專利名稱:一種風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元、智能管理單元和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元；所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元包括網(wǎng)關(guān)及連接所述網(wǎng)關(guān)的風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、光伏發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、外部環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、蓄電池充放電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、DC/DC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)及DC/AC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)；所述智能管理單元包括本地處理器、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心及手持終端；所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元包括無線連接本地處理器的Web服務(wù)器和云數(shù)據(jù)庫(kù)。本實(shí)用新型的風(fēng)電互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，融合智能無線傳感器技術(shù)、實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘分析平臺(tái)技術(shù)，提高了風(fēng)光互補(bǔ)電站的運(yùn)行效率，降低了故障發(fā)生率，減少了故障決解時(shí)間。
【專利說明】
一種風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能、太陽能是豐富清潔的可再生能源，有著很好的開發(fā)利用前景。風(fēng)光互補(bǔ)電站充分利用了太陽能和風(fēng)能兩種能源的天然互補(bǔ)性，提供穩(wěn)定的電力輸出。但風(fēng)能、太陽能存在能量密度低且隨機(jī)性強(qiáng)的特點(diǎn)，所以為了獲得更多的電能，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站一般都架設(shè)在比較偏遠(yuǎn)的開闊地帶。因此，如何實(shí)時(shí)了解電站的運(yùn)行狀況，如何滿足上一級(jí)系統(tǒng)或電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控需求，成為亟待解決的問題。風(fēng)光互補(bǔ)電站運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、故障檢測(cè)預(yù)警、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、能源調(diào)度與分配，對(duì)提高電站運(yùn)行效率、降低運(yùn)行成本具有重要的意義。如果通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)時(shí)交換系統(tǒng)各部分工作狀態(tài)信息，通過對(duì)信息的優(yōu)化處理可以提高電站系統(tǒng)的無故障運(yùn)行時(shí)間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于提供一種風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，提高風(fēng)光互補(bǔ)電站的運(yùn)行效率，降低故障發(fā)生率及減少故障決解時(shí)間。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0005]—種風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元、智能管理單元和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元，所述智能管理單元分別連接所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元;所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元包括網(wǎng)關(guān)及連接所述網(wǎng)關(guān)的風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、光伏發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、夕卜部環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、蓄電池充放電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、DC/DC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)及DC/AC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)；所述風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)控風(fēng)能最大功率及風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流，所述光伏發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)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(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)外部環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向及光照度，所述蓄電池充放電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)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(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)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(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)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(yuǎn)程監(jiān)控中心及手持終端，所述網(wǎng)關(guān)連接所述本地處理器;所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元包括無線連接所述本地處理器的Web服務(wù)器和云數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0007]優(yōu)選的，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元中的各節(jié)點(diǎn)通過Zigbee射頻模塊與其它節(jié)點(diǎn)構(gòu)成Zigbee 網(wǎng)絡(luò)。
[0008]進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、手持終端、Web服務(wù)器和云數(shù)據(jù)庫(kù)分別通過GPRS或wifi或以太網(wǎng)連接所述本地處理器。
[0009]本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，融合智能無線傳感器技術(shù)、實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘分析平臺(tái)技術(shù)，提高了風(fēng)光互補(bǔ)電站的運(yùn)行效率，降低了故障發(fā)生率，減少了故障決解時(shí)間。同時(shí)，保證了電站監(jiān)控系統(tǒng)安裝的靈活性，減少了電站系統(tǒng)內(nèi)的布線，節(jié)約了監(jiān)控系統(tǒng)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(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。
【附圖說明】

[0010]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0011]圖2為圖1中實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]附圖標(biāo)記說明:1-無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元，2-智能管理單元，3-網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利要求的限制。
[0014]如圖1所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，一種風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元、智能管理單元和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元。
[0015]具體的，如圖2所示，無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元包括網(wǎng)關(guān)及連接所述網(wǎng)關(guān)的風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、光伏發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、外部環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、蓄電池充放電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、DC/DC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)及DC/AC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)。
[0016]其中，風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)用于監(jiān)控風(fēng)能最大功率及風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流；光伏發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)用于監(jiān)控太陽能最大功率及光伏電池輸出電壓和電流;外部環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)用于檢測(cè)外部環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向及光照度；蓄電池充放電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)用于監(jiān)控蓄電池的電壓、電流及溫度，以及用于控制蓄電池的充放電；DC/DC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)用于監(jiān)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(jiān)控節(jié)點(diǎn)用于監(jiān)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(jiān)控節(jié)點(diǎn)和無線網(wǎng)關(guān)組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，風(fēng)輪機(jī)、光伏組件、蓄電池、變換器、控制器等參數(shù)數(shù)據(jù)和網(wǎng)關(guān)指令在無線傳感網(wǎng)中傳遞。傳感器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行信息(風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、電壓、電流、變槳狀態(tài))、光伏發(fā)電機(jī)組運(yùn)行信息(電壓、電流、功率、發(fā)電量及運(yùn)行狀態(tài))、蓄電池組信息(電量大小、報(bào)警狀態(tài)、開啟狀態(tài))、負(fù)載信息(耗電量情況、工作狀態(tài))等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及轉(zhuǎn)換;無線通信部分負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)之間按一定的通信協(xié)議相互通信，通過Zigbee射頻模塊與其它節(jié)點(diǎn)構(gòu)成Zigbee網(wǎng)絡(luò)。
[0018]智能管理單元包括本地處理器、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心及手持終端。其中，本地處理器為ARM嵌入式系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)連接監(jiān)控中心，并通過GPRS連接手持終端。手持終端一般為電站管理人員的智能手機(jī)或其它手持智能設(shè)備。本地處理器處理無線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元上傳的數(shù)據(jù)，并獲取監(jiān)控中心或電站管理人員命令，以及通過GPRS上傳數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。風(fēng)輪機(jī)及光伏組件等數(shù)據(jù)從網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)紸RM系統(tǒng)，ARM系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)發(fā)送指令。由ZigBee網(wǎng)絡(luò)采集的電站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)ARM進(jìn)行ZigBee協(xié)議數(shù)據(jù)解包，通過GPRS或以太網(wǎng)模塊封裝成TCP/IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到監(jiān)控中心或電站管理人員手機(jī)。而由監(jiān)控中心或電站管理人員發(fā)出的控制信息，經(jīng)GPRS或以太網(wǎng)模塊進(jìn)行TCP/IP協(xié)議解包，再由ARM將數(shù)據(jù)封裝成ZigBee協(xié)議數(shù)據(jù)，經(jīng)ZigBee無線射頻芯片發(fā)送到ZigBee網(wǎng)絡(luò)中。
[0019]網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元包括無線連接本地處理器的Web服務(wù)器和云數(shù)據(jù)庫(kù)，其中，Web服務(wù)器和云數(shù)據(jù)庫(kù)分別通過GPRS或wifi連接本地處理器。云數(shù)據(jù)庫(kù)為WEB服務(wù)器和外部應(yīng)用提供存儲(chǔ)空間，接受智能管理單元上傳的數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。電站用戶可以通過瀏覽器使用http協(xié)議訪問WEB服務(wù)器獲取電站工作信息。用戶還可通過手機(jī)軟件訪問指定的平臺(tái)，獲取電站數(shù)據(jù)，這兩種方式只要能連上網(wǎng)絡(luò)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)電站的監(jiān)控。
[0020]以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元、智能管理單元和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元，所述智能管理單元分別連接所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元； 所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元包括網(wǎng)關(guān)及連接所述網(wǎng)關(guān)的風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、光伏發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、外部環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、蓄電池充放電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、DC/DC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)及DC/AC變換器監(jiān)控節(jié)點(diǎn);所述風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)控風(fēng)能最大功率及風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流，所述光伏發(fā)電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)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(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)外部環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向及光照度，所述蓄電池充放電監(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)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(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)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(jiān)控節(jié)點(diǎn)監(jiān)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(yuǎn)程監(jiān)控中心及手持終端，所述網(wǎng)關(guān)連接所述本地處理器;所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理單元包括無線連接所述本地處理器的Web服務(wù)器和云數(shù)據(jù)庫(kù)。2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)單元中的各節(jié)點(diǎn)通過Z i gb e e射頻模塊與其它節(jié)點(diǎn)構(gòu)成Z i gb e e網(wǎng)絡(luò)。3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)光互補(bǔ)電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、手持終端、Web服務(wù)器和云數(shù)據(jù)庫(kù)分別通過GPRS或wifi或以太網(wǎng)連接所述本地處理器。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK205725148SQ201620131183
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年2月22日
【發(fā)明人】盧艷, 鄭逸
【申請(qǐng)人】衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院