一种基于led的光伏发电监控系统的制作方法
专利名称:一种基于led的光伏发电监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于LED的光伏发电监控系统，包括：控制中心模块，LED可见光通信模块、现场通讯总线模块、环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块、PLC控制模块。本实用新型基于LED作为可见光通信的载体，也可以实现光电转换用于太阳辐射计的设计，由于LED也能用作照明，通信电路和照明电路可以设计在一起。监测模块检测的信号通过现场通讯总线模块传递给LED可见光通信模块和PLC控制模块。LED可见光通信模块将光伏发电系统的数据及时传输到控制中心模块上，控制中心模块实现了对光伏发电的远程决策、控制、监测。整个系统降低了成本，优化了控制，保证了光伏发电系统安全的运行。
【专利说明】
一种基于LED的光伏发电监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种光伏发电监控系统，特别是涉及一种基于LED的光伏发电监控系统。
【背景技术】
[0002]随着光伏发电技术的深入发展，转换效率的逐步提高，系统成本的日趋合理，以及相关的分布式发电技术、智能电网等的完善，光伏发电这种绿色能源将成为未来社会的重要能源。现在的光伏发电站一般建设在空旷的场地上、海滨或者屋顶上，同时光伏发电站还要配套监测及控制设备，如光伏电池板、故障检测装置等，因此大量的数据需要采集和传送，包括设备运行状态数据、各执行机构的控制数据等。为保证光伏电站安全可靠运行，必须安装光伏电站监测系统，及时发现并解决光伏电站存在的故障。
[0003]可见光通信技术是指利用可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。现在是利用LED等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用。可见光通信技术绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具有广泛的开发前景。
[0004]LED可以作为太阳辐射计的光探测器，将LED接入一个741运放的两个输入端，构成放大电路即可。其主要功能是测量直接太阳辐射，与专门设计的探测器相比，LED还能探测窄波段的波长。
【发明内容】
[0005]本实用新型公开了一种基于LED的光伏发电监控系统，能根据光伏数据准确发现发电站的问题。整个系统实现了远程决策、控制、监测，为光伏发电系统的运营管理提供了科学的依据。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:一种基于LED的光伏发电监控系统，由控制中心模块、以太网、LED可见光通信模块、环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块、现场通讯总线模块、PLC控制模块构成;环境监测模块包括:温度传感器、风速传感器、太阳辐射计;控制中心模块通过以太网与LED可见光通信模块相连，LED可见光通信模块与PLC控制模块通过现场通讯总线模块与环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块相连；所述的控制中心模块是基于VB软件进行编程的；所述LED可见光通信模块基于LED设计的，是将接受来的信号传输给智能LED，智能LED将信号转成基于以太网传输的信号传输给控制中心模块;所述的太阳辐射计是基于LED作为光探测器用来测量太阳辐射光谱特性的仪器，并且可以利用LED进行照明，添加不同颜色的LED和相应的放大器后还能用于测量其他波段的光，鉴于LED的发光特性，可以与通信电路和照明电路设计在一起;所述的LED的供电方式有两种，一是电网供电，二是太阳能电池板供电，两种供电方式可以相互切换。
[0007]综上所述，本实用新型的优点在于:
[0008]I)由于是基于LED可见光通信进行无线传输的，通信具有高速率性、无电磁辐射、密度高，成本低、寿命长等，可以实时的对光伏发电站远程进行监控和决策。
[0009]2)使用LED设计的太阳辐射计的探测器与专门设计的探测器相比还可以探测窄波段的波长；由于LED作为无线传输的工具，同时也可以用作照明，节约成本。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的整体框架图。
[0011 ]图2是本实用新型的环境监测模块示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型，应注意本实施方式仅仅解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0013]一种基于LED的光伏发电监控系统包括:控制中心模块、以太网、LED可见光通信模块、环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块、现场通讯总线模块、PLC控制模块。控制中心模块通过以太网与LED可见光通信模块相连。LED可见光通信与PLC控制模块通过现场通讯总线模块与环境监测模块、光伏阵列模块、逆变器监测模块相连。
[0014]所述的控制中心模块是基于VB软件进行编程的，VB控制计算机对光伏电站控制系统进行自动化设计与配置，通过数据采集、调节以及各类信息报警完成对光伏电站运行状态的监视和控制，通过人机界面反应光伏电站的各类信息，完成实时的动态数据处理和控制。VB软件用MSComm控件从PC机上的RS-232C接口读取数据。
[0015]所述的LED可见光通信模块包括发射装置、接受装置;发射装置里面有多个LED是用于将电信号转换成多路光信号并输出。主要包括将信号源转换成便于光信号道传输的电信号的输入和处理电路、将电信号变化调制成光载波强度变化LED可见光驱动调制电路。接受装置包括多个光电探测器和光电检测器，用于接受多路光信号并转换为电信号。主要包括能对信号光源实现最佳接受的光学系统，将光信号还原成电信号的光电探测器和前置放大电路、将电信号转换成可被终端识别的信号处理和输出电路，当光信号被光电检测器转换成电信号，然后对电信号进行放大和处理，恢复成和发射端一样的信号。
[0016]现场通讯总线模块可以与现场设备直接相连接，一方面将现场检测和控制设备互联为通信网，实现不同的网段，不同的现场通信设备间的信息共享;另一方面又将现场运行的各种信息传递到远离现场控制中心模块，实现信息共享。
[0017]所述的PLC控制模块负责现场的通信、监测与控制，收集各种信息并作适当的处理。并通过可见光通信模块把信号传输给控制中心模块。控制中心模块收齐各种信息，并对系统存在的问题进行决策处理。
[0018]所述的环境监测模块包括:温度传感器、风速传感器、太阳辐射计。
[0019]所述的太阳辐射计是使用LED作为光探测器用来测量太阳辐射光谱特性的仪器；并且可以利用LED进行照明，添加不同颜色的LED和相应的放大器后还能用于测量其他波段的光;鉴于LED的发光特性，可以与通信电路和照明电路设计在一起。
[0020]所述的光伏阵列监测模块包括了监测直流输出电压、直流输出电流、太阳能电池板温度的、位置传感器的信号。可以对光伏阵列工作进行判断是否有故障。每套光伏电池阵列都跟随一个太阳跟踪器，能准备判断光伏发电的问题所在。
[0021]所述的逆变器监测模块是需要采集逆变器输入端的直流输入电压和电流、逆变器输出端的交流电压、电流、功率因素、单日发电量等数据。
[0022]环境监测模块、光伏阵列监测模块和逆变器监测模块把温度传感器、风速传感器、太阳辐射计、电压、电流的输入端电压和输入端电流的信号通过现场通信总线模块传递给LED可见光通信模块和PLC控制模块。
[0023]LED可以用在LED可见光通信模块中，也可用在太阳辐射计的传感器中光电检测，也可用于照明，其中所有的LED的供电方式有两种，一是基于电网供电；二是基于光伏阵列模块中太阳能电池板进行供电;两种供电方式可以相互切换。
【主权项】
1.一种基于LED的光伏发电监控系统，其特征在于:由控制中心模块、以太网、LED可见光通信模块、环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块、现场通讯总线模块、PLC控制模块构成;环境监测模块包括:温度传感器、风速传感器、太阳辐射计;控制中心模块通过以太网与LED可见光通信模块相连，LED可见光通信模块与PLC控制模块通过现场通讯总线模块与环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块相连。2.根据权利要求1所述的一种基于LED的光伏发电监控系统，其特征在于:LED可见光通信模块包括发射装置、接受装置;发射装置里面有多个LED是用于将电信号转换成多路光信号并输出；接受装置包括多个光电探测器和光电检测器，用于接受多路光信号并转换为电信号。3.根据权利要求1所述的一种基于LED的光伏发电监控系统，其特征在于:太阳辐射计是基于LED作为光探测器用来测量太阳辐射光谱特性的仪器。
【文档编号】H02J13/00GK205721293SQ201620256847
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】王龙驹
【申请人】安徽理工大学
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于LED的光伏发电监控系统，包括：控制中心模块，LED可见光通信模块、现场通讯总线模块、环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块、PLC控制模块。本实用新型基于LED作为可见光通信的载体，也可以实现光电转换用于太阳辐射计的设计，由于LED也能用作照明，通信电路和照明电路可以设计在一起。监测模块检测的信号通过现场通讯总线模块传递给LED可见光通信模块和PLC控制模块。LED可见光通信模块将光伏发电系统的数据及时传输到控制中心模块上，控制中心模块实现了对光伏发电的远程决策、控制、监测。整个系统降低了成本，优化了控制，保证了光伏发电系统安全的运行。
【专利说明】
一种基于LED的光伏发电监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种光伏发电监控系统，特别是涉及一种基于LED的光伏发电监控系统。
【背景技术】
[0002]随着光伏发电技术的深入发展，转换效率的逐步提高，系统成本的日趋合理，以及相关的分布式发电技术、智能电网等的完善，光伏发电这种绿色能源将成为未来社会的重要能源。现在的光伏发电站一般建设在空旷的场地上、海滨或者屋顶上，同时光伏发电站还要配套监测及控制设备，如光伏电池板、故障检测装置等，因此大量的数据需要采集和传送，包括设备运行状态数据、各执行机构的控制数据等。为保证光伏电站安全可靠运行，必须安装光伏电站监测系统，及时发现并解决光伏电站存在的故障。
[0003]可见光通信技术是指利用可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。现在是利用LED等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用。可见光通信技术绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具有广泛的开发前景。
[0004]LED可以作为太阳辐射计的光探测器，将LED接入一个741运放的两个输入端，构成放大电路即可。其主要功能是测量直接太阳辐射，与专门设计的探测器相比，LED还能探测窄波段的波长。
【发明内容】
[0005]本实用新型公开了一种基于LED的光伏发电监控系统，能根据光伏数据准确发现发电站的问题。整个系统实现了远程决策、控制、监测，为光伏发电系统的运营管理提供了科学的依据。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:一种基于LED的光伏发电监控系统，由控制中心模块、以太网、LED可见光通信模块、环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块、现场通讯总线模块、PLC控制模块构成;环境监测模块包括:温度传感器、风速传感器、太阳辐射计;控制中心模块通过以太网与LED可见光通信模块相连，LED可见光通信模块与PLC控制模块通过现场通讯总线模块与环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块相连；所述的控制中心模块是基于VB软件进行编程的；所述LED可见光通信模块基于LED设计的，是将接受来的信号传输给智能LED，智能LED将信号转成基于以太网传输的信号传输给控制中心模块;所述的太阳辐射计是基于LED作为光探测器用来测量太阳辐射光谱特性的仪器，并且可以利用LED进行照明，添加不同颜色的LED和相应的放大器后还能用于测量其他波段的光，鉴于LED的发光特性，可以与通信电路和照明电路设计在一起;所述的LED的供电方式有两种，一是电网供电，二是太阳能电池板供电，两种供电方式可以相互切换。
[0007]综上所述，本实用新型的优点在于:
[0008]I)由于是基于LED可见光通信进行无线传输的，通信具有高速率性、无电磁辐射、密度高，成本低、寿命长等，可以实时的对光伏发电站远程进行监控和决策。
[0009]2)使用LED设计的太阳辐射计的探测器与专门设计的探测器相比还可以探测窄波段的波长；由于LED作为无线传输的工具，同时也可以用作照明，节约成本。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的整体框架图。
[0011 ]图2是本实用新型的环境监测模块示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型，应注意本实施方式仅仅解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0013]一种基于LED的光伏发电监控系统包括:控制中心模块、以太网、LED可见光通信模块、环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块、现场通讯总线模块、PLC控制模块。控制中心模块通过以太网与LED可见光通信模块相连。LED可见光通信与PLC控制模块通过现场通讯总线模块与环境监测模块、光伏阵列模块、逆变器监测模块相连。
[0014]所述的控制中心模块是基于VB软件进行编程的，VB控制计算机对光伏电站控制系统进行自动化设计与配置，通过数据采集、调节以及各类信息报警完成对光伏电站运行状态的监视和控制，通过人机界面反应光伏电站的各类信息，完成实时的动态数据处理和控制。VB软件用MSComm控件从PC机上的RS-232C接口读取数据。
[0015]所述的LED可见光通信模块包括发射装置、接受装置;发射装置里面有多个LED是用于将电信号转换成多路光信号并输出。主要包括将信号源转换成便于光信号道传输的电信号的输入和处理电路、将电信号变化调制成光载波强度变化LED可见光驱动调制电路。接受装置包括多个光电探测器和光电检测器，用于接受多路光信号并转换为电信号。主要包括能对信号光源实现最佳接受的光学系统，将光信号还原成电信号的光电探测器和前置放大电路、将电信号转换成可被终端识别的信号处理和输出电路，当光信号被光电检测器转换成电信号，然后对电信号进行放大和处理，恢复成和发射端一样的信号。
[0016]现场通讯总线模块可以与现场设备直接相连接，一方面将现场检测和控制设备互联为通信网，实现不同的网段，不同的现场通信设备间的信息共享;另一方面又将现场运行的各种信息传递到远离现场控制中心模块，实现信息共享。
[0017]所述的PLC控制模块负责现场的通信、监测与控制，收集各种信息并作适当的处理。并通过可见光通信模块把信号传输给控制中心模块。控制中心模块收齐各种信息，并对系统存在的问题进行决策处理。
[0018]所述的环境监测模块包括:温度传感器、风速传感器、太阳辐射计。
[0019]所述的太阳辐射计是使用LED作为光探测器用来测量太阳辐射光谱特性的仪器；并且可以利用LED进行照明，添加不同颜色的LED和相应的放大器后还能用于测量其他波段的光;鉴于LED的发光特性，可以与通信电路和照明电路设计在一起。
[0020]所述的光伏阵列监测模块包括了监测直流输出电压、直流输出电流、太阳能电池板温度的、位置传感器的信号。可以对光伏阵列工作进行判断是否有故障。每套光伏电池阵列都跟随一个太阳跟踪器，能准备判断光伏发电的问题所在。
[0021]所述的逆变器监测模块是需要采集逆变器输入端的直流输入电压和电流、逆变器输出端的交流电压、电流、功率因素、单日发电量等数据。
[0022]环境监测模块、光伏阵列监测模块和逆变器监测模块把温度传感器、风速传感器、太阳辐射计、电压、电流的输入端电压和输入端电流的信号通过现场通信总线模块传递给LED可见光通信模块和PLC控制模块。
[0023]LED可以用在LED可见光通信模块中，也可用在太阳辐射计的传感器中光电检测，也可用于照明，其中所有的LED的供电方式有两种，一是基于电网供电；二是基于光伏阵列模块中太阳能电池板进行供电;两种供电方式可以相互切换。
【主权项】
1.一种基于LED的光伏发电监控系统，其特征在于:由控制中心模块、以太网、LED可见光通信模块、环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块、现场通讯总线模块、PLC控制模块构成;环境监测模块包括:温度传感器、风速传感器、太阳辐射计;控制中心模块通过以太网与LED可见光通信模块相连，LED可见光通信模块与PLC控制模块通过现场通讯总线模块与环境监测模块、光伏阵列监测模块、逆变器监测模块相连。2.根据权利要求1所述的一种基于LED的光伏发电监控系统，其特征在于:LED可见光通信模块包括发射装置、接受装置;发射装置里面有多个LED是用于将电信号转换成多路光信号并输出；接受装置包括多个光电探测器和光电检测器，用于接受多路光信号并转换为电信号。3.根据权利要求1所述的一种基于LED的光伏发电监控系统，其特征在于:太阳辐射计是基于LED作为光探测器用来测量太阳辐射光谱特性的仪器。
【文档编号】H02J13/00GK205721293SQ201620256847
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】王龙驹
【申请人】安徽理工大学
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