光伏电站数字化监控系统技术方案

本实用新型专利技术主要涉及到一种光伏电站数字化监控系统。包括布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关，由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据，汇聚网关上传的目标数据的服务器，设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。该监控系统在光伏发电电站中实现各类电气数据的合理整合及处理的方案，不仅仅防止数据丢失和避免数据传递的过度延时，而且还能够通过数据精细化分析来识别出电站存在的故障源头。

Digital monitoring and control system of photovoltaic power station

The utility model mainly relates to a photovoltaic power station digital monitoring system. The node, which is used to collect target data in the photovoltaic power station, and the gateway of the node network, send the request from the gateway to the node to read the data and retrieve the target data from the node response, converge the server to the target data uploaded by the gateway, and set up the gateway and node that supports the conversion of the heterogeneous network communication protocol. Communicate with the server. The scheme of the reasonable integration and processing of all kinds of electrical data in the PV power station is not only to prevent data loss and avoid excessive delay of data transmission, but also to identify the source of fault in the power station through data refinement analysis.

【技术实现步骤摘要】
光伏电站数字化监控系统
本技术主要涉及到光伏发电
，确切地说，是涉及到在光伏发电电站中实现各类电气数据的合理整合及处理的方案，不仅仅防止数据丢失和避免数据传递的过度延时而且还能够通过数据精细化分析来识别出电站存在的故障源头。
技术介绍
在集中式或者分布式并网发电应用领域，大部分电站都是直接利用布局在光伏电站的各种电力电子设备实现电能从直流电到交流电的并网，从起始的光伏组件到末端的并网逆变器之间的设备缺乏有效的监控。整个完整的发电系统实质上还涉及到直流电被降压调制或升压调制的电压转换器以及直流汇流箱和光伏逆变器等。光伏电站除了功率转换主要线路上的电力设备外，还有诸多辅助性质的故障检测仪器仪表，典型的有直流母线绝缘状态检测仪和故障电弧监测仪，以及各类电流传感器以及电压传感器等，随着各类设备的分散而又数量众多的特点，光伏电站的运行维护也变得越来越严苛和困难，因为需要监测的数据量庞大而繁杂。更复杂的情况是，光伏电站的核心是光伏组件，当众多数量的光伏组件因为朝向不完全相同和一部分组件发生被遮挡的情况，甚至组件因为热斑效应而发生局部过热需要及时关断时，数据的计时传递变得非常重要，当前的电站监控系统大部分仅仅是满足数据量较小的汇流箱或光伏逆变器等，无法实现监控的需求。光伏电站监控的重要内容是后续的几个核心部分。数据云端储存可让所有的数据具有较高的安全性并降低对数据管理的成本，可随时随地的查看、追溯数据信息。可以根据业务流程需求动态调整数据内容。及时消息发布，完全实现无纸化远程办公。通过监控系统建立完整和科学的运维体系和有效地减少运维的人工，增加自动化数据管理藉此大幅度提升运维效率并降低人员成本。聚焦数据管理理念，促进电站发电效率最大化。规范运行管理流程加强安全监控，实现经济效益和社会效益的最优化。稳定可靠的数据风险控制体系和健全的故障处置机制，规避数据泄漏和电站运行风险。电站发电主线的线上监控和线下的运维无缝融合，提高现场监控能力和安全预防水平。依据当前分布式能源发展的规模和趋势特点，监控系统应当迎合分布式电站在资产增值方面的期望，充分利用光伏的云平台管理工具对电站进行数据管理和提供金融服务，建立完善的收益数据模型，将电力设备的发电效率和电站的金融收益属性等数据充分利用PC端、移动端进行监控和计算，让电站业主认识和了解到电站的真实发电量和并网收益，这对于电站选择最佳的光伏组件厂商及配套的发电电力设备厂商是十分有益的考察对象。
技术实现思路
在本申请的一个可选但非必须的实施例中，披露了一种光伏电站数字化监控系统并且其主要包括了：布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关；由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据；汇聚网关上传的目标数据的服务器；设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：网关配置有至少用于执行通信任务的第一处理器和配置有至少用于执行通讯协议转换的第二处理器。执行通信任务：也即实现网关在通信阶段产生的数据收发通信。执行通讯协议转换：也即实现不同通信协议之间的转换。协议转换是一种映射本质上就是把某种第一类协议的收发信息或事件序列映射为另一第二类协议的收发信息序列。需要映射的信息为预定的数据信息。因此总体而言可以认为所谓的协议转换基本上可以定义为两个不同协议的预定数据信息之间的映射。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：网关与节点之间的通信至少包括使用电力线载波通信、RS-485通信、LORA无线通信以及CAN总线通信当中的一种或多种。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：网关与服务器之间的通信至少包括使用基于RJ-45接口的通信、基于3G/4G的移动通信以及基于Wi-Fi的无线通信当中的一种或多种。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：网关还提供基于USB通讯协议的接口以实现从网关直接读取目标数据。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：还包括通过互联网访问所述服务器上的目标数据的终端。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：所述终端包括装载有至少用于展示目标数据的数据监管平台的计算机。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：所述终端包括安装有至少用于展示目标数据的APP应用的移动端。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：所述终端包括安装有至少用于展示目标数据的一微信小程序应用的移动端。上述的光伏电站数字化监控系统，其中：所述终端包括通过WEB访问和展示目标数据的计算机或移动端。在本申请的一个可选但非必须的实施例中，披露了一种光伏电站数字化监控系统并且其主要包括了：布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关；由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据；汇聚网关上传的目标数据的服务器，服务器较佳的采用云端服务器；设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。采用所谓支持异构网络间通讯协议转换的网关是因为，计算机网络技术建立了大量的多种多样的网络体系但同时也造成各种网络之间实现互连互通存在着较大的困难，要把大量已存在的非统一化体系的网络都改造成统一化的网络，必须采用业界认可的标准协议，但这几乎不可能实现而且随着网络技术的不断发展，在进行标准化的同时网络随时会产生多样化，虽然业界对于网络协议趋同的追求从未停止过，但是多样化的网络通信使得考虑异构网络的互连通信大概是永远不可避免的，在这个基础上本申请提出带有协议转换器的网关。附图说明为使上文目的和特征及优点能够更加通俗易懂，后文结合附图对具体实施方式做详细的阐释，阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本申请的特征和优势将显而易见。图1是本申请涉及的光伏电站数字化监控系统应用到电站的整体架构。图2是光伏电站数字化监控系统从采集数据到上传数据的大致流程图。具体实施方式下面将结合各实施例，对本技术的方案进行清楚完整的阐述，所描述的实施例仅是本技术用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例，基于该等实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本技术的保护范围。在光伏发电领域，光伏组件或光伏电池是发电的核心构成部件，太阳能电池板在主流技术的方向分为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池等，大型的集中式光伏电站采用的电池组件的数量庞大，小型的分布式户用型小型电站采用的电池组件的数量相对较少。硅电池在本领域要求的使用年限一般高达二十多年的寿命，对电池板的长期性和持久性监测是必不可少的。内部和外部因素都会导致组件的发电效率降低，如光伏组件自身之间的制造差异或安装差异或阴影遮挡或最大功率追踪适配等因素都会引起效率低下。以典型的阴影遮挡为例，如果部分光伏组件被云朵或建筑物或树影或污垢等类似情况遮挡后，这部分组件就会由电源变成负载而不再产生电能，光伏组件在发生热斑效应严重的地方局部温度可能较高，甚至超过150℃，导致局部区域烧毁或形成暗斑、焊点融化甚至封装材料老化、炸裂、腐蚀等永久性破坏，给光伏组件的长期安全性和可靠性造成极大地的隐患。行业亟待解决的问题就是：实时观察每一块光伏电池板的工作状态，对电池的过温、过压、过流和输出端短接等异常情况进行预警。本申请的目标之一就是通过合理布局的通信手段将光伏组件等部件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电站数字化监控系统，其特征在于，包括：布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关；由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据；汇聚网关上传的目标数据的服务器；设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站数字化监控系统，其特征在于，包括：布置在光伏电站中用于采集目标数据的节点以及和节点组网的网关；由网关向节点发送读取数据的请求并撷取来自节点响应的目标数据；汇聚网关上传的目标数据的服务器；设置支持异构网络间通讯协议转换的网关与节点及服务器执行通信。2.根据权利要求1所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：网关配置有至少用于执行通信任务的第一处理器和配置有至少用于执行通讯协议转换的第二处理器。3.根据权利要求1所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：网关与节点之间的通信至少包括使用电力线载波通信、RS-485通信、LORA无线通信以及CAN总线通信当中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的光伏电站数字化监控系统，其特征在于：网关与服务器之间的通信至少包括使用基于RJ-45接口的通信、基于3G/4G的移动通信以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永，王金飞，
申请(专利权)人：丰郅上海新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31