一种分布式光伏电站信息采集与监控的装置，涉及光伏电站的技术领域，其结构为：主要由硬件系统和软件系统构成；硬件系统基于32位ARM9微处理器的工业级嵌入式核心板实现，由核心板、电源管理单元、时钟管理单元、存储单元、液晶显示单元和外设接口单元组；软件系统分为系统支撑层、业务支撑层和应用层，信息通过下行数据采集模块采集，经过数据统计管理模块处理，再通过数据上传通讯模块的数据上传及监控信息传送完成信息采集与监控。本发明专利技术的有益效果在于：采用适用于分布式光伏电站全站数据监测的数据时效性检验技术、数据完整性检查技术、以及数据自修复技术，确保采集的数据具有时效性，完整性和准确性。
A distributed information acquisition and monitoring device for photovoltaic power station
【技术实现步骤摘要】
一种分布式光伏电站信息采集与监控的装置
本专利技术涉及光伏电站的
，特别是涉及一种分布式光伏电站信息采集与监控的装置。
技术介绍
为推进能源生产和消费革命，倡导清洁低碳、安全高效能源体系，建设魅力中国的总体战略部署，国家出台了一系列政策鼓励和支持分布式能源发展，对分布式能源并网系列标准将分别发布，我国的分布式能源起步较晚，分布式能源项目多数由于电力并网、效益或技术等问题处于停顿状态。目前大部分分布式光伏电站没有有效通讯能力和远程监测管理能力，少部分电站配备光伏信息采集装置，但也只能采集逆变器等少数几个设备的少量信息，无法满足电力自动化管理的需要。由于光伏监测数据具有数量大，种类多，数据结构复杂等特征，传统的光伏信息采集装置难以良好适应本场景的需求。
技术实现思路
根据上述技术的不足，本专利技术提供一种分布式光伏电站信息采集与监控的装置，其结构为：主要由硬件系统和软件系统构成；硬件系统基于32位ARM9微处理器的工业级嵌入式核心板实现，由核心板、电源管理单元、时钟管理单元、存储单元、液晶显示单元和外设接口单元组成：核心板以一ARM9微处理器为主芯片，该主芯片内置64KB的ROM，32KB的SRAM，32位的扩展总线，主频最高可达到133MHz；电源管理单元以12V作为主电源和备用电源的输入，通过电源转换电路实现12V转5V、5V转4V、5V转3.3V的功能，可为硬件系统其他单元进行供电；时钟单元采用具有温度补偿功能的晶体振荡器，通过相应补偿的控制位，可以实现不同间隔的温度补偿功能，从而大大提高时钟的精度；存储单元包括256M的SDRAM，2G的NANDFLASH和SD卡存储模块；外设接口单元设计了2路网口，6路RS485口，1路USB，1路RS232；软件系统分为3层，分别是系统支撑层、业务支撑层和应用层：系统支撑层是整个装置的底层基础，为业务支撑层和应用层提供基础的系统服务，包括任务调度模块、系统监控模块、电源监控管理模块和告警管理模块：任务调度模块负责系统子任务的注册、接口调用和注销管理，并为系统子任务提供循环调用服务和定时调用服务，同时管理全局的系统资源，合理安排系统子任务对全局系统资源的利用；系统监控模块实时监控系统子任务的运行状态，处理系统子任务运行期间出现的异常情况，重启异常系统子任务；电源监控管理模块实时监控双路电源的供电状态，对任意一路电源的供电异常给出告警提示，当双路电源同时出现供电异常时，启用终端内置的超级电容供电，并通知系统子任务停止运行和进行存取的操作，保障系统在紧急掉电情况下不会丢失数据或处理错误；告警管理模块处理系统中的各类告警信息，包括系统内部异常告警、外部设备异常告警、电源异常告警、下行通讯异常告警、上行通讯异常告警等，并根据告警级别以及告警来源，触发相应处理动作；业务支撑层整合系统的各类通讯资源以及数据资源，为上层应用层提供统一的通讯接口服务以及数据管理服务，包括通讯管理模块和数据库管理模块：通讯管理模块管理装置内所有通讯接口的创建、注销、发送数据、接收数据等操作，所述所有的通讯接口包括串口、以太网、GPRS/4G等；数据库管理模块负责业务数据库的创建、删除、增加、修改，提供统一的数据库操作接口；应用层是装置的主要业务应用体现，包括数据上传通讯模块、下行数据采集模块、数据统计管理模块和远程维护管理模块：数据上传通讯模块管理终端内所有已注册主站的通讯流程，包括与主站通道的建立、与主站通讯流程的维护、主站通讯规约的解析以及主站通道的断开；下行数据采集模块负责终端内已注册的所有测量点的数据采集，包括各测量点采集通道的建立、采集报文的组帧、解析以及采集通道的断开；数据统计管理模块统一管理终端中的所有采集数据，并根据各设备运行数据之间的关联性分析统计整个电站的运行数据；远程维护管理模块采用基于XML技术的配置架构，负责与上位机维护软件的交互工作，实时监测维护通讯口发来的上位机请求并及时反馈。所述装置中所有芯片均为工业级产品，是真正的全工业产品，这样的设计，使得分布式光伏电站信息采集与监控装置具有存储容量大、可靠性高、稳定性好、实时性强等特点，支持主流的操作系统，通过多种通讯方式可实现对新能源场站内多种不同类型设备的数据采集、存储和远方传输。所述接口类型多样，装置具有6路RS485接口、2路以太网接口、1路GPRS/4G通道，采用多规约采集模块，支持多种上下行通讯协议，同时内嵌电站现场设备通讯规约，可实现接口转换和规约转换；下行通讯协议包括MODBUS-TCP、MODBUS-RTU、DL/T645（07版和97版）、威胜、DLMS、IEC1107、EDMI等，可根据现场需求扩展；上行通讯协议包括IEC870-104、IEC870-102、Q/GDW1376.1-2013等，可根据现场需求扩展。所述采集数据包括逆变器运行数据、汇流箱运行数据、箱变运行数据、高压柜运行数据、电能表运行数据等：逆变器运行数据包括直流侧电压、电流、功率，交流侧各相电压、电流、功率、功率因数、频率、温度、日期、发电量等；汇流箱运行数据包括输入电压、支路输入电流、汇流母线电压、直流母线电压、总功率、组件状态、告警等；箱变运行数据包括开关状态、告警状态、三相电压/电流、有功功率、无功功率等；高压柜运行数据包括三相电压/电流、零序电压/电流、频率、开关状态、保护状态、告警、故障等；电能表运行数据包括总电量、分时电量、象限无功、最大需量、瞬时电压/电流/功率/功率/因数、失压、上月底码、上月需量、负荷曲线等；所述装置采用壁挂式结构设计，采用可靠的供电设计，安装方便且具备极高的环境适应能力：壁挂式结构，长×宽×高：270mm×183mm×90mm,密封式设计，ABS防水防紫外线阻燃材料，符合IP54防护标准；两路支持交、直流同时供电，并支持可靠地自动切换；交流电源电压输入范围为100V～260V、直流电源电压输入范围为100V～300V；正常工作相对湿度范围为5％～95％；正常工作温度范围－40℃～＋70℃；极限工作温度范围－45℃～＋85℃，可在高原、严寒等恶劣地理环境中正常工作。所述信息采集基于XML技术的信息配置方式，针对现场被采集设备种类繁多，采集量繁杂且不统一的特点，本专利技术利用XML技术各平台通用、可移植性好、可读性强、可扩展性好等特点，将现场的被采集设备以及被采集量的相关信息统一到XML配置文件中，使得现场的采集配置简单、易读，保证现场配置的准确和高效。本专利技术的原理及使用方法：下行数据采集模块通过多种本地通讯方式以固定的时间间隔通过RS485或以太网接口采集分布式电站内的设备数据，包括逆变器、汇流箱、箱变、高压柜以及电能表的数据，采集到的数据通过数据统计管理模块统计分析，将统计分析的数据存储在数据管理模块中，并将统计分析的数据通过上传通讯模块上传本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式光伏电站信息采集与监控的装置，其特征在于：主要由硬件系统和软件系统构成；/n硬件系统基于32位ARM9微处理器的工业级嵌入式核心板实现，包括核心板、电源管理单元、时钟管理单元、存储单元、液晶显示单元和外设接口单元：/n核心板以一ARM9微处理器为主芯片，该主芯片内置64KB的ROM，32KB的SRAM，32位的扩展总线，主频最高可达到133MHz；/n电源管理单元以12V作为主电源和备用电源的输入，通过电源转换电路实现12V转5V、5V转4V、5V转3.3V的功能，为硬件系统其他单元进行供电；/n时钟单元采用具有温度补偿功能的晶体振荡器，通过相应补偿的控制位，实现不同间隔的温度补偿功能；/n存储单元包括256M的SDRAM，2G的NANDFLASH和SD卡存储模块；/n外设接口单元设计了2路网口，6路RS485口，1路USB，1路RS232；/n软件系统分为3层，包括系统支撑层、业务支撑层和应用层：/n系统支撑层是整个装置的底层基础，为业务支撑层和应用层提供基础的系统服务，包括任务调度模块、系统监控模块、电源监控管理模块和告警管理模块：/n任务调度模块负责系统子任务的注册、接口调用和注销管理，并为系统子任务提供循环调用服务和定时调用服务，同时管理全局的系统资源，合理安排系统子任务对全局系统资源的利用；/n系统监控模块实时监控系统子任务的运行状态，处理系统子任务运行期间出现的异常情况，重启异常系统子任务；/n电源监控管理模块实时监控双路电源的供电状态，对任意一路电源的供电异常给出告警提示，当双路电源同时出现供电异常时，启用终端内置的超级电容供电，并通知系统子任务停止运行和进行存取的操作，保障系统在紧急掉电情况下不会丢失数据或处理错误；/n告警管理模块处理系统中的各类告警信息，包括系统内部异常告警、外部设备异常告警、电源异常告警、下行通讯异常告警、上行通讯异常告警，并根据告警级别以及告警来源，触发相应处理动作；/n业务支撑层整合系统的各类通讯资源以及数据资源，为上层应用层提供统一的通讯接口服务以及数据管理服务，包括通讯管理模块和数据库管理模块：/n通讯管理模块管理装置内所有通讯接口的创建、注销、发送数据、接收数据操作，所述所有的通讯接口包括串口、以太网、GPRS/4G；/n数据库管理模块负责业务数据库的创建、删除、增加、修改，提供统一的数据库操作接口；/n应用层是装置的主要业务应用体现，包括数据上传通讯模块、下行数据采集模块、数据统计管理模块和远程维护管理模块：/n数据上传通讯模块管理终端内所有已注册主站的通讯流程，包括与主站通道的建立、与主站通讯流程的维护、主站通讯规约的解析以及主站通道的断开；/n下行数据采集模块负责终端内已注册的所有测量点的数据采集，包括各测量点采集通道的建立、采集报文的组帧、解析以及采集通道的断开；/n数据统计管理模块统一管理终端中的所有采集数据，并根据各设备运行数据之间的关联性分析统计整个电站的运行数据；/n远程维护管理模块采用基于XML技术的配置架构，负责与上位机维护软件的交互工作，实时监测维护通讯口发来的上位机请求并及时反馈。/n...
【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏电站信息采集与监控的装置，其特征在于：主要由硬件系统和软件系统构成；
硬件系统基于32位ARM9微处理器的工业级嵌入式核心板实现，包括核心板、电源管理单元、时钟管理单元、存储单元、液晶显示单元和外设接口单元：
核心板以一ARM9微处理器为主芯片，该主芯片内置64KB的ROM，32KB的SRAM，32位的扩展总线，主频最高可达到133MHz；
电源管理单元以12V作为主电源和备用电源的输入，通过电源转换电路实现12V转5V、5V转4V、5V转3.3V的功能，为硬件系统其他单元进行供电；
时钟单元采用具有温度补偿功能的晶体振荡器，通过相应补偿的控制位，实现不同间隔的温度补偿功能；
存储单元包括256M的SDRAM，2G的NANDFLASH和SD卡存储模块；
外设接口单元设计了2路网口，6路RS485口，1路USB，1路RS232；
软件系统分为3层，包括系统支撑层、业务支撑层和应用层：
系统支撑层是整个装置的底层基础，为业务支撑层和应用层提供基础的系统服务，包括任务调度模块、系统监控模块、电源监控管理模块和告警管理模块：
任务调度模块负责系统子任务的注册、接口调用和注销管理，并为系统子任务提供循环调用服务和定时调用服务，同时管理全局的系统资源，合理安排系统子任务对全局系统资源的利用；
系统监控模块实时监控系统子任务的运行状态，处理系统子任务运行期间出现的异常情况，重启异常系统子任务；
电源监控管理模块实时监控双路电源的供电状态，对任意一路电源的供电异常给出告警提示，当双路电源同时出现供电异常时，启用终端内置的超级电容供电，并通知系统子任务停止运行和进行存取的操作，保障系统在紧急掉电情况下不会丢失数据或处理错误；
告警管理模块处理系统中的各类告警信息，包括系统内部异常告警、外部设备异常告警、电源异常告警、下行通讯异常告警、上行通讯异常告警，并根据告警级别以及告警来源，触发相应处理动作；
业务支撑层整合系统的各类通讯资源以及数据资源，为上层应用层提供统一的通讯接口服务以及数据管理服务，包括通讯管理模块和数据库管理模块：
通讯管理模块管理装置内所有通讯接口的创建、注销、发送数据、接收数据操作，所述所有的通讯接口包括串口、以太网、GPRS/4G；
数据库管理模块负责业务数据库的创建、删除、增加、修改，提供统一的数据库操作接口；
应用层是装置的主要业务应用体现，包括数据上传通讯模块、下行数据采集模块、数据统计管理模块和远程维护管理模块：
数据上传通讯模块管理终端内所有已注册主站的通讯流程，包括与主站通道的建立、与主站通讯流程的维护、主站通讯规约的解析以及主站通道的断开；
下行数据采集模块负责终端内已注册的所有测量点的数据采集，包括各测量点采集通道的建立、采集报文的组帧、解析以及采集通道的断开；
数据统计管理模块统一管理终端中的所有采集数据，并根据各设备运行数据之间的关联性分析统计整个电站的运行数据；
远程维护管理模块采用基于XML技术的配置架构，负责与上位机维护软件的交互工作，实时监测维护通讯口发来的上位机请求并及时反馈。
2.一种分布式光伏电站信息采集与监控的装置，其信息采集与监控的方法:下行数据采集模块通过多种本地通讯方式以固定的时间间隔通过RS485或以...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞海国，张节谭，范克威，王蔚青，王有虎，郭树峰，张明杰，孙庆岩，张滈辰，王雄，屈红军，宋天凌，金金，李婷，
申请(专利权)人：青海绿能数据有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63
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