專利名稱：光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)集中器，具體對(duì)說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種針對(duì)光 伏并網(wǎng)電站自主研發(fā)設(shè)計(jì)的具有數(shù)據(jù)收集、遠(yuǎn)程控制、無(wú)線傳輸和對(duì)外顯示功 能的數(shù)據(jù)集中器。
技術(shù)背景光伏并網(wǎng)電站是利用太陽(yáng)能電池板，將光能轉(zhuǎn)化為直流電，再經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆 變器把直流電轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻、同相的交流電回送至電網(wǎng)的電力設(shè)施。由于 光伏并網(wǎng)電站分布較為偏遠(yuǎn)、分散，且構(gòu)成光伏并網(wǎng)電站的太陽(yáng)能電池板數(shù)目 眾多，所以，目前對(duì)各光伏并網(wǎng)電站的管理水平較為落后。但是，由于光伏并網(wǎng)電站并網(wǎng)功率較大，并且和城市電網(wǎng)、配電設(shè)施直接 相連，故安全級(jí)別要求較高。為了避免給國(guó)家造成不必要的損失，保證維修人 員的自身安全，應(yīng)盡可能作到在無(wú)人值守的情況下，對(duì)光伏并網(wǎng)電站進(jìn)行實(shí)時(shí) 監(jiān)控、事故報(bào)警，以保證光伏并網(wǎng)電站長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行。由于光伏并網(wǎng)電站建造時(shí)受到空間、地域、其他設(shè)施的影響，往往在同一 有限范圍的轄區(qū)內(nèi)光伏并網(wǎng)電站的分布較為分散。如果對(duì)每一座光伏并網(wǎng)電站 都安裝一套監(jiān)控設(shè)備，其日常運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用將花費(fèi)巨大。 發(fā)明內(nèi)容鑒于上述原因，針對(duì)同一轄區(qū)內(nèi)的若干個(gè)光伏并網(wǎng)電站，本實(shí)用新型的目 的是提供一種具有數(shù)據(jù)收集、遠(yuǎn)程控制、無(wú)線傳輸和對(duì)外顯示功能的光伏并網(wǎng) 電站數(shù)據(jù)集中器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù) 集中器，它由殼體、安裝在殼體內(nèi)的電源電路、控制電路、無(wú)線傳輸模塊、電 力線載波模塊、以及設(shè)置在殼體表面上的LED顯示屏接口構(gòu)成；所述控制電路通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端 相連，采集分散在不同地方的光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)；控制電路的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與無(wú)線傳輸模塊相連，將處理后的各 個(gè)光伏并網(wǎng)電站的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)/或無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān) 控中心；控制電路的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與設(shè)置在殼體上的LED顯示屏接口相
連，通過(guò)與之相連的顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)。所述電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸入端通過(guò)電力線與光伏并網(wǎng)電站中的并網(wǎng)逆變器逆變電源輸出端相連；該電力線載波模塊通過(guò)電力線、采用廣播發(fā)送方 式傳遞信息。所述控制電路是以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的控制電路。所述無(wú)線傳輸模塊通過(guò)GPRS或GSM方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。 本實(shí)用新型通過(guò)電力線載波模塊收集含蓋范圍內(nèi)散落在各處的光伏并網(wǎng) 電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)控制電路加以分析整理之后， 一方面送到LED顯示屏進(jìn) 行顯示；另一方面將整理好的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，作為實(shí) 時(shí)監(jiān)控信息和運(yùn)行記錄，供監(jiān)控人員分析、査詢。同時(shí)，本實(shí)用新型控制電路 還可以通過(guò)無(wú)線傳輸模塊接收監(jiān)控中心發(fā)送的控制指令，控制各光伏并網(wǎng)電站 內(nèi)的逆變器的運(yùn)行。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以作到在無(wú)人值守光伏并網(wǎng)電站 的情況下，對(duì)光伏并網(wǎng)電站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集、控制、事故報(bào)警， 以保證光伏并網(wǎng)電站長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行。

圖1為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)集中器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)集中器使用狀態(tài)電器連接關(guān)系圖； 圖3為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)集中器控制電路具體電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型公開的光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器由殼體、安裝在 殼體內(nèi)的電源電路、控制電路、無(wú)線傳輸模塊、電力線載波模塊、以及設(shè)置在 殼體表面上的LED顯示屏接口構(gòu)成。所述控制電路通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端 相連，采集分散在不同地方的光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)?？刂齐娐返牧硪粋€(gè)數(shù) 據(jù)輸入/輸出口與無(wú)線傳輸模塊相連，將處理后的各個(gè)光伏并網(wǎng)電站的數(shù)據(jù)通 過(guò)無(wú)線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)/或無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心?？刂齐娐返牧硪?個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與設(shè)置在殼體上的LED顯示屏接口相連，通過(guò)與之相連的 顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)。控制電路主要是通過(guò)電力線載波模塊 收集各個(gè)光伏并網(wǎng)電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，加以整理之后送給LED顯示屏進(jìn)行 顯示，并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心；以及，通過(guò)無(wú)線傳輸模塊 接收監(jiān)控中心的控制指令對(duì)各光伏并網(wǎng)電站進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。所述無(wú)線傳輸模塊主要負(fù)責(zé)將控制電路處理后的關(guān)于各光伏并網(wǎng)電站的 數(shù)據(jù)利用GPRS或GSM方式傳遞到互聯(lián)網(wǎng)上或者利用無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用 戶；同時(shí)，用戶可以利用短消息發(fā)送控制指令給控制電路對(duì)光伏并網(wǎng)電站中的 逆變器進(jìn)行操作和設(shè)置。電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端與控制電路的數(shù)據(jù)輸入/輸出端相連，電力 線載波模塊的數(shù)據(jù)輸入端通過(guò)電力線與光伏并網(wǎng)電站中的并網(wǎng)逆變器逆變電 源輸出端相連。它是數(shù)據(jù)集中器采集光伏并網(wǎng)電站實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的工具。為了 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中器通過(guò)電力線載波模塊采集各光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行狀態(tài)，在光伏 并網(wǎng)電站中的每臺(tái)并網(wǎng)逆變器中也需要安裝一個(gè)電力線載波模塊。安裝在并網(wǎng) 逆變器中的電力線載波模塊將本逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)電力線傳輸出去，安裝 在數(shù)據(jù)集中器中的電力線載波模塊接收各逆變器中的電力線載波模塊傳輸?shù)?數(shù)據(jù)，并解析接收的數(shù)據(jù)，識(shí)別出不同光伏并網(wǎng)電站中并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)， 傳輸給數(shù)據(jù)集中器中的控制電路進(jìn)行處理。電力線載波模塊是數(shù)據(jù)集中器和各 光伏并網(wǎng)電站之間進(jìn)行通訊的硬件設(shè)施，數(shù)據(jù)集中器和各光伏并網(wǎng)電站之間是 通過(guò)電力線、采用廣播發(fā)送方式傳遞信息的。所述電源電路主要是為整個(gè)光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器提供工作電源。電源 電路的電源輸入端與交流220V電網(wǎng)電源線相連， 一方面為整個(gè)數(shù)據(jù)集中器供 電，另一方面也是電力線載波信號(hào)的傳輸路徑。電源電路的輸出端輸出功率為 10W直流+5V電壓，為控制電路和無(wú)線模塊、電力線載波模塊供電。圖2為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)集中器應(yīng)用狀態(tài)電器連接關(guān)系圖。如圖所示，數(shù)據(jù) 集中器通過(guò)電力線載波模塊、電力線與分散在各光伏并網(wǎng)電站中的并網(wǎng)逆變器 相連，采集各個(gè)光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)集中器對(duì)采集的數(shù)據(jù)處理后， 通過(guò)無(wú)線傳輸模塊，利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心，以及 接收監(jiān)控中心發(fā)送的控制指令；同時(shí)，借助顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行 情況。如圖l所示，數(shù)據(jù)集中器中的控制電路是以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的控制電 路，主要負(fù)責(zé)向各光伏并網(wǎng)電站發(fā)送各種指令，收集各光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù) 據(jù)，存儲(chǔ)、分析后加以處理，同時(shí)將處理過(guò)的部分?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到監(jiān)控中心并通過(guò)LED顯示屏對(duì)外顯示。圖3為本實(shí)用新型控制電路的具體電路圖。如圖所示，單片機(jī)UO (型號(hào) LPC2119)的TXDO、 RXDO管腳(管腳19、 21)與無(wú)線通訊模塊J6的TXDO、 RXDO管腳(管腳16、 17)對(duì)應(yīng)相連。在本實(shí)甩新型的具體實(shí)施例中，采用 WAVECOM公司生產(chǎn)的型號(hào)為ME2406的無(wú)線通訊模塊。
單片機(jī)U0的TXD1、 RXD1管腳(管腳33， 34)經(jīng)過(guò)三態(tài)門芯片U13 (型 號(hào)74LS125) 、 MAX232芯片U5與RS232端子J2的第4， 5腳相連，RS232 端子J2的第4， 5腳與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出管腳2， 3相連。在本實(shí)用 新型的具體實(shí)施例中，釆用世紀(jì)源辰公司生產(chǎn)的型號(hào)為SJYC-B1的電力線載 波模塊。單片機(jī)U0的TXD1、 RXD1管腳(管腳33， 34)經(jīng)過(guò)三態(tài)門芯片U13 (型 號(hào)74LS125) 、 MAX232芯片U5與RS232端子J2的第1， 2腳相連，RS232 端子J2的第1， 2與殼體上的LED顯示屏接口相連。本實(shí)用新型的工作原理是通過(guò)電力線載波模塊收集含蓋范圍內(nèi)散落在各 處的光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，加以分析整理之后， 一方面送到LED顯示屏 進(jìn)行顯示；另一方面將整理好的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，作為 實(shí)時(shí)監(jiān)控信息和運(yùn)行記錄，供監(jiān)控人員分析、查詢。本實(shí)用新型采用電力線載 波結(jié)合無(wú)線傳輸?shù)耐ㄓ嵎绞?，根?jù)電力線載波模塊的技術(shù)特點(diǎn)及使用要求設(shè)計(jì) 出一個(gè)主站統(tǒng)籌、各子站分工的通訊模式。以上所述是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，任何基于本實(shí) 用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，其特征在于它由殼體、安裝在殼體內(nèi)的電源電路、控制電路、無(wú)線傳輸模塊、電力線載波模塊、以及設(shè)置在殼體表面上的LED顯示屏接口構(gòu)成；所述控制電路通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連，采集分散在不同地方的光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)；控制電路的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與無(wú)線傳輸模塊相連，將處理后的各光伏并網(wǎng)電站的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)/或無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心；控制電路的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與設(shè)置在殼體上的LED顯示屏接口相連，通過(guò)與之相連的顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，其特征在于-所述電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸入端通過(guò)電力線與光伏并網(wǎng)電站中的并網(wǎng)逆變 器逆變電源輸出端相連；該電力線載波模塊通過(guò)電力線、釆用廣播發(fā)送方式傳遞信息。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，其特征在于-所述控制電路是以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的控制電路；單片機(jī)的TXD0、 RXD0管腳與無(wú)線通訊模塊的TXDO、 RXD0管腳對(duì)應(yīng)相連；單片機(jī)的TXD1、 RXD1管腳經(jīng)過(guò)三態(tài)門芯片、MAX232芯片、RS232端 子與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出管腳相連；單片機(jī)的TXD1、 RXD1管腳經(jīng)過(guò)三態(tài)門芯片、MAX232芯片、RS232端 子與殼體上的LED顯示屏接口相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，其特征在于 所述無(wú)線傳輸模塊通過(guò)GPRS或GSM方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光伏并網(wǎng)電站數(shù)據(jù)集中器，它主要由電源電路、控制電路、無(wú)線傳輸模塊、電力線載波模塊和LED顯示屏接口構(gòu)成?？刂齐娐返臄?shù)據(jù)輸入/輸出口與電力線載波模塊的數(shù)據(jù)輸出端相連，采集分散在不同地方的光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)；控制電路的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與無(wú)線傳輸模塊相連，將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)/或無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心；控制電路的另一個(gè)數(shù)據(jù)輸入/輸出口與LED顯示屏接口相連，通過(guò)與之相連的顯示屏顯示各光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以作到在無(wú)人值守光伏并網(wǎng)電站的情況下，對(duì)光伏并網(wǎng)電站進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、事故報(bào)警，以保證光伏并網(wǎng)電站長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J3/38GK201054505SQ200720149359
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者廖大方, 喆 張, 徐偉新, 鄒昭平 申請(qǐng)人:北京自動(dòng)化技術(shù)研究院