光伏电站综合自动化管理系统的制作方法

本发明属于电子通信与自动控制技术领域，具体涉及一种光伏电站综合自动化管理系统。

背景技术：

随着传统能源的过度开发及环境污染等问题日益严重。太阳能作为最具潜力的可再生能源，因其储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性以及实用的经济性，越来越被人们所青睐。然而作为一种新兴能源，其发电组件和传统方式之间存在较大区别，如何更有效地利用太阳能，最大限度的发挥组件发电效率，减小组件故障率，已经成为各大光伏发电企业、组件生产企业和电站设计与建设单位日益关注的问题。

目前国内大多数光伏发电企业主要存在着光伏组件、组串故障定位困难，光伏电站巡视困难，组件面板不易清洁，平单轴跟踪系统效益有待提高，电站运营数据综合分析能力较弱等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种光伏电站综合自动化管理系统，解决了目前光伏组件组串工作状态无法监测、平单轴跟踪系统发电效率提升有限，组件清洁困难等问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种光伏电站综合自动化管理系统，包括环境感知系统、设备监控系统、电气系统运维单元、视频监控系统和综合自动化管理软件。所述环境感知系统包括温度感知模块、风向风速感知模块、光照角度感知模块和光强感知模块。所述设备监控系统包括光伏组件、组串监控系统，平单轴跟踪系统，组件清洁系统，汇流箱监控系统，逆变、箱变监控系统，交、直流配电柜监控系统。所述电气系统运维单元包括电气系统结构运维模块、电气一次系统运维模块、电气二次系统运维模块、告警信息模块、数据查询模块、生产报表模块。所述视频监控系统包括无人机巡视系统、安全防护视频监控系统、监控视频管理系统。所述光伏组件、组串监控系统基于zigbee+4g无线传感网络，实现远程无线监控所述平单轴跟踪优化控制系统包括传感器、驱动电机、回转轴承和控制箱。所述组件清洁系统通过机器人进行组件面板清洁，通过远程操作管理、控制机器人。

本发明和现有技术相比，其显著优点为：(1)增加了光伏组件、组串智能监控功能，减小了光伏组件、组串故障带来的直接损失，提高了维护效率。(2)增加了无人机巡视功能，降低了人工巡检的劳动强度，提高了巡视效率和效果。(3)增加组件面板智能清洁功能，利用机器人实现组件清洁功能，降低了人工清洁的成本和劳动强度，且可按需，定期清洁。(4)优化平单轴跟踪控制功能，利用优化技术、mppt技术，提高组件面板对太阳入射角的跟踪精度，进一步提高光电组件的发电效率。(5)通过综合自动化管理软件，利用大数据和多目标优化技术，在对已有数据综合分析的基础上，根据光伏电站生产规律，合理安排生产计划，并对可能出现的问题进行提前预警，从而达到提高生产效益的目的。

附图说明

图1是本发明光伏电站综合自动化管理系统结构示意图。

图2是光伏组件、组串无人监控系统方案。

图3是平单轴跟踪优化控制系统结构示意图。

具体实施方式

结合图1-3，本发明光伏电站综合自动化管理系统，包括环境感知系统、设备监控系统、电气系统运维单元、视频监控系统和综合自动化管理软件。所述环境感知系统包括温度感知模块、风向风速感知模块、光照角度感知模块和光强感知模块。所述设备监控系统包括光伏组件、组串监控系统，平单轴跟踪系统，组件清洁系统，汇流箱监控系统，逆变、箱变监控系统，交、直流配电柜监控系统。所述电气系统运维单元包括电气系统结构运维模块、电气一次系统运维模块、电气二次系统运维模块、告警信息模块、数据查询模块、生产报表模块。所述视频监控系统包括无人机巡视系统、安全防护视频监控系统、监控视频管理系统。

所述光伏组件无线监控系统，如图2，基于zigbee+4g的无线传感网络采集每一块组件的电压、电流、温度，并将其上传至监控中心，控制组件的关断。

所述平单轴跟踪优化控制系统包括传感器、驱动电机、回转轴承和控制箱，如图3。系统利用传感器，感知当前太阳辐射强度，利用优化技术、mppt技术和太阳入射角检测技术，提高平单轴跟踪系统对太阳入射角的跟踪精度，进而提高光伏组件发电效率。系统采用双电机交叉耦合同步控制，两个电机均拥有独自的速度闭环和电流闭环，将实际速度求差得到反馈补偿控制信号，并将其叠加到各自的指令上，任何一个电机由于负载扰动等因素引起的转速波动在系统中均能体现，每个电机均向着减小速度误差的方向运动，可获得更高的同步精度。

所述组件清洁系统通过机器人进行组件面板清洁，通过远程操作管理、控制机器人。操作人员可以根据无人机巡视结果，操作机器人完成特定组件的清洁工作，也可以根据当前的天气状况，设定时间完成组件的清洁工作。实现组件的按需清洁，自动清洁。

所述无人机巡视系统，利用无人机对电站的运行情况进行高空巡视，监测每一块组件的洁净程度，损坏情况，通过图像处理技术，发现可疑故障组件，对可能出现的故障组件发出预警。操作人员在室内即可对全电站的运行情况进行巡视。

所述综合自动化管理软件通过数据采集、存储，结合大数据和多目标优化技术，在对已有数据综合分析的基础上，根据光伏电站生产规律，合理安排生产计划，并对可能出现的问题进行提前预警。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种光伏电站综合自动化管理系统，包括环境感知系统、设备监控系统、电气系统运维单元、视频监控系统和综合自动化管理软件。本发明在原有电气系统运行与维护单元的基础上，针对目前光伏组件组串工作状态无法监测、平单轴跟踪系统发电效率提升有限等问题，增加光伏组件、组串智能监控，平单轴跟踪系统优化控制，组件清洁，无人机巡视等功能，实现以电气系统运行和维护单元及设备监控单元为核心的光伏电站的综合自动化管理系统，提高了组件发电效率，减小组件故障率，实现光伏电站管理的一体化、自动化。

技术研发人员：房程远
受保护的技术使用者：房程远
技术研发日：2018.04.08
技术公布日：2019.10.18