本實(shí)用新型涉及光伏監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)內(nèi)光伏電站的大規(guī)模建設(shè)，光伏發(fā)電在整個(gè)電力供應(yīng)中所占的比例逐漸增大，光伏電站的安全監(jiān)測(cè)也逐漸得到運(yùn)營(yíng)企業(yè)的重視。目前光伏生產(chǎn)區(qū)域的監(jiān)控主要依靠匯流箱監(jiān)控和箱變測(cè)控來(lái)完成。光伏生產(chǎn)區(qū)域由眾多的光伏組件組成，區(qū)域?qū)拸V，因此，智能設(shè)備之間可靠的通信是光伏電站生產(chǎn)區(qū)域監(jiān)控需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

當(dāng)前主流的箱變測(cè)控裝置與監(jiān)控后臺(tái)之間的通信依靠箱變通信管理機(jī)的以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，但匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機(jī)之間的通信一般都是采用RS485或者無(wú)線(xiàn)通信進(jìn)行的。光伏電站的主要設(shè)備之一是逆變器，逆變器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，對(duì)電網(wǎng)和空間會(huì)產(chǎn)生極大的電磁污染，嚴(yán)重影響RS485和無(wú)線(xiàn)通信，為準(zhǔn)確可靠的監(jiān)控帶來(lái)通信上的風(fēng)險(xiǎn)。另外光伏電站生產(chǎn)區(qū)域在建設(shè)時(shí)因范圍大而往往沒(méi)有統(tǒng)一的地網(wǎng)，避雷措施也不完善，這也給通信帶來(lái)了大的隱患，往往在雷電日會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)失聯(lián)。

鑒于上述情況，迫切需要研發(fā)出一種解決上述問(wèn)題的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于解決光伏生產(chǎn)區(qū)域匯流箱監(jiān)控器的通信問(wèn)題，提出一種基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用光纖進(jìn)行通信，可有效避免其他電力設(shè)備的電磁干擾，防止雷擊損壞電子器件，環(huán)網(wǎng)的配置還可作為通信信道冗余，提高可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括匯流箱監(jiān)控器和箱變通信管理機(jī)，所述匯流箱監(jiān)控器包括多個(gè)，各安裝于室外的匯流箱內(nèi)，用于采集進(jìn)入各自匯流箱的組串電流、并聯(lián)電壓和環(huán)境溫濕度信息；所述箱變通信管理機(jī)安裝于室外的箱變內(nèi)，用于采集匯流箱監(jiān)控器的信息，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換；其中，所述匯流箱監(jiān)控器和所述箱變通信管理機(jī)各包括第一光纖模塊和第二光纖模塊，所述第一光纖模塊和第二光纖模塊通過(guò)光纖將各匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機(jī)首尾相連，以使各匯流箱監(jiān)控器具有兩條通信回路與箱變通信管理機(jī)相連。

進(jìn)一步地，所述匯流箱監(jiān)控器還包括：電流互感器，電壓互感器，溫濕度傳感器，ADC芯片，CPU芯片，開(kāi)入光耦，顯示器，鍵盤(pán)和光伏電源，

所述電流互感器、電壓互感器和溫濕度傳感器分別與ADC芯片相連，用于將光伏組件的電流、電壓及環(huán)境溫濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合ADC芯片讀取的弱電壓信號(hào)；

所述ADC芯片與所述CPU芯片相連，用于將ADC芯片讀取的弱電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送至所述CPU芯片；

所述CPU芯片與開(kāi)入光耦、鍵盤(pán)和顯示器相連，用于讀取ADC芯片、開(kāi)入光耦和鍵盤(pán)的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)顯示器顯示，通過(guò)第一光纖模塊和第二光纖模塊對(duì)外傳輸；

所述光伏電源，用于向監(jiān)控器供電。

進(jìn)一步地，所述匯流箱監(jiān)控器中的第一光纖模塊通過(guò)光纖與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機(jī)中的第二光纖模塊相連，所述箱變通信管理機(jī)中的第一光纖模塊與鄰近的光伏功率優(yōu)化器中的第二光纖模塊相連。

進(jìn)一步地，所述匯流箱監(jiān)控器中的第一光纖模塊通過(guò)光纖與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機(jī)中的第一光纖模塊相連，所述匯流箱監(jiān)控器中的第二光纖模塊通過(guò)光纖與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機(jī)中的第二光纖模塊相連。

本實(shí)用新型提出的基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)，所達(dá)到的有益效果如下：

1、光纖通信不會(huì)收到其他電力設(shè)備的電磁干擾；

2、雷擊通信線(xiàn)路時(shí)，過(guò)電壓不會(huì)沿光纖傳輸至弱電設(shè)備；

3、通信速率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的RS485通信或無(wú)線(xiàn)通信；

4、環(huán)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可避免某一通信線(xiàn)路的損壞不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備失聯(lián)；

5、光纖通信實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間的電氣隔離，單一設(shè)備的損壞不會(huì)影響其他設(shè)備的通信。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本實(shí)用新型另一種基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-電流互感器，2-電壓互感器，3-溫濕度傳感器，4-ADC芯片，5-CPU芯片，6-開(kāi)入光耦，7-鍵盤(pán)，8-顯示器，9-光伏電源，10-匯流箱監(jiān)控器，11-匯流箱監(jiān)控器，12-匯流箱監(jiān)控器，13-匯流箱監(jiān)控器，14-匯流箱監(jiān)控器，15-箱變通信管理機(jī)，16第一光纖模塊，17-第二光纖模塊，18-光纖，19-光纖，20-光纖，21-光纖，22-光纖，23-光纖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，并使本實(shí)用新型實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控器的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，本實(shí)施例中的匯流箱監(jiān)控器包括電流互感器1、電壓互感器2、溫濕度傳感器3、ADC芯片4、CPU芯片5、開(kāi)入光耦6、顯示器7、鍵盤(pán)8、光伏電源9、第一光纖模塊16和第二光纖模塊17。

電流互感器1、電壓互感器2、溫濕度傳感器3分別與ADC芯片4相連接負(fù)責(zé)將光伏組件的電流、電壓及環(huán)境溫濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合ADC芯片4讀取的弱電壓信號(hào)。

ADC芯片4與CPU芯片5相連，負(fù)責(zé)將ADC芯片4讀取的弱電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送至所述CPU芯片5。

開(kāi)入光耦6、顯示器7、鍵盤(pán)8、第一光纖模塊16和第二光纖模塊17分別與CPU芯片5相連，CPU芯片5負(fù)責(zé)讀取ADC芯片4、開(kāi)入光耦6和鍵盤(pán)8的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)顯示器7顯示，通過(guò)第一光纖模塊16和第二光纖模塊17對(duì)外傳輸。

光伏電源9主要用來(lái)向監(jiān)控器供電。

圖2是本實(shí)用新型基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖2所示，本實(shí)用新型基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)包括匯流箱監(jiān)控器和箱變通信管理機(jī)。匯流箱監(jiān)控器包括多個(gè)，本實(shí)施例中包括4個(gè)，分別為匯流箱監(jiān)控器11、匯流箱監(jiān)控器12、匯流箱監(jiān)控器13和匯流箱監(jiān)控器14，各安裝于室外的匯流箱內(nèi)，負(fù)責(zé)采集進(jìn)入各自匯流箱的組串電流、并聯(lián)電壓和環(huán)境溫濕度信息。箱變通信管理機(jī)15安裝于室外的箱變內(nèi)，負(fù)責(zé)采集匯流箱監(jiān)控器的信息，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換。其中，匯流箱監(jiān)控器11、12、13、14和箱變通信管理機(jī)15各包括第一光纖模塊16和第二光纖模塊17，第一光纖模塊16和第二光纖模塊17用來(lái)組成光纖環(huán)網(wǎng)。第一光纖模塊16和第二光纖模塊17通過(guò)光纖將各匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機(jī)首尾相連，使各匯流箱監(jiān)控器具有兩條通信回路與箱變通信管理機(jī)相連。

具體地，本實(shí)施例中的匯流箱監(jiān)控器中的第一光纖模塊16通過(guò)光纖17、18、19、21與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機(jī)中的第二光纖模塊17相連。箱變通信管理機(jī)中的第一光纖模塊16通過(guò)光纖20與鄰近的光伏功率優(yōu)化器中的第二光纖模塊17相連。

正常通信時(shí)，與箱變通信管理機(jī)15中第二光纖模塊17相連的匯流箱監(jiān)控器14的數(shù)據(jù)從其內(nèi)部的第二光纖模塊17往外發(fā)送，其他匯流箱監(jiān)控器11、12、13將各自?xún)?nèi)部的第一光纖模塊16接收到的下級(jí)數(shù)據(jù)加上本機(jī)數(shù)據(jù)一起由各自?xún)?nèi)部的第二光纖模塊17發(fā)出。當(dāng)某處光纖異常時(shí)，例如光纖18損壞，匯流箱監(jiān)控器11、12檢測(cè)到損壞之后，匯流箱監(jiān)控器11將本機(jī)數(shù)據(jù)從其內(nèi)部連接完好的第一光纖模塊16往外發(fā)送，匯流箱監(jiān)控器12將本機(jī)數(shù)據(jù)從其內(nèi)部連接完好的第二光纖模塊17往外發(fā)送；此時(shí)，匯流箱監(jiān)控器11通過(guò)匯流箱監(jiān)控器14與箱變通信管理機(jī)15相連，匯流箱監(jiān)控器12通過(guò)匯流箱監(jiān)控器13與箱變通信管理機(jī)15相連，所有匯流箱監(jiān)控器的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

圖3是本實(shí)用新型另一種基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖3所示，本實(shí)用新型基于光纖環(huán)網(wǎng)的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)包括匯流箱監(jiān)控器和箱變通信管理機(jī)。匯流箱監(jiān)控器包括多個(gè)，本實(shí)施例中包括5個(gè)，分別為匯流箱監(jiān)控器10、匯流箱監(jiān)控器11、匯流箱監(jiān)控器12、匯流箱監(jiān)控器13和匯流箱監(jiān)控器14，各安裝于室外的匯流箱內(nèi)，負(fù)責(zé)采集進(jìn)入各自匯流箱的組串電流、并聯(lián)電壓和環(huán)境溫濕度信息。箱變通信管理機(jī)16安裝于室外的箱變內(nèi)，負(fù)責(zé)采集匯流箱監(jiān)控器的信息，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換。其中，匯流箱監(jiān)控器10、11、12、13、14和箱變通信管理機(jī)15各包括第一光纖模塊16和第二光纖模塊17，第一光纖模塊16和第二光纖模塊17用來(lái)組成光纖環(huán)網(wǎng)。第一光纖模塊16和第二光纖模塊17通過(guò)光纖將各匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機(jī)首尾相連，使每個(gè)匯流箱監(jiān)控器具有兩條通信回路與箱變通信管理機(jī)相連。

具體地，本實(shí)施例中的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機(jī)中的第一光纖模塊16通過(guò)光纖19、21、23與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機(jī)中的第一光纖模塊16相連，匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機(jī)中的第二光纖模塊17通過(guò)光纖18、20、22與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機(jī)中的第二光纖模塊17相連。

當(dāng)某處光纖異常時(shí)，例如光纖18損壞，匯流箱監(jiān)控器10、11檢測(cè)到損壞之后，匯流箱監(jiān)控器10將本機(jī)數(shù)據(jù)從其內(nèi)部連接完好的第一光纖模塊16往外發(fā)送，匯流箱監(jiān)控器11將本機(jī)數(shù)據(jù)從其內(nèi)部連接完好的第一光纖模塊16往外發(fā)送；此時(shí)，匯流箱監(jiān)控器10通過(guò)匯流箱監(jiān)控器13、14與箱變通信管理機(jī)15相連，匯流箱監(jiān)控器11通過(guò)匯流箱監(jiān)控器12與箱變通信管理機(jī)15相連，所有匯流箱監(jiān)控器的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

綜上所述，本實(shí)用新型采用光纖進(jìn)行通信，可解決光伏生產(chǎn)區(qū)域匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機(jī)之間的通信問(wèn)題，也可有效避免其他電力設(shè)備的電磁干擾，防止雷擊損壞電子器件，環(huán)網(wǎng)的配置還可作為通信信道冗余，提高可靠性。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。