本實用新型涉及光伏監(jiān)控領域，尤其涉及一種基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術：

隨著國內光伏電站的大規(guī)模建設，光伏發(fā)電在整個電力供應中所占的比例逐漸增大，光伏電站的安全監(jiān)測也逐漸得到運營企業(yè)的重視。目前光伏生產區(qū)域的監(jiān)控主要依靠匯流箱監(jiān)控和箱變測控來完成。光伏生產區(qū)域由眾多的光伏組件組成，區(qū)域寬廣，因此，智能設備之間可靠的通信是光伏電站生產區(qū)域監(jiān)控需要重點解決的問題。

當前主流的箱變測控裝置與監(jiān)控后臺之間的通信依靠箱變通信管理機的以太網光纖環(huán)網實現(xiàn)，但匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機之間的通信一般都是采用RS485或者無線通信進行的。光伏電站的主要設備之一是逆變器，逆變器在工作時會產生大量的高次諧波，對電網和空間會產生極大的電磁污染，嚴重影響RS485和無線通信，為準確可靠的監(jiān)控帶來通信上的風險。另外光伏電站生產區(qū)域在建設時因范圍大而往往沒有統(tǒng)一的地網，避雷措施也不完善，這也給通信帶來了大的隱患，往往在雷電日會導致全網失聯(lián)。

鑒于上述情況，迫切需要研發(fā)出一種解決上述問題的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于解決光伏生產區(qū)域匯流箱監(jiān)控器的通信問題，提出一種基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用光纖進行通信，可有效避免其他電力設備的電磁干擾，防止雷擊損壞電子器件，環(huán)網的配置還可作為通信信道冗余，提高可靠性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括匯流箱監(jiān)控器和箱變通信管理機，所述匯流箱監(jiān)控器包括多個，各安裝于室外的匯流箱內，用于采集進入各自匯流箱的組串電流、并聯(lián)電壓和環(huán)境溫濕度信息；所述箱變通信管理機安裝于室外的箱變內，用于采集匯流箱監(jiān)控器的信息，實現(xiàn)協(xié)議轉換；其中，所述匯流箱監(jiān)控器和所述箱變通信管理機各包括第一光纖模塊和第二光纖模塊，所述第一光纖模塊和第二光纖模塊通過光纖將各匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機首尾相連，以使各匯流箱監(jiān)控器具有兩條通信回路與箱變通信管理機相連。

進一步地，所述匯流箱監(jiān)控器還包括：電流互感器，電壓互感器，溫濕度傳感器，ADC芯片，CPU芯片，開入光耦，顯示器，鍵盤和光伏電源，

所述電流互感器、電壓互感器和溫濕度傳感器分別與ADC芯片相連，用于將光伏組件的電流、電壓及環(huán)境溫濕度信號轉換為適合ADC芯片讀取的弱電壓信號；

所述ADC芯片與所述CPU芯片相連，用于將ADC芯片讀取的弱電壓信號進行模數(shù)轉換后發(fā)送至所述CPU芯片；

所述CPU芯片與開入光耦、鍵盤和顯示器相連，用于讀取ADC芯片、開入光耦和鍵盤的數(shù)據信息，并通過顯示器顯示，通過第一光纖模塊和第二光纖模塊對外傳輸；

所述光伏電源，用于向監(jiān)控器供電。

進一步地，所述匯流箱監(jiān)控器中的第一光纖模塊通過光纖與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機中的第二光纖模塊相連，所述箱變通信管理機中的第一光纖模塊與鄰近的光伏功率優(yōu)化器中的第二光纖模塊相連。

進一步地，所述匯流箱監(jiān)控器中的第一光纖模塊通過光纖與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機中的第一光纖模塊相連，所述匯流箱監(jiān)控器中的第二光纖模塊通過光纖與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機中的第二光纖模塊相連。

本實用新型提出的基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)，所達到的有益效果如下：

1、光纖通信不會收到其他電力設備的電磁干擾；

2、雷擊通信線路時，過電壓不會沿光纖傳輸至弱電設備；

3、通信速率遠高于傳統(tǒng)的RS485通信或無線通信；

4、環(huán)網的拓撲結構可避免某一通信線路的損壞不會導致設備失聯(lián)；

5、光纖通信實現(xiàn)了設備間的電氣隔離，單一設備的損壞不會影響其他設備的通信。

附圖說明

圖1是本實用新型基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控器的結構示意圖；

圖2是本實用新型一種基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)的結構框圖；

圖3是本實用新型另一種基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)的結構框圖；

附圖標記說明：

1-電流互感器，2-電壓互感器，3-溫濕度傳感器，4-ADC芯片，5-CPU芯片，6-開入光耦，7-鍵盤，8-顯示器，9-光伏電源，10-匯流箱監(jiān)控器，11-匯流箱監(jiān)控器，12-匯流箱監(jiān)控器，13-匯流箱監(jiān)控器，14-匯流箱監(jiān)控器，15-箱變通信管理機，16第一光纖模塊，17-第二光纖模塊，18-光纖，19-光纖，20-光纖，21-光纖，22-光纖，23-光纖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好的理解本實用新型實施例中的技術方案，并使本實用新型實施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

圖1是本實用新型實施例的基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控器的結構框圖。

如圖1所示，本實施例中的匯流箱監(jiān)控器包括電流互感器1、電壓互感器2、溫濕度傳感器3、ADC芯片4、CPU芯片5、開入光耦6、顯示器7、鍵盤8、光伏電源9、第一光纖模塊16和第二光纖模塊17。

電流互感器1、電壓互感器2、溫濕度傳感器3分別與ADC芯片4相連接負責將光伏組件的電流、電壓及環(huán)境溫濕度信號轉換為適合ADC芯片4讀取的弱電壓信號。

ADC芯片4與CPU芯片5相連，負責將ADC芯片4讀取的弱電壓信號進行模數(shù)轉換后發(fā)送至所述CPU芯片5。

開入光耦6、顯示器7、鍵盤8、第一光纖模塊16和第二光纖模塊17分別與CPU芯片5相連，CPU芯片5負責讀取ADC芯片4、開入光耦6和鍵盤8的數(shù)據信息，并通過顯示器7顯示，通過第一光纖模塊16和第二光纖模塊17對外傳輸。

光伏電源9主要用來向監(jiān)控器供電。

圖2是本實用新型基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)的結構框圖。

如圖2所示，本實用新型基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)包括匯流箱監(jiān)控器和箱變通信管理機。匯流箱監(jiān)控器包括多個，本實施例中包括4個，分別為匯流箱監(jiān)控器11、匯流箱監(jiān)控器12、匯流箱監(jiān)控器13和匯流箱監(jiān)控器14，各安裝于室外的匯流箱內，負責采集進入各自匯流箱的組串電流、并聯(lián)電壓和環(huán)境溫濕度信息。箱變通信管理機15安裝于室外的箱變內，負責采集匯流箱監(jiān)控器的信息，實現(xiàn)協(xié)議轉換。其中，匯流箱監(jiān)控器11、12、13、14和箱變通信管理機15各包括第一光纖模塊16和第二光纖模塊17，第一光纖模塊16和第二光纖模塊17用來組成光纖環(huán)網。第一光纖模塊16和第二光纖模塊17通過光纖將各匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機首尾相連，使各匯流箱監(jiān)控器具有兩條通信回路與箱變通信管理機相連。

具體地，本實施例中的匯流箱監(jiān)控器中的第一光纖模塊16通過光纖17、18、19、21與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機中的第二光纖模塊17相連。箱變通信管理機中的第一光纖模塊16通過光纖20與鄰近的光伏功率優(yōu)化器中的第二光纖模塊17相連。

正常通信時，與箱變通信管理機15中第二光纖模塊17相連的匯流箱監(jiān)控器14的數(shù)據從其內部的第二光纖模塊17往外發(fā)送，其他匯流箱監(jiān)控器11、12、13將各自內部的第一光纖模塊16接收到的下級數(shù)據加上本機數(shù)據一起由各自內部的第二光纖模塊17發(fā)出。當某處光纖異常時，例如光纖18損壞，匯流箱監(jiān)控器11、12檢測到損壞之后，匯流箱監(jiān)控器11將本機數(shù)據從其內部連接完好的第一光纖模塊16往外發(fā)送，匯流箱監(jiān)控器12將本機數(shù)據從其內部連接完好的第二光纖模塊17往外發(fā)送；此時，匯流箱監(jiān)控器11通過匯流箱監(jiān)控器14與箱變通信管理機15相連，匯流箱監(jiān)控器12通過匯流箱監(jiān)控器13與箱變通信管理機15相連，所有匯流箱監(jiān)控器的數(shù)據不會丟失。

圖3是本實用新型另一種基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)的結構框圖。

如圖3所示，本實用新型基于光纖環(huán)網的匯流箱監(jiān)控系統(tǒng)包括匯流箱監(jiān)控器和箱變通信管理機。匯流箱監(jiān)控器包括多個，本實施例中包括5個，分別為匯流箱監(jiān)控器10、匯流箱監(jiān)控器11、匯流箱監(jiān)控器12、匯流箱監(jiān)控器13和匯流箱監(jiān)控器14，各安裝于室外的匯流箱內，負責采集進入各自匯流箱的組串電流、并聯(lián)電壓和環(huán)境溫濕度信息。箱變通信管理機16安裝于室外的箱變內，負責采集匯流箱監(jiān)控器的信息，實現(xiàn)協(xié)議轉換。其中，匯流箱監(jiān)控器10、11、12、13、14和箱變通信管理機15各包括第一光纖模塊16和第二光纖模塊17，第一光纖模塊16和第二光纖模塊17用來組成光纖環(huán)網。第一光纖模塊16和第二光纖模塊17通過光纖將各匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機首尾相連，使每個匯流箱監(jiān)控器具有兩條通信回路與箱變通信管理機相連。

具體地，本實施例中的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機中的第一光纖模塊16通過光纖19、21、23與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機中的第一光纖模塊16相連，匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機中的第二光纖模塊17通過光纖18、20、22與鄰近的匯流箱監(jiān)控器或箱變通信管理機中的第二光纖模塊17相連。

當某處光纖異常時，例如光纖18損壞，匯流箱監(jiān)控器10、11檢測到損壞之后，匯流箱監(jiān)控器10將本機數(shù)據從其內部連接完好的第一光纖模塊16往外發(fā)送，匯流箱監(jiān)控器11將本機數(shù)據從其內部連接完好的第一光纖模塊16往外發(fā)送；此時，匯流箱監(jiān)控器10通過匯流箱監(jiān)控器13、14與箱變通信管理機15相連，匯流箱監(jiān)控器11通過匯流箱監(jiān)控器12與箱變通信管理機15相連，所有匯流箱監(jiān)控器的數(shù)據不會丟失。

綜上所述，本實用新型采用光纖進行通信，可解決光伏生產區(qū)域匯流箱監(jiān)控器與箱變通信管理機之間的通信問題，也可有效避免其他電力設備的電磁干擾，防止雷擊損壞電子器件，環(huán)網的配置還可作為通信信道冗余，提高可靠性。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。