[发明专利]太阳能电站集散控制系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电站，具体涉及自动化控制系统的设计方法。

背景技术

随着计算机技术、现场总线技术、网络通信技术的发展，以及太阳能电站对控制系统的实时性、信息化、智能化、标准化、开放性要求的提高，要求太阳能电站控制系统具有工作可靠、速度快、通用性、配置灵活、维护方便和价格低廉等特性。

目前，大型甚至巨型太阳能发电站系统建立以后，由于系统由许多个单元太阳能电池板组成，管理和维修给管理人员带来许多的不便，排查故障的时候十分麻烦。不能快速查处故障的具体位置，也没有相应的报警提醒装置，从而导致整个系统的寿命降低。在解决这一难题的基础上研发了太阳能电站集散控制系统。

发明内容

为了解决对太阳能电站实施自动化控制，我们提出了太阳能电站控制系统。太阳能电站集散控制系统是一种集中管理和分散控制系统，是融合了计算机技术、现场总线技术和网络通信技术为一体的高级控制系统，系统的管理、控制、数据采集等功能分散在系统的不同计算机中。

一种太阳能电站集散控制系统，由现场控制级、集中操作监视级和综合信息管理级构成，现场控制级包括：太阳能输入系统，并网逆变器系统和电力输出系统；集中操作监视级包括：数据采集系统，数据通讯系统，数据存储系统，数据监控系统，数据显示系统，操作站；综合信息管理级包括：管理计算机系统。

进一步，所述的太阳能输入系统包括太阳能电池板、跟踪器和汇流箱，每个单元汇流箱、单元太阳能电池板回路上的通信均有地址，汇流箱中的继电器均设置有传感器用来采集数据。

进一步，所述的控制信号通过网络在整个系统中传输。

进一步，所述的计算机设置管理中心集中在办公室或者操作室。

进一步，所述的数据采集系统采集到的数据，通过网络传输到计算机上，并且通过现实设备展示太阳能发电站发电量的多少、太阳能电站整个系统的工作状态。

进一步，所述的太阳能输入系统中的汇流箱，当太阳光微弱的时候，通过汇流箱内的串并联的切换，关闭一部分的并网逆变器，串联的太阳能组件个数增加，使单元组件的电压升高，逆变器的输入端口能正常工作；并将通过传感器采集到的数据传输到微处理器，在计算机的显示器上显示。

进一步，在计算机上显示的数据，是经过微处理器的分析和控制得到的，由采集到环境的因素，控制太阳能组件的串并数，逆变器工作的个数，同时还具备自我保护系统。

进一步，所述的汇流箱内串并联切换，具体为：当一路太阳能电池板电压小于0.25×峰值工作电压Upm时，汇流箱中四路串联，一路总输出；当一路太阳能电池板电压为(0.25-0.5)×峰值工作电压Upm时，两路串联，两路总输出；当一路太阳能电池板电压为(0.5-1)×峰值工作电压Upm时，不串联，四路输出。

太阳能电站集散控制系统中的太阳能组件方阵都采用了太阳能自动跟踪系统，此系统能提高太阳能电站8％的光照利用率，除去本身的自耗电以外，还可以增加3％。控制系统中的一级汇流和二级汇流的自动串并联装置比不采用此系统的电站发电量提高5％，由于继电器本身只是线圈，而且耗电量相当的小。统计的结果表明，太阳能集散控制系统除了控制电站的正常工作外，还可以提高电站的利用率，大大增加了发电量。

附图说明

图1太阳能电站集散控制系统原理框图

图2太阳能输入系统原理框图

图3一级汇流和二级汇流的数据读取步骤

图4一级汇流和二级汇流的控制步骤

图5太阳能跟踪支架

图6跟踪器程序运行流程

图7汇流箱继电器工作原理电路图

具体实施方式

太阳能电站集散控制系统。见图1，它由现场控制级、集中操作监视级和综合信息管理级构成。现场控制级包括：太阳能输入系统101、并网逆变器系统102和电力输出系统103；集中操作监视级包括：数据采集系统104、数据通讯系统105、数据存储系统106、数据监控系统111、大屏幕显示器107、工程师操作站108和操作员操作站109；综合信息管理级包括：管理计算机112。