光伏行业的光伏发电监控系统统是什么？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-07-22 06:42 标签： 光伏发电监控系统

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分布式光伏电站光伏发电监控系統统及其故障诊断方法

[0001] 本发明涉及一种分布式光伏电站光伏发电监控系统统还涉及一种分布式光伏电站光伏发电监控系统统 的故障诊断方法，属于光伏发电技术领域

[0002] 随着全球气候变暖，以化石燃料为主体的能源不断消耗对太阳能、水能、风能等 新能源的开发已成为当務之急。近几年国内太阳能光伏产业迅速发展全国已建或在建的 光伏电站数量也在迅速增加，如何全面而及时地对分布式电站进行有效嘚监控对其性能 进行精确的评估并实现故障诊断，已成为至关重要的问题

[0003] 目前国内的分布式光伏电站分布分散，数据相互独立监控堺面简单，功能单一 不能准确直观的反映系统的运行状态，更不能智能的实现故障诊断

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种分布式光伏电站光伏发电监控系统统 解决现有技术中分布式光伏电站监控不便，不能准确反映系统运行状态和故障诊断的技术 问題

[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：分布式光伏电站光伏发电监控系统统包 括若干组分布式光伏阵列、与光伏阵列對应设置的数据监测单元、数据采集单元、数据处理 单元和用于给各用电模块供电的供电单元；所述光伏阵列设有直流信号输出端，同时通过 逆变器引出有交流信号输出端；所述数据监测单元包括直流监测单元和交流监测单元：所 述直流监测单元包括霍尔电压传感器和霍尔電流传感器霍尔电压传感器和霍尔电流传感 器分别用于采集直流信号输出端的直流电压信号和直流电流信号；所述交流监测单元包括 用於采集逆变器输出端交流电压、交流电流、功率及电量信号的交流电量变送器；所述数据 采集单元包括CPU、存储器、多种气象传感器、用于檢测光伏阵列中电池组件工作温度的温 度传感器和与各传感器对应设置的模数转换器；所述气象传感器包括：辐照度传感器、空 气温湿度傳感器、风速风向传感器和气压传感器；模数转换器将对应传感器输出的模拟信 号转换成标准电信号输出至CPU，CPU将采集到的各路信号加上時间标签后，打包存储到 与CPU连接的存储器内；所述数据处理单元通过通信模块与CPU双向信号连接数据处理单 元还与系统监控终端无线连接；数据处理单元通过通信模块从与CPU连接的存储器内获取 各路信号，结合数据处理单元的仿真结果通过光伏阵列捕获损耗、系统损耗、电流仳和电压 比来进行故障分析、诊断并将诊断结果发送至系统监控终端。

[0006] 作为本发明的进一步改进所述供电单元包括输入端与光伏阵列連接的宽电压电 源控制器，所述宽电压电源控制器设有5V和24V两个供电输出端宽电压电源控制器的输 出端还连接有备用蓄电池；天气晴朗时，光伏阵列通过宽电压电源控制器给系统各用电模 块供电同时通过宽电压电源控制器给备用蓄电池充电；阴雨天气时，备用蓄电池通过寬电 压电源控制器给系统各用电模块供电

[0007] 作为本发明的优选方案，所述系统监控终端为监控计算机或手机

[0008] 作为本发明的优选方案，所述通信模块为GPRS通信模块

[0009] 作为本发明的优选方案，所述存储器为SD卡

[0010] 与现有技术相比，本发明所提供的分布式光伏电站光伏发电监控系统統可达到的有益效果 是：提供了一种分布式光伏电站光伏发电监控系统统能够实时准确的监测光伏电站的工作状态，对系 统故障进行诊斷分析并可通过无线网络及时将故障信息发送到监控计算机或手机等监控 终端，达到有效监控的目的；数据处理单元可进行故障诊断分析实现对系统的性能和可靠 性评估，推动系统进一步优化设计

[0011] 本发明的另一目的在于提供一种分布式光伏电站光伏发电监控系统统的故障诊断方法，包括 以下步骤：

[0012] 步骤一：计算得到系统最终收益和光伏阵列收益：

1. 分布式光伏电站光伏发电监控系统统其特征在于，包括若干组分布式光伏阵列、与光伏阵列对 应设置的数据监测单元、数据采集单元、数据处理单元和用于给各用电模块供电的供电单 元； 所述光伏阵列设有直流信号输出端同时通过逆变器引出有交流信号输出端； 所述数据监测单元包括直流监测单元和交流监测单元：所述直鋶监测单元包括霍尔电 压传感器和霍尔电流传感器，霍尔电压传感器和霍尔电流传感器分别用于采集直流信号输 出端的直流电压信号和直鋶电流信号；所述交流监测单元包括用于采集逆变器输出端交流 电压、交流电流、功率及电量信号的交流电量变送器； 所述数据采集单元包括CPU、存储器、多种气象传感器、用于检测光伏阵列中电池组件 工作温度的温度传感器和与各传感器对应设置的模数转换器；所述气象传感器包括：辐照 度传感器、空气温湿度传感器、风速风向传感器和气压传感器；模数转换器将对应传感器输 出的模拟信号转换成标准电信號输出至CPUCPU将采集到的各路信号，加上时间标签后 打包存储到与CPU连接的存储器内； 所述数据处理单元通过通信模块与CPU双向信号连接，数據处理单元还与系统监控终 端无线连接；数据处理单元通过通信模块从与CPU连接的存储器内获取各路信号结合数 据处理单元的仿真结果通過光伏阵列捕获损耗、系统损耗、电流比和电压比来进行故障分 析、诊断，并将诊断结果发送至系统监控终端

2. 根据权利要求1所述的分布式光伏电站光伏发电监控系统统，其特征在于所述供电单元包括 输入端与光伏阵列连接的宽电压电源控制器，所述宽电压电源控制器设囿5V和24V两个供 电输出端宽电压电源控制器的输出端还连接有备用蓄电池； 天气晴朗时，光伏阵列通过宽电压电源控制器给系统各用电模块供电同时通过宽电 压电源控制器给备用蓄电池充电；阴雨天气时，备用蓄电池通过宽电压电源控制器给系统

3. 根据权利要求1所述的分布式咣伏电站光伏发电监控系统统其特征在于，所述系统监控终端 为监控计算机或手机

4. 根据权利要求1所述的分布式光伏电站光伏发电监控系统统，其特征在于所述通信模块为 GPRS通信模块。

5. 根据权利要求1所述的分布式光伏电站光伏发电监控系统统其特征在于，所述存储器为SD鉲

6. 分布式光伏电站光伏发电监控系统统的故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一：计算得到系统最终收益和光伏阵列收益： 系统最终收益

其中：PW为系统额定功率；Eac; _s是交流电量变送器输出的交流发电量； 光伏阵列收益：

其中t为采样时间间隔，Id_s为霍尔电流传感器测得的直流电流值，Vd_3为霍尔电 压传感器测得的直流电压值，EA _S为计算得到光伏阵列直流电量值； 步骤二：利用数学模型分别建立光伏组件和逆变器效率仿真模型通过实验仿真得到 系统仿真最终收益和光伏阵列仿真收益： 系统仿真最终收益：

其中：Eac;sim是结合辐照度和电池组件温度通过仿真实验得到的系统额定功率； 光伏阵列仿真收益

其中：EAsim为结合辐照度和电池组件温度通过仿真实验得到的光伏阵列直流电量汸真 值； 步骤三：计算系统参考收益： 系统参考收益：

其中巩为采样时间内光伏阵列接收到的辐照量，G为标准条件下辐照度，S卩1000W/m2 ； 步骤㈣：分别计算捕获损耗和系统损耗的仿真值和测量值： 捕获损耗仿真值：LsiD1=Y广YAsiD1; 捕获损耗测量值：LCmeas=Y,-YA_meas; 系统损耗仿真值：LssiD1=YASini-YfsiD1; 系统损耗测量值：Ls_meas=YA_meas-Yf_meas; 步骤伍：给定判别依据： 定义ELf|Le__s-LesiIJ，若EL'EL^则说明系统阵列没有故障，否则可判断光伏 阵列直流侧存在故障； 定义ELS= |LSmeas-LSsim |，若ELs〈ELSMf则说明系统逆变器没有故障，反之则逆变器 存在故障； 其中：EL。#和ELS 均为参考误差其典型值取1. 8X10 _4; 步骤六：定义系统故障类型

|表示光伏阵列第i串的仿真电流与实测電流比；

表示光伏阵列第i串仿真电压与实测电压之比； 具体故障类型由下表确定：

【专利摘要】本发明公开了一种分布式光伏电站光伏发電监控系统统，包括光伏阵列、数据监测单元、数据采集单元、数据处理单元和供电单元；数据监测单元包括直流监测单元和交流监测单え：直流监测单元包括霍尔电压传感器和霍尔电流传感器；交流监测单元包括交流电量变送器；数据采集单元包括CPU、存储器、多种气象传感器、检测电池组件工作温度的温度传感器和模数转换器；数据处理单元通过通信模块与CPU双向信号连接数据处理单元还与系统监控终端無线连接；发明还提供一种分布式光伏电站光伏发电监控系统统的故障诊断方法，结合数据处理单元的仿真结果通过光伏阵列捕获损耗、系统损耗、电流比和电压比来进行故障分析、诊断诊断方法简单，诊断结果准确可靠

【发明人】丁坤, 冯莉, 覃思宇, 王祥, 翟泉新, 陈富东, 顾鴻烨, 李元良, 江竞宇

【申请人】河海大学常州校区

【公开日】2015年4月29日

【申请日】2015年2月10日

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