專利名稱：光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)集中器，具體對說，本實用新型涉及一種針對光 伏并網(wǎng)電站自主研發(fā)設(shè)計的具有數(shù)據(jù)收集、遠程控制、無線傳輸和對外顯示功 能的數(shù)據(jù)集中器。
技術(shù)背景光伏并網(wǎng)電站是利用太陽能電池板，將光能轉(zhuǎn)化為直流電，再經(jīng)過并網(wǎng)逆 變器把直流電轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻、同相的交流電回送至電網(wǎng)的電力設(shè)施。由于 光伏并網(wǎng)電站分布較為偏遠、分散，且構(gòu)成光伏并網(wǎng)電站的太陽能電池板數(shù)目 眾多，所以，目前對各光伏并網(wǎng)電站的管理水平較為落后。但是，由于光伏并網(wǎng)電站并網(wǎng)功率較大，并且和城市電網(wǎng)、配電設(shè)施直接 相連，故安全級別要求較高。為了避免給國家造成不必要的損失，保證維修人 員的自身安全，應(yīng)盡可能作到在無人值守的情況下，對光伏并網(wǎng)電站進行實時 監(jiān)控、事故報警，以保證光伏并網(wǎng)電站長期安全、穩(wěn)定的連續(xù)運行。由于光伏并網(wǎng)電站建造時受到空間、地域、其他設(shè)施的影響，往往在同一 有限范圍的轄區(qū)內(nèi)光伏并網(wǎng)電站的分布較為分散。如果對每一座光伏并網(wǎng)電站 都安裝一套監(jiān)控設(shè)備，其日常運行及維護費用將花費巨大。 發(fā)明內(nèi)容鑒于上述原因，針對同一轄區(qū)內(nèi)的若干個光伏并網(wǎng)電站，本實用新型的目 的是提供一種具有數(shù)據(jù)收集、遠程控制、無線傳輸和對外顯示功能的光伏并網(wǎng) 電站數(shù)據(jù)集中器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案 一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù) 集中器，它由殼體、安裝在殼體內(nèi)的電源電路、控制電路、無線傳輸模塊、電 力線載波模塊、以及設(shè)置在殼體表面上的LED顯示屏接口構(gòu)成；所述控制電路通過一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端 相連，采集分散在不同地方的光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)；控制電路的另一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與無線傳輸模塊相連，將處理后的各 個光伏并網(wǎng)電站的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)/或無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān) 控中心；控制電路的另一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與設(shè)置在殼體上的LED顯示屏接口相
連，通過與之相連的顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)。所述電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸入端通過電力線與光伏并網(wǎng)電站中的并網(wǎng)逆變器逆變電源輸出端相連；該電力線載波模塊通過電力線、采用廣播發(fā)送方 式傳遞信息。所述控制電路是以單片機為核心設(shè)計的控制電路。所述無線傳輸模塊通過GPRS或GSM方式進行數(shù)據(jù)的傳輸。 本實用新型通過電力線載波模塊收集含蓋范圍內(nèi)散落在各處的光伏并網(wǎng) 電站的運行數(shù)據(jù)，經(jīng)控制電路加以分析整理之后， 一方面送到LED顯示屏進 行顯示；另一方面將整理好的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，作為實 時監(jiān)控信息和運行記錄，供監(jiān)控人員分析、査詢。同時，本實用新型控制電路 還可以通過無線傳輸模塊接收監(jiān)控中心發(fā)送的控制指令，控制各光伏并網(wǎng)電站 內(nèi)的逆變器的運行。本實用新型的優(yōu)點是可以作到在無人值守光伏并網(wǎng)電站 的情況下，對光伏并網(wǎng)電站進行實時監(jiān)控、遠程數(shù)據(jù)收集、控制、事故報警， 以保證光伏并網(wǎng)電站長期安全、穩(wěn)定的連續(xù)運行。

圖1為本實用新型數(shù)據(jù)集中器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型數(shù)據(jù)集中器使用狀態(tài)電器連接關(guān)系圖； 圖3為本實用新型數(shù)據(jù)集中器控制電路具體電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型公開的光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器由殼體、安裝在 殼體內(nèi)的電源電路、控制電路、無線傳輸模塊、電力線載波模塊、以及設(shè)置在 殼體表面上的LED顯示屏接口構(gòu)成。所述控制電路通過一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端 相連，采集分散在不同地方的光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)?？刂齐娐返牧硪粋€數(shù) 據(jù)輸入/輸出口與無線傳輸模塊相連，將處理后的各個光伏并網(wǎng)電站的數(shù)據(jù)通 過無線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)/或無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心。控制電路的另一 個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與設(shè)置在殼體上的LED顯示屏接口相連，通過與之相連的 顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)?？刂齐娐分饕峭ㄟ^電力線載波模塊 收集各個光伏并網(wǎng)電站的實時運行數(shù)據(jù)，加以整理之后送給LED顯示屏進行 顯示，并通過無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心；以及，通過無線傳輸模塊 接收監(jiān)控中心的控制指令對各光伏并網(wǎng)電站進行遠程控制。所述無線傳輸模塊主要負(fù)責(zé)將控制電路處理后的關(guān)于各光伏并網(wǎng)電站的 數(shù)據(jù)利用GPRS或GSM方式傳遞到互聯(lián)網(wǎng)上或者利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用 戶；同時，用戶可以利用短消息發(fā)送控制指令給控制電路對光伏并網(wǎng)電站中的 逆變器進行操作和設(shè)置。電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端與控制電路的數(shù)據(jù)輸入/輸出端相連，電力 線載波模塊的數(shù)據(jù)輸入端通過電力線與光伏并網(wǎng)電站中的并網(wǎng)逆變器逆變電 源輸出端相連。它是數(shù)據(jù)集中器采集光伏并網(wǎng)電站實時運行數(shù)據(jù)的工具。為了 實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中器通過電力線載波模塊采集各光伏并網(wǎng)電站的運行狀態(tài)，在光伏 并網(wǎng)電站中的每臺并網(wǎng)逆變器中也需要安裝一個電力線載波模塊。安裝在并網(wǎng) 逆變器中的電力線載波模塊將本逆變器的運行數(shù)據(jù)通過電力線傳輸出去，安裝 在數(shù)據(jù)集中器中的電力線載波模塊接收各逆變器中的電力線載波模塊傳輸?shù)?數(shù)據(jù)，并解析接收的數(shù)據(jù)，識別出不同光伏并網(wǎng)電站中并網(wǎng)逆變器的運行數(shù)據(jù)， 傳輸給數(shù)據(jù)集中器中的控制電路進行處理。電力線載波模塊是數(shù)據(jù)集中器和各 光伏并網(wǎng)電站之間進行通訊的硬件設(shè)施，數(shù)據(jù)集中器和各光伏并網(wǎng)電站之間是 通過電力線、采用廣播發(fā)送方式傳遞信息的。所述電源電路主要是為整個光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器提供工作電源。電源 電路的電源輸入端與交流220V電網(wǎng)電源線相連， 一方面為整個數(shù)據(jù)集中器供 電，另一方面也是電力線載波信號的傳輸路徑。電源電路的輸出端輸出功率為 10W直流+5V電壓，為控制電路和無線模塊、電力線載波模塊供電。圖2為本實用新型數(shù)據(jù)集中器應(yīng)用狀態(tài)電器連接關(guān)系圖。如圖所示，數(shù)據(jù) 集中器通過電力線載波模塊、電力線與分散在各光伏并網(wǎng)電站中的并網(wǎng)逆變器 相連，采集各個光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)集中器對采集的數(shù)據(jù)處理后， 通過無線傳輸模塊，利用互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心，以及 接收監(jiān)控中心發(fā)送的控制指令；同時，借助顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運行 情況。如圖l所示，數(shù)據(jù)集中器中的控制電路是以單片機為核心設(shè)計的控制電 路，主要負(fù)責(zé)向各光伏并網(wǎng)電站發(fā)送各種指令，收集各光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù) 據(jù)，存儲、分析后加以處理，同時將處理過的部分?jǐn)?shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送到監(jiān)控中心并通過LED顯示屏對外顯示。圖3為本實用新型控制電路的具體電路圖。如圖所示，單片機UO (型號 LPC2119)的TXDO、 RXDO管腳(管腳19、 21)與無線通訊模塊J6的TXDO、 RXDO管腳(管腳16、 17)對應(yīng)相連。在本實甩新型的具體實施例中，采用 WAVECOM公司生產(chǎn)的型號為ME2406的無線通訊模塊。
單片機U0的TXD1、 RXD1管腳(管腳33， 34)經(jīng)過三態(tài)門芯片U13 (型 號74LS125) 、 MAX232芯片U5與RS232端子J2的第4， 5腳相連，RS232 端子J2的第4， 5腳與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出管腳2， 3相連。在本實用 新型的具體實施例中，釆用世紀(jì)源辰公司生產(chǎn)的型號為SJYC-B1的電力線載 波模塊。單片機U0的TXD1、 RXD1管腳(管腳33， 34)經(jīng)過三態(tài)門芯片U13 (型 號74LS125) 、 MAX232芯片U5與RS232端子J2的第1， 2腳相連，RS232 端子J2的第1， 2與殼體上的LED顯示屏接口相連。本實用新型的工作原理是通過電力線載波模塊收集含蓋范圍內(nèi)散落在各 處的光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)，加以分析整理之后， 一方面送到LED顯示屏 進行顯示；另一方面將整理好的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，作為 實時監(jiān)控信息和運行記錄，供監(jiān)控人員分析、查詢。本實用新型采用電力線載 波結(jié)合無線傳輸?shù)耐ㄓ嵎绞?，根?jù)電力線載波模塊的技術(shù)特點及使用要求設(shè)計 出一個主站統(tǒng)籌、各子站分工的通訊模式。以上所述是本實用新型的具體實施例及所運用的技術(shù)原理，任何基于本實 用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，其特征在于它由殼體、安裝在殼體內(nèi)的電源電路、控制電路、無線傳輸模塊、電力線載波模塊、以及設(shè)置在殼體表面上的LED顯示屏接口構(gòu)成；所述控制電路通過一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連，采集分散在不同地方的光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)；控制電路的另一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與無線傳輸模塊相連，將處理后的各光伏并網(wǎng)電站的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)/或無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心；控制電路的另一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與設(shè)置在殼體上的LED顯示屏接口相連，通過與之相連的顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，其特征在于-所述電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸入端通過電力線與光伏并網(wǎng)電站中的并網(wǎng)逆變 器逆變電源輸出端相連；該電力線載波模塊通過電力線、釆用廣播發(fā)送方式傳遞信息。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，其特征在于-所述控制電路是以單片機為核心設(shè)計的控制電路；單片機的TXD0、 RXD0管腳與無線通訊模塊的TXDO、 RXD0管腳對應(yīng)相連；單片機的TXD1、 RXD1管腳經(jīng)過三態(tài)門芯片、MAX232芯片、RS232端 子與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出管腳相連；單片機的TXD1、 RXD1管腳經(jīng)過三態(tài)門芯片、MAX232芯片、RS232端 子與殼體上的LED顯示屏接口相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，其特征在于 所述無線傳輸模塊通過GPRS或GSM方式進行數(shù)據(jù)的傳輸。
專利摘要本實用新型公開了一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，它主要由電源電路、控制電路、無線傳輸模塊、電力線載波模塊和LED顯示屏接口構(gòu)成?？刂齐娐返臄?shù)據(jù)輸入/輸出口與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連，采集分散在不同地方的光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)；控制電路的另一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與無線傳輸模塊相連，將處理后的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)/或無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心；控制電路的另一個數(shù)據(jù)輸入/輸出口與LED顯示屏接口相連，通過與之相連的顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運行數(shù)據(jù)。本實用新型的優(yōu)點是可以作到在無人值守光伏并網(wǎng)電站的情況下，對光伏并網(wǎng)電站進行遠程數(shù)據(jù)收集、實時監(jiān)控、事故報警，以保證光伏并網(wǎng)電站長期安全、穩(wěn)定的連續(xù)運行。
文檔編號H02J3/38GK201054505SQ200720149359
公開日2008年4月30日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者廖大方, 喆 張, 徐偉新, 鄒昭平 申請人:北京自動化技術(shù)研究院