關(guān)鍵詞，發(fā)現(xiàn)專利O項(xiàng)
在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)(中外專利數(shù)據(jù)庫(kù))上，搜索“多參數(shù)”，查詢到“多參數(shù)采集系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CN2004100570340)”可以由用戶遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)子站的修/鉆井機(jī)的參數(shù)情況。
本申請(qǐng)與CN2004100570340的區(qū)別在于，本申請(qǐng)分中心擬采用無(wú)線方式采集數(shù)據(jù)，多參數(shù)的數(shù)據(jù)包括環(huán)境參數(shù)和電池模組參數(shù)，檢測(cè)了每個(gè)模組的電流、電壓信號(hào)，構(gòu)筑成本申請(qǐng)的構(gòu)思和框架。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)及實(shí)施方法，所述系統(tǒng)由I 個(gè)數(shù)據(jù)采集和管理中心與多個(gè)數(shù)據(jù)采集與管理分中心組成；中心與分中心間通過(guò)無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳遞數(shù)據(jù)。分中心負(fù)責(zé)收集各類環(huán)境和光伏系統(tǒng)電參數(shù)，無(wú)線發(fā)送到中心，中心負(fù)責(zé)接收各分中心的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析，建模，獲得不同地區(qū)、不同環(huán)境下的光伏系統(tǒng)壽命、發(fā)電量與環(huán)境的關(guān)系規(guī)律。所述采集的管理分中心為4 N個(gè)。所述的分中心以4個(gè)為最常用，每個(gè)分中心與中心之間傳輸距離大于1000km。
本發(fā)明涉及的每個(gè)數(shù)據(jù)采集與管理分中心由O.1KW的光伏電站，控制器，儲(chǔ)能電池組，5KW光伏陣列電站，環(huán)境檢測(cè)器，太陽(yáng)電池溫度傳感器，逆變器，各模組的直流IV檢測(cè)器，交流IV功率檢測(cè)器，4個(gè)GPRS Modem，分中心數(shù)據(jù)采集器組成。其中，O.1KW的光伏電站，控制器，儲(chǔ)能電池組組成不間斷能源供應(yīng)系統(tǒng)，提供環(huán)境檢測(cè)器，太陽(yáng)電池溫度傳感器， 逆變器，各模組的直流IV檢測(cè)器，交流IV功率檢測(cè)器，4個(gè)GPRS Modem,分中心數(shù)據(jù)采集器所需要的能量(為了保證5KW電站檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，該5KW電站不可以為負(fù)載供電)。圖2 中左側(cè)的I個(gè)GPRS負(fù)責(zé)將檢測(cè)到的5KW光伏陣列電站的直流電壓、電流和功率參數(shù)，無(wú)線發(fā)送到分中心數(shù)據(jù)采集器。圖2中右側(cè)的三個(gè)GPRS (m0deml，2，3)負(fù)責(zé)收集1)、各模組總的直流電流1、電壓V、功率P參數(shù)；2 )、各模組總的交流電流1、電壓V、功率P參數(shù)；3 )、環(huán)境參數(shù)及電池片溫度參數(shù)并無(wú)線發(fā)送到分中心數(shù)據(jù)采集器。
①在遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)的分中心內(nèi)，數(shù)據(jù)采集電路和傳感器能源由O.1KW光伏電池、控制器和儲(chǔ)能電池組組·成可以連續(xù)供能的能源系統(tǒng)提供(如圖3)。5KW光伏陣列所發(fā)電量不連接負(fù)載。100W電池模組采用東方日升新能源股份有限公司的產(chǎn)品單晶組件(44x5 "/lOOff), Voc=26. 5V, Isc=5. 1A.當(dāng)有陽(yáng)光時(shí)，模組對(duì)負(fù)載供電，同時(shí)對(duì)由深圳市華友能源技術(shù)有限公司提供的24V20Ah聚合物鋰電池儲(chǔ)能電池組充電。當(dāng)陽(yáng)光不充足時(shí)， 鋰電池對(duì)各類傳感器負(fù)載進(jìn)行充電，保障負(fù)載不間斷供電。深圳谷潤(rùn)數(shù)字電源有限公司 SCM-2410, 24V太陽(yáng)能充放電管理模塊，對(duì)鋰電池進(jìn)行充電。
②所述環(huán)境監(jiān)測(cè)器，包括光照度、風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、PV溫度；溫度和濕度測(cè)量采用瑞士 Sensirion公司SHTll傳感器、照度傳感器采用TAOS公司生產(chǎn)的 TSL2561光強(qiáng)度傳感器，風(fēng)速風(fēng)向傳感器采用長(zhǎng)沙佳科電子儀器有限公司EC-9S(X)數(shù)字風(fēng)速(風(fēng)向)傳感器。
③所述逆變器可將5KW模組直流變?yōu)榻涣鳎?br> ④所述交、直流監(jiān)測(cè)器檢測(cè)交流和直流電流、電壓和功率數(shù)據(jù)；
⑤所述的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理分中心還具有故障報(bào)警功能，即PV組串異常、匯流箱元件、逆變器的故障報(bào)警和定位功能等；即，數(shù)據(jù)管理分中心不斷檢測(cè)PV組串異常、匯流箱元件、逆變器的電信號(hào)，并設(shè)定正常工作范圍參數(shù)，日常檢測(cè)參數(shù)與正常工作范圍比較， 如果超過(guò)正常工作范圍，即判斷為“異?！?，同時(shí)通過(guò)GPRS發(fā)送型號(hào)到中心，進(jìn)行報(bào)警，中心會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)分析，下發(fā)處理故障的指令，采取解決故障的措施。
⑥所述的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理分中心遠(yuǎn)程監(jiān)視可將多個(gè)光伏電站系統(tǒng)的發(fā)電參數(shù)、環(huán)境參數(shù)傳到分中心，由各分中心再無(wú)線傳到中心站進(jìn)行集中監(jiān)視，中心對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理1)、比較相同廠家出產(chǎn)的太陽(yáng)電池在不同氣候條件下的發(fā)電量、壽命特征差別， 為企業(yè)提供用戶環(huán)境發(fā)電量預(yù)測(cè)指導(dǎo)；2)、對(duì)于收集到的各分中心電站的故障信息及時(shí)分析，發(fā)出處理故障信息，如某片模組不能工作，可以自動(dòng)將該模組“掛起”，即通過(guò)電信號(hào)切換到“將其左右模組串聯(lián)”狀態(tài)；3)、比較不同廠家電池在統(tǒng)一氣候條件下的發(fā)電量、壽命等性能，為企業(yè)提供用戶環(huán)境發(fā)電量預(yù)測(cè)指導(dǎo)。
⑦數(shù)據(jù)管理中心(即圖1和圖4中所示的中心計(jì)算機(jī))，通過(guò)數(shù)據(jù)處理分析，實(shí)現(xiàn)不同電池模組性能比對(duì)，可實(shí)現(xiàn)電池壽命預(yù)測(cè)。通過(guò)分析不同氣候光伏電站的數(shù)據(jù)，可獲得不同氣候電池模組發(fā)電量與環(huán)境參數(shù)間關(guān)系。
本發(fā)明涉及的一種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于包括如下步驟1)、中心數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖(如圖1)和分中心采集數(shù)據(jù)與供能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖(如圖2)； 2)、建立光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分中心；3)、建立光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心；4)、實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合分析，比對(duì)不同環(huán)境電池發(fā)電量、壽命，并進(jìn)行電池模組壽命預(yù)測(cè)；5)、根據(jù)實(shí)際測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)完善，如針對(duì)高溫、高寒、風(fēng)沙、鹽濕極端天氣可能遇到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)包丟失，采取相應(yīng)的軟件和硬件改進(jìn)。
總之，本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)及其實(shí)施方法，其主要功能單元包括光伏電站多參數(shù)(包括溫度、濕度、氣壓、光照度、風(fēng)速風(fēng)向等在內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，電站電流、電壓功率、發(fā)電量等電站電參數(shù))采集傳感器，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集單元，能量不間斷供給單元，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸單元，GPRS數(shù)據(jù)接收模塊。ARM芯片作為控制器，進(jìn)行環(huán)境參數(shù)、電池參數(shù)信息的采集，管理鋰電池能量，保證不間斷供電，控制無(wú)線傳輸模塊對(duì)數(shù)據(jù)信息的接收與傳送。通過(guò)該系統(tǒng)，數(shù)據(jù)中心可以在千里之外實(shí)時(shí)收集不同地區(qū)，不同氣候條件下光伏電站的信息，將數(shù)據(jù)匯總分析后，發(fā)現(xiàn)不同地點(diǎn)電池模組發(fā)電量與環(huán)境參數(shù)間的關(guān)系。該系統(tǒng)的主要特色在于1、可以收集4個(gè)或4個(gè)以上不同地區(qū)、不同氣候條件下光伏電站的數(shù)據(jù)；2、 可以收集多參數(shù)(包括溫度、濕度、氣壓、光照度等在內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，直流、交流電流、電壓、 功率、發(fā)電量等電站電參數(shù))；3、可以實(shí)時(shí)無(wú)線遠(yuǎn)距離OlOO OKm)傳輸；4、采用光伏電池、控制器和儲(chǔ)能電池組組成可以連續(xù)功能的能源系統(tǒng)，為分中心的數(shù)據(jù)采集供能，無(wú)需外來(lái)供電；5、通過(guò)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)處理分析，可以實(shí)現(xiàn)不同電池模組性能比對(duì)，可以實(shí)現(xiàn)電池壽命預(yù)測(cè)；6、考慮到系統(tǒng)具有龐大數(shù)據(jù)處理需求，在電路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)組成上有較大差別。由于傳輸數(shù)據(jù)量大，本申請(qǐng)擬采用傳輸速率較高的Fl 103型高性能工業(yè)級(jí)GPRS無(wú)線模塊(2. 5G GPRS 網(wǎng)絡(luò))，標(biāo)準(zhǔn) RS232 串口，串口速率 110-230400bits/s，遠(yuǎn)大于 CN2004100570340 所述 20 — 40Kbps/s的速率。


圖1、采集數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖，各分中心數(shù)據(jù)采集器通過(guò)GPRS將數(shù)據(jù)發(fā)到中心。
圖2、分中心采集數(shù)據(jù)與供能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖。
圖3、數(shù)據(jù)采集分中心供能系統(tǒng)。
圖4、為新疆、長(zhǎng)春、上海、蘭州不同氣候條件下的太陽(yáng)電池電站分中心與中心數(shù)據(jù)管理示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本發(fā)明所述的系統(tǒng)實(shí)施方式具體如下
1、設(shè)計(jì)中心數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖(如圖1)和分中心采集數(shù)據(jù)與供能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖(如圖3)；
2、建立光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分中心。A、進(jìn)行傳感器選擇與購(gòu)置，溫度和濕度測(cè)量采用瑞士 Sensirion公司SHTll傳感器、照度傳感器采用TAOS公司生產(chǎn)的TSL2561光強(qiáng)度傳感器，風(fēng)速風(fēng)向傳感器采用長(zhǎng)沙佳科電子儀器有限公司EC-9S(X)數(shù)字風(fēng)速(風(fēng)向)傳感器。電池模組采用浙江創(chuàng)宇太陽(yáng)能科技有限公司的產(chǎn)品IlOW ;逆變器采用上海晶山太陽(yáng)能科技有限公司的SHJS06-V-5000VA型號(hào)產(chǎn)品，輸出50/60Hz (2%自穩(wěn)定)正弦波；B、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸采用廈門四信通信科技有限公司Fl 103型高性能工業(yè)級(jí)GPRS無(wú)線模塊(2. 5GGPRS 網(wǎng)絡(luò))，支持短信、CSD數(shù)據(jù)及撥號(hào)上網(wǎng)功能。支持短信及撥號(hào)上網(wǎng)功能，使用方便、靈活。支持標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，支持5V 35V寬電壓供電；C、數(shù)據(jù)接口 采用RS232接口，A/D轉(zhuǎn)換器采用10位，輪詢速率為2min/次；D、分中心數(shù)據(jù)采集編程完成分中心多傳感器數(shù)據(jù)和電池模組數(shù)據(jù)采集，和無(wú)線發(fā)送。
3、建立光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心；在管理中心建立服務(wù)終端，接受分中心發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，編程管理，滿足圖2所示的多個(gè)發(fā)電參數(shù)和環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)。
4、實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合分析，比對(duì)不同環(huán)境電池發(fā)電量、壽命，并進(jìn)行電池模組壽命預(yù)測(cè)。
5、根據(jù)實(shí)際測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)完善，如針對(duì)高溫、高寒、風(fēng)沙、鹽濕極端天氣可能遇到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)包丟失，采取相應(yīng)的軟件和硬件改進(jìn)。
實(shí)施例2
選擇高溫、高寒、風(fēng)沙、鹽濕四種極端氣候條件所在的不同地區(qū)部署4個(gè)不同的太陽(yáng)電池電站數(shù)據(jù)采集分中心，四個(gè)分中心將高溫、高寒、風(fēng)沙、鹽濕不同氣候條件下的太陽(yáng)電池電站數(shù)據(jù)收集，通過(guò)GPRS (如圖4)傳輸?shù)焦夥l(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心。中心對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理1)、比較相同廠家出產(chǎn)的太陽(yáng)電池在不同氣候條件下的發(fā)電量、壽命特征差別，為企業(yè)提供用戶環(huán)境發(fā)電量預(yù)測(cè)指導(dǎo)；2)、對(duì)于收集到的各分中心電站的故障信息及時(shí)分析，發(fā)出處理故障信息，如某片模組不能工作，可以自動(dòng)將該模組“掛起”，即通過(guò)電信號(hào)切換到“將其左右模組串聯(lián)”狀態(tài)；3)、比較不同廠家電池在統(tǒng)一氣候條件下的發(fā)電量、壽命等性能，為企業(yè)提供用戶環(huán)境發(fā)電量預(yù)測(cè)指導(dǎo)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)由I個(gè)數(shù)據(jù)采集和管理中心與多個(gè)數(shù)據(jù)采集與管理分中心組成；中心與分中心間通過(guò)無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳遞數(shù)據(jù)；分中心負(fù)責(zé)收集各類環(huán)境和光伏系統(tǒng)電參數(shù)，無(wú)線發(fā)送到中心，中心負(fù)責(zé)接收各分中心的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析，建模，獲得不同地區(qū)、不同環(huán)境下的光伏系統(tǒng)壽命、發(fā)電量與環(huán)境的關(guān)系。
2.按權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的采集與管理分中心為4 N個(gè)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的分中心為4個(gè)，每個(gè)分中心與中心之間傳輸距離大于1000km。
4.按權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)數(shù)據(jù)采集和管理分中心由O.1Kff的光伏電站、控制器、儲(chǔ)能電池組、5KW光伏陣列電站、環(huán)境檢測(cè)器、太陽(yáng)電池溫度傳感器、逆變器、各模組總的直流IV檢測(cè)器、交流IV功率檢測(cè)器、4個(gè)GPRS Modem及分中心數(shù)據(jù)采集器組成； 其中，a)0.1Kff的光伏電站，控制器，儲(chǔ)能電池組組成不間斷能源供應(yīng)系統(tǒng)，提供環(huán)境檢測(cè)器，太陽(yáng)電池溫度傳感器，逆變器，各模組的直流IV檢測(cè)器，交流IV功率檢測(cè)器，4個(gè)GPRSModem，分中心數(shù)據(jù)采集器所需要的能量； b)4個(gè)GPRSModem中一個(gè)將檢測(cè)到的5KW光伏陣列電站的直流電壓、電流和功率參數(shù)，無(wú)線發(fā)送到分中心數(shù)據(jù)采集器；另外三個(gè)GPRSm0deml，2和3負(fù)責(zé)收集①各模組總的直流電流1、電壓V、功率P參數(shù)各模組總的交流電流1、電壓V、功率P參數(shù)環(huán)境參數(shù)及電池片溫度參數(shù)并無(wú)線發(fā)送到分中心數(shù)據(jù)采集器； c)所述的環(huán)境檢測(cè)器包括光照度、風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)向、環(huán)境濕度、PV濕度和氣壓的監(jiān)測(cè)； d)逆變器將5KW模組直流變交流。
5.按權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于5KW光伏陣列電站不為負(fù)載供電。
6.按權(quán)利要求1或4所述的系統(tǒng)，其特征在于 a)所述的分中心設(shè)有故障報(bào)警，即PV組串異常、匯流箱元件、逆變器的故障報(bào)警和定位功能，數(shù)據(jù)管理分中心不斷檢測(cè)PV組串異常、匯流箱元件、逆變器的電信號(hào)，并設(shè)定正常工作范圍參數(shù)，日常檢測(cè)參數(shù)與正常工作范圍比較，如果超過(guò)正常工作范圍，即判斷為“異?！保瑫r(shí)通過(guò)GPRS發(fā)送型號(hào)到中心，進(jìn)行報(bào)警，中心會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)分析，下發(fā)處理故障的指令，采取解決故障的措施； b)每個(gè)數(shù)據(jù)采集與管理分中心將多個(gè)光伏電站系統(tǒng)的發(fā)電參數(shù)、環(huán)境參數(shù)傳到分中心，由各分中心再無(wú)線傳到中心站進(jìn)行集中監(jiān)視，中心對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理①比較相同廠家出產(chǎn)的太陽(yáng)電池在不同氣候條件下的發(fā)電量、壽命特征差別，為企業(yè)提供用戶環(huán)境發(fā)電量預(yù)測(cè)指導(dǎo)對(duì)于收集到的各分中心電站的故障信息及時(shí)分析，發(fā)出處理故障信息，如某片模組不能工作，可以自動(dòng)將該模組“掛起”，即通過(guò)電信號(hào)切換到“將其左右模組串聯(lián)”狀態(tài)；③比較不同廠家電池在統(tǒng)一氣候條件下的發(fā)電量、壽命等性能，為企業(yè)提供用戶環(huán)境發(fā)電量預(yù)測(cè)指導(dǎo)。
7.按權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于由O.1KW光伏電池、控制器和儲(chǔ)能電池組組成連續(xù)供能的能源系統(tǒng)中，100W電池模組采用東方日升新能源股份有限公司的產(chǎn)品單晶組件，Voc=26. 5v, Isc=5. 1A.當(dāng)有陽(yáng)光時(shí)，模組對(duì)負(fù)載供電，同時(shí)對(duì)由深圳市華友能源技術(shù)有限公司提供的24V 20Ah聚合物鋰電池儲(chǔ)能電池組充電；當(dāng)陽(yáng)光不充足時(shí)，儲(chǔ)能電池組對(duì)各類傳感器負(fù)載進(jìn)行充電，保障負(fù)載不間斷供電。
8.按權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于具體步驟為 I)、設(shè)計(jì)中心數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖和分中心采集數(shù)據(jù)與供能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖；2)、建立光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分中心；3)、建立光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心；4)、實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合分析，比對(duì)不同環(huán)境電池發(fā)電量、壽命，并進(jìn)行電池模組壽命預(yù)測(cè)；5)、根據(jù)實(shí)際測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善，針對(duì)高溫、高寒、風(fēng)沙、鹽濕極端天氣可能遇到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)包丟失，采取相應(yīng)的軟件和硬件改進(jìn)； 其中第二步包括傳感器選擇與購(gòu)置、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)墓I(yè)級(jí)GPRS無(wú)線模塊的選用、數(shù)據(jù)接口以及分中心數(shù)據(jù)采集編程。
9.按權(quán)利要求8所述的實(shí)施方法，其特征在于步驟2內(nèi) a)所述的傳感器選擇時(shí)，溫度和濕度測(cè)量采用瑞士Sensirion公司SHTll傳感器、照度傳感器米用TAOS公司生產(chǎn)的TSL2561光強(qiáng)度傳感器,風(fēng)速風(fēng)向傳感器米用長(zhǎng)沙佳科電子儀器有限公司EC-9S(X)數(shù)字風(fēng)速風(fēng)向傳感器；電池模組采用東方日升新能源股份有限公司的產(chǎn)品IOOW ;逆變器采用上海晶山太陽(yáng)能科技有限公司的SHJS06-V-5000VA型號(hào)產(chǎn)品，輸出50/60HZ正弦波； b)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸采用廈門四信通信科技有限公司F1103型工業(yè)級(jí)2.5GGPRS無(wú)線模塊； c)數(shù)據(jù)接口采用RS232接口，Α/D轉(zhuǎn)換器采用10位，輪詢速率為2min/次； d)分中心數(shù)據(jù)采集編程完成分中心多傳感器數(shù)據(jù)和電池模組數(shù)據(jù)采集和無(wú)線發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與管理系統(tǒng)及其實(shí)施方法，所述的系統(tǒng)由1個(gè)數(shù)據(jù)采集和管理中心與多個(gè)數(shù)據(jù)采集與管理分中心組成；中心與分中心間通過(guò)無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳遞數(shù)據(jù)。分中心負(fù)責(zé)收集各類環(huán)境和光伏系統(tǒng)電參數(shù)，無(wú)線發(fā)送到中心，中心負(fù)責(zé)接收各分中心的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析，建模，獲得不同地區(qū)、不同環(huán)境下的光伏系統(tǒng)壽命、發(fā)電量與環(huán)境的關(guān)系。通過(guò)該系統(tǒng)，數(shù)據(jù)中心可在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)收集不同地區(qū)。通過(guò)分析不同氣候光伏電站的數(shù)據(jù)，獲得不同氣候電池模組發(fā)電量與環(huán)境參數(shù)間關(guān)系。該系統(tǒng)的特色在于1、通過(guò)GPRS實(shí)時(shí)無(wú)線遠(yuǎn)距離(>1000Km)傳輸；2、采用光伏電池、控制器和儲(chǔ)能電池組組成連續(xù)供能系統(tǒng)，為分中心的數(shù)據(jù)采集供能；3、通過(guò)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)電池壽命預(yù)測(cè)。
文檔編號(hào)G08C17/02GK103002004SQ20121034247
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者周健, 周天之, 孫曉瑋, 周舟, 周建華, 李紅飛, 劉正新 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所