一种风光互补电站监控系统的制作方法

专利名称:一种风光互补电站监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及控制系统领域，尤其是一种风光互补电站监控系统，包括无线传感网络单元、智能管理单元和网络数据处理单元；所述无线传感网络单元包括网关及连接所述网关的风力发电监控节点、光伏发电监控节点、外部环境检测节点、蓄电池充放电监控节点、DC/DC变换器监控节点及DC/AC变换器监控节点；所述智能管理单元包括本地处理器、远程监控中心及手持终端；所述网络数据处理单元包括无线连接本地处理器的Web服务器和云数据库。本实用新型的风电互补电站监控系统，融合智能无线传感器技术、实时无线网络通信技术和数据挖掘分析平台技术，提高了风光互补电站的运行效率，降低了故障发生率，减少了故障决解时间。
【专利说明】
一种风光互补电站监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及控制系统领域，尤其是一种风光互补电站监控系统。
【背景技术】
[0002]风能、太阳能是丰富清洁的可再生能源，有着很好的开发利用前景。风光互补电站充分利用了太阳能和风能两种能源的天然互补性，提供稳定的电力输出。但风能、太阳能存在能量密度低且随机性强的特点，所以为了获得更多的电能，风光互补发电站一般都架设在比较偏远的开阔地带。因此，如何实时了解电站的运行状况，如何满足上一级系统或电网调度系统的监控需求，成为亟待解决的问题。风光互补电站运行状态的实时监控，如运行状态监控、故障检测预警、环境数据采集、能源调度与分配，对提高电站运行效率、降低运行成本具有重要的意义。如果通过网络监控实时交换系统各部分工作状态信息，通过对信息的优化处理可以提高电站系统的无故障运行时间。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型解决的技术问题在于提供一种风光互补电站监控系统，提高风光互补电站的运行效率，降低故障发生率及减少故障决解时间。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案:
[0005]—种风光互补电站监控系统，包括无线传感网络单元、智能管理单元和网络数据处理单元，所述智能管理单元分别连接所述无线传感网络单元和网络数据处理单元;所述无线传感网络单元包括网关及连接所述网关的风力发电监控节点、光伏发电监控节点、夕卜部环境检测节点、蓄电池充放电监控节点、DC/DC变换器监控节点及DC/AC变换器监控节点；所述风力发电监控节点监控风能最大功率及风力发电机输出电压和电流，所述光伏发电监控节点监控太阳能最大功率及光伏电池输出电压和电流，所述外部环境检测节点检测外部环境的温度、湿度、风速、风向及光照度，所述蓄电池充放电监控节点监控蓄电池的电压、电流及温度，以及控制蓄电池的充放电，所述DC/DC变换器监控节点监控直流输出电压和电流，以及控制直流输出通断;所述DC/AC变换器监控节点监控交流输出电压和电流以及控制交流输出通断；
[0006]所述智能管理单元包括本地处理器以及连接所述本地处理器的远程监控中心及手持终端，所述网关连接所述本地处理器;所述网络数据处理单元包括无线连接所述本地处理器的Web服务器和云数据库。
[0007]优选的，所述无线传感网络单元中的各节点通过Zigbee射频模块与其它节点构成Zigbee 网络。
[0008]进一步的，所述远程监控中心、手持终端、Web服务器和云数据库分别通过GPRS或wifi或以太网连接所述本地处理器。
[0009]本实用新型的风光互补电站监控系统，融合智能无线传感器技术、实时无线网络通信技术和数据挖掘分析平台技术，提高了风光互补电站的运行效率，降低了故障发生率，减少了故障决解时间。同时，保证了电站监控系统安装的灵活性，减少了电站系统内的布线，节约了监控系统安装成本，还避免了高压高温等原因造成的线路老化等问题，具有良好的经济性和实用性。
【附图说明】

[0010]图1为本实用新型一个实施例的结构示意框图；
[0011]图2为图1中实施例的内部结构示意图；
[0012]附图标记说明:1-无线传感网络单元，2-智能管理单元，3-网络数据处理单元。
【具体实施方式】
[0013]为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
[0014]如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，一种风光互补电站监控系统，包括无线传感网络单元、智能管理单元和网络数据处理单元。
[0015]具体的，如图2所示，无线传感网络单元包括网关及连接所述网关的风力发电监控节点、光伏发电监控节点、外部环境检测节点、蓄电池充放电监控节点、DC/DC变换器监控节点及DC/AC变换器监控节点。
[0016]其中，风力发电监控节点用于监控风能最大功率及风力发电机输出电压和电流；光伏发电监控节点用于监控太阳能最大功率及光伏电池输出电压和电流;外部环境检测节点用于检测外部环境的温度、湿度、风速、风向及光照度；蓄电池充放电监控节点用于监控蓄电池的电压、电流及温度，以及用于控制蓄电池的充放电；DC/DC变换器监控节点用于监控直流输出电压和电流，以及控制直流输出通断;DC/AC变换器监控节点用于监控交流输出电压和电流以及控制交流输出通断。
[0017]上述传感器监控节点和无线网关组成无线传感网络，风轮机、光伏组件、蓄电池、变换器、控制器等参数数据和网关指令在无线传感网中传递。传感器监控节点对风力发电机组的运行信息(风轮转速、电压、电流、变桨状态)、光伏发电机组运行信息(电压、电流、功率、发电量及运行状态)、蓄电池组信息(电量大小、报警状态、开启状态)、负载信息(耗电量情况、工作状态)等数据进行采集及转换;无线通信部分负责节点之间按一定的通信协议相互通信，通过Zigbee射频模块与其它节点构成Zigbee网络。
[0018]智能管理单元包括本地处理器、远程监控中心及手持终端。其中，本地处理器为ARM嵌入式系统，通过以太网连接监控中心，并通过GPRS连接手持终端。手持终端一般为电站管理人员的智能手机或其它手持智能设备。本地处理器处理无线传感器网络单元上传的数据，并获取监控中心或电站管理人员命令，以及通过GPRS上传数据至网络数据库。风轮机及光伏组件等数据从网关传输到ARM系统，ARM系统通过网关发送指令。由ZigBee网络采集的电站监测数据，经ARM进行ZigBee协议数据解包，通过GPRS或以太网模块封装成TCP/IP数据包发送到监控中心或电站管理人员手机。而由监控中心或电站管理人员发出的控制信息，经GPRS或以太网模块进行TCP/IP协议解包，再由ARM将数据封装成ZigBee协议数据，经ZigBee无线射频芯片发送到ZigBee网络中。
[0019]网络数据处理单元包括无线连接本地处理器的Web服务器和云数据库，其中，Web服务器和云数据库分别通过GPRS或wifi连接本地处理器。云数据库为WEB服务器和外部应用提供存储空间，接受智能管理单元上传的数据并存入数据库。电站用户可以通过浏览器使用http协议访问WEB服务器获取电站工作信息。用户还可通过手机软件访问指定的平台，获取电站数据，这两种方式只要能连上网络就能实现对电站的监控。
[0020]以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种风光互补电站监控系统，其特征在于:包括无线传感网络单元、智能管理单元和网络数据处理单元，所述智能管理单元分别连接所述无线传感网络单元和网络数据处理单元； 所述无线传感网络单元包括网关及连接所述网关的风力发电监控节点、光伏发电监控节点、外部环境检测节点、蓄电池充放电监控节点、DC/DC变换器监控节点及DC/AC变换器监控节点;所述风力发电监控节点监控风能最大功率及风力发电机输出电压和电流，所述光伏发电监控节点监控太阳能最大功率及光伏电池输出电压和电流，所述外部环境检测节点检测外部环境的温度、湿度、风速、风向及光照度，所述蓄电池充放电监控节点监控蓄电池的电压、电流及温度，以及控制蓄电池的充放电，所述DC/DC变换器监控节点监控直流输出电压和电流，以及控制直流输出通断;所述DC/AC变换器监控节点监控交流输出电压和电流以及控制交流输出通断； 所述智能管理单元包括本地处理器以及连接所述本地处理器的远程监控中心及手持终端，所述网关连接所述本地处理器;所述网络数据处理单元包括无线连接所述本地处理器的Web服务器和云数据库。2.如权利要求1所述的风光互补电站监控系统，其特征在于:所述无线传感网络单元中的各节点通过Z i gb e e射频模块与其它节点构成Z i gb e e网络。3.如权利要求2所述的风光互补电站监控系统，其特征在于:所述远程监控中心、手持终端、Web服务器和云数据库分别通过GPRS或wifi或以太网连接所述本地处理器。
【文档编号】H02J13/00GK205725148SQ201620131183
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】卢艳, 郑逸
【申请人】衢州职业技术学院