[发明专利]一种光伏发电单元监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电单元监测系统。

背景技术

我国光伏产业迅猛发展，对增加我国能源供应、调整能源结构和保护生态环境起到了积极作用，由于受到气象的特殊因素的影响，光伏项目多在西北及沿海等自然条件相对恶劣的地方，且发电站的分布比较分散，而办公管理的场所距离设备现场较远，一般最少有几公里远，远距离的办公造成了对设备管理及操作的不便。

在光伏电场中，每个光伏阵列都会配置一台箱式变压器和两台逆变器与多台汇流箱，而光伏阵列配的箱式变压器的运行中会有很多导致故障的因素，所以为了提高箱式变压器工作的稳定性和安全性，每个箱式变压器都会配置一台智能监控单元，对这些可能导致故障的因素进行监控和保护，由于和箱式变压器集中控制系统的不集成化，且每个仪器仪表的功能相对单一，特别是各装置间的相互通讯比较繁琐，直接影响了整个箱式变压器系统运行的可靠性，增加了工作人员的实时监控和管理的难度。

发明内容

本发明提供了一种光伏发电单元中箱式变压器监控单元和通信管理模块与光电转换模块三合为一，完成对整个箱式变压器保护功能的实现，同时也对光伏陈列的其它设备如逆变器和汇流箱通信和管理，以减少光伏电站的设备数量，减少现场工作人员的维护难度，提高光伏电场运行的可靠性。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：包括信号采集器、信号处理模块、控制系统、通讯模块、服务器，其特征在于：变压器上设有信号采集器，所述信号采集器的输出端与信号处理模块的输入端相连，所述信号处理模块的输出端与控制系统的输入端相连，所述控制系统的输出端通过通讯模块与服务器的输入端相连接。

本发明所述的信号采集器包括温度传感器、浸水传感器、电流传感器、电压传感器与开关量信号采集器，所述的电流传感器与电压传感器设于箱式变压器的低压侧，用于采集箱式变压器的低压侧的电压与电流变化量数据，所述的开关量信号采集器通过导线与箱式变压器的开关相连，用于采集箱式变压器的所有开关量状态信号，同时对逆变器种和汇流箱的各种信息采集和传输。

所述的通讯模块包括以太环网和ModBus RS485接口，将箱式变压器和逆变器的信息传送至光电转换模块再由光纤转送到后台服务器，并将所述服务器发出的控制命令发送给箱式变压器和逆变器。

所述的控制系统为嵌入式控制系统，控制系统设有外接电源用于供电

综上所述，本发明具有以下优点：

1、减少了光伏发电单元的设备数量，提高了箱式变压器及逆变器等设备的安全性、可稳定性，并通过远程终端采集到的相关信息实现对箱式变压器及逆变器等其它设备智能化管理，减少了现场管理控制人员的劳动强度，减少了运行成本。

2、本发明采用工业级触摸屏，使系统操作更简单。

3、本发明具有强大的的通信功能，通过完善的通讯接口，能把采集到的所有信息通过以太环网转换为光纤信号及时准确地上传到后台监控服务，从而简化了监控系统连线。

附图说明

图1是本发明的一实施例示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种光伏发电单元监测系统，包括信号采集器2、信号处理模块3、控制系统4、通讯模块5、服务器6，变压器1上设有五个信号采集器2，所述信号采集器2的输出端与信号处理模块3的输入端相连，所述信号处理模块3的输出端与控制系统4的输入端相连，所述控制系统4的输出端通过通讯模块5与服务器6的输入端相连接，控制系统4设有外接电源7用于供电，控制系统4为嵌入式控制系统，所述的所述信号采集器2包括温度传感器2.1、浸水传感器2.2、电流传感器2.3、电压传感器2.4与开关量信号采集器2.5；所述温度传感器2.1与浸水传感器2.2设于箱式变压器1中的电缆头或电缆沟处，用于采集其温度与浸水的相关数据，所述电流传感器2.3与电压传感器2.4设于箱式变压器1的低压侧，用于采集箱式变压器的低压侧的电压与电流变化量数据，所述开关量信号采集器2.5通过导线与箱式变压器1的开关相连，用于采集箱式变压器的所有开关的开或关的状态信号，所述通讯模块5包括光纤以太环网和ModBusRS485接口，将箱式变压器1的信息传送至所述服务器6，并将所述服务器6发出的控制命令通过光电转换模块11发送给箱式变压器1，同时服务器6也可对逆变器8和汇流箱10进行监控和管理。

本发明的工作原理是先通过信号采集器将箱式变压器需要监测的点如温度、浸水、电流、电流等数据采集后，通过信号处理模块接收并将其转变为嵌入式系统能够识别的信号，然后嵌入式控制系统对接收到的信号进行分析、处理，并判断处理后的数据是否超出设定范围，并将判定的结果通过通讯模块的光纤以太环网或者通过ModBusRS485接口将信号发送给后台监控服务器，来实现对整个箱式变压器进行全方位管理，并把这些信号量同时在人机接口服务器的面板上显示出来，当本终端控制系统判断箱式变压器存在异常情况时，一方面通过预先设定的逻辑控制箱式变压器的运行，另一方面把异常信息传送给用于后台监控的服务器，以供管理和工作人员判断并据此进行操作，或发出控制命令。