[发明专利]光伏电站无线智能监控系统及方法

说明书

本发明公开了光伏电站无线智能监控系统及方法；光伏电站无线智能监控系统，包括服务器层、网关层、中继器层和监控模块层，服务器层为顶层，监控模块层为底层，相邻层之间均进行双向通信；服务器层由若干服务器构成；网关层由若干网关构成；中继器层由若干中继模块构成；其特征在于：监控模块层由a1～am个分组序列构成，m≤65536；每个分组序列分为b1～bn个分组，n≤255的自然数；每个分组由i个智能监控模块构成；i≤183的自然数，每个中继器与同一个分组序列内的所有智能监控模块进行无线通信；中继器与网关之间进行无线通信；智能监控模块用于检测光伏组件的信息，与中继器进行无线通信，本发明能提高光伏电站电能的利用率具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及智能监控系统及方法,具体涉及光伏电站无线智能监控系统及方法。

背景技术

由于太阳能光伏发电具有无噪声，无污染，没有地域限制，分布广泛且取之不尽用之不竭的特点，因此太阳能光伏发电是一种具有可持续发展的可再生能源发电技术。据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。但是太阳能光伏电站占地面积广，光伏组件数量庞大，而传统光伏组件接线盒不具备报警和检测功能，目前的监控系统也只能检测到汇流箱，无法对单个组件进行监控和检测。光伏组件的维护和监测困难，因此为提高光伏电站的发电量、安全性、快速定位光伏电站组件故障的组件级智能监控系统是光伏电站智能监控系统发展的新方向。

现有的组件级监控采用电力载波通信的智能监控模块构成。模块的监控数据信息需借助电力线传输，每一个光伏串需要一个数据采集器，数据采集器收集的数据再通过现场通信线路(RS485)传输到服务器。该技术方案存在①发热严重：旁路开关时肖特基二极管，当光伏组件被遮光，肖特基二极管处于旁路状态时，接线盒的温度达到150℃以上；②安全性低：肖特基二极管反向耐压易随温度变化，高温时反向耐压只有二三十伏极易被反向击穿，除此，不具备关功能，当火灾等意外发生时存在高压维护困难。③损耗大：肖特基二极管的反向漏电流在高温下达10几毫安，电能损失大。④通信可靠性低：数据信息传输需借助电力线，当电力线出现故障时整个光伏串的数据都将丢失，通信效果容易受到电线负载的影响。⑤成本高：每一个组串都需要一个数据接收器，数据接收器与服务器之间需专门铺设通信线路。⑥码率低，电力线载波通信码率一般只有几Kbps。

现有的光伏组件监控还有的采用WIFI通信具备监测功能的智能监控模块构成。监控模块外挂于接线盒，监控模块的数据通过wifi传输。几十个wifi节点需对应一个数据采集器，数据采集器到控制中心采用现场有线通信线路。该技术方案成本高，数据采集器数量多，体积大，监控模块需外挂、功耗高、协议复杂等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供光伏电站无线智能监控系统及方法。

本发明的第一个技术方案是：光伏电站无线智能监控系统，包括服务器层、网关层、中继器层和监控模块层，服务器层为顶层，监控模块层为底层，相邻层之间均进行双向通信；服务器层由若干服务器构成；网关层由若干网关构成；中继器层由若干中继模块构成；

其特点是：监控模块层由a1～am个分组序列构成，m≤65536；即分组序列号≤65536；每个分组序列分为b1～bn个分组，n≤255的自然数；即分组号≤255；每个分组由i个智能监控模块构成；i≤183的自然数，即分组内序号≤183；每一个分组序列对应一个中继器，每个网关最多对应255个中继器；每个中继器与同一个分组序列内的所有智能监控模块进行无线通信；中继器与网关之间进行无线通信；每个网关最多与255个中继器进行无线通信；

智能监控模块用于检测光伏组件的信息，包括电压、电流、温度等，与中继器进行无线通信，根据指令关断光伏组件电压输出，旁路不能输出电量的光伏组件；