一种分布式光伏电站的监控装置、系统及方法与流程

文档序号:15261671发布日期:2018-08-24 21:49阅读:195来源:国知局

本发明实施例涉及分布式光伏电站技术领域,特别是涉及一种分布式光伏电站的监控装置、系统及方法。



背景技术:

太阳能是最普遍的自然资源,并且随着科学技术的进步,光伏行业得到了快速的发展。近年来,随着光伏发电成本的逐年降低,分布式光伏电站应运而生,并呈现爆发式增长趋势,其中,分布式光伏电站特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式光伏电站系统,主要是利用分散式资源,装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统,它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。

分布式光伏电站在运行过程中可能会出现异常状态,严重情况下将造成安全隐患,所以对分布式光伏电站的运行情况进行实时有效的监控非常重要的。

目前,在对分布式光伏电站进行监控时,只能对分布式光伏电站的整体运行状态进行监控,并且在分布式光伏电站的运行状态异常时,不能确定是分布式光伏电站中的哪个通道出了问题,更难确定是哪个光伏组件出了问题,对工作人员的运维工作造成一定的影响,使其不能够及时发现出现异常的光伏组件,又因在光伏组件发生故障后其温度会升高,所以若不能及时发现出现故障的光伏组件,将带来较大的安全隐患。

鉴于此,如何提供一种解决上述技术问题的分布式光伏电站的监控装置、系统及方法成为本领域技术人员目前需要解决的问题。



技术实现要素:

本发明实施例的目的是提供一种分布式光伏电站的监控装置、系统及方法,有助于工作人员及时发现和定位运行状态异常的光伏组件,以便快速准确的对出现异常的光伏组件进行维护,从而提高整个分布式光伏电站的安全性。

为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种分布式光伏电站的监控装置,包括:

输入端与分布式光伏电站中的各个光伏组件连接、用于获取各个所述光伏组件的发电参数的采集模块;

输入端与所述采集模块的输出端连接、输出端与终端设备连接、用于将每个所述光伏组件的标识信息及相应的发电参数发送至所述终端设备进行显示的信息传输模块。

可选的,还包括:

输入端与所述采集模块输出端连接、输出端与所述信息传输模块的输入端连接、用于依据各个所述光伏组件的发电参数确定出运行状态异常的光伏组件,生成并发送与所述运行状态异常的光伏组件对应的提示信息的处理器;

所述信息传输模块,还用于将所述提示信息发送至所述终端设备进行显示。

可选的,所述处理器还用于依据与所述运行状态异常的光伏组件对应的发电参数确定所述运行状态异常的光伏组件的异常原因;

所述信息传输模块,还用于将所述运行状态异常的光伏组件的异常原因发送至所述终端设备进行显示。

可选的,还包括:

输入端与所述处理器的输出端连接、输出端与各个所述光伏组件连接的关断模块;

所述处理器,还用于在确定出所述运行状态异常的光伏组件后生成与所述所述运行状态异常的光伏组件对应的关断指令;

所述关断模块,用于依据所述关断指令控制所述运行状态异常的光伏组件关断。

可选的,还包括:

输入端与所述处理器的输出端连接的告警模块;

所述处理器,还用于在确定出所述运行状态异常的光伏组件后生成告警指令;

所述告警模块,用于依据所述告警指令发出警告。

可选的,所述采集模块包括输入端与每个所述光伏组件分别一一对应连接、输出端均与所述信息传输模块的输入端连接的电压传感器、电流传感器和温度传感器;所述发电参数包括电压、电流和温度。

可选的,还包括电能传输管理模块和储能模块;所述电能传输管理模块的第一输入端与所述分布式光伏电站输出端连接、第一输出端与电网连接、第二输入端与所述处理器的输出端连接、第二输出端与所述储能模块的输入端连接、第三输入端与所述储能模块的输出端连接、第三输出端与用户负载连接;

所述处理器,还用于在电价高峰时间段内生成第一控制指令,在电价低谷时间段内生成第二控制指令;

所述电能传输管理模块,用于依据所述第一控制指令将所述分布式光伏电站输出的电能输送至所述电网,并控制所述储能模块为所述用户负载供电;用于依据所述第二控制指令将所述分布式光伏电站输出的电能输送至所述储能模块及所述用户负载。

可选的,还包括输入端与所述储能模块连接、输出端与所述处理器的输入端连接、用于采集所述储能模块的运行状态信息的电池监测模块;

所述处理器,还用于依据所述运行状态信息对所述储能模块的运行状态进行分析,当所述储能模块的运行状态异常时生成所述告警指令。

本发明实施例还提供了一种分布式光伏电站的监控系统,包括如上述所述的分布式光伏电站的监控装置和与所述监控装置连接的终端设备。

本发明实施例相对应的提供了一种分布式光伏电站的监控方法,包括:

获取分布式光伏电站中各个光伏组件的发电参数;

将每个所述光伏组件的标识信息及相应的发电参数发送至终端设备进行显示。

本发明实施例提供了一种分布式光伏电站的监控装置、系统及方法,包括:输入端与分布式光伏电站中的各个光伏组件连接、用于获取各个光伏组件的发电参数的采集模块;输入端与采集模块的输出端连接、输出端与终端设备连接、用于将每个光伏组件的标识信息及相应的发电参数发送至终端设备进行显示的信息传输模块。

可见,本发明实施例通过采集模块对分布式光伏电站中的每个光伏组件的发电参数进行采集,并通过信息传输模块将所有发电参数及相应的标识信息发送至终端设备进行显示,以便工作人员能够通过与各个光伏组件对应的发电参数确定出每个光伏组件的运行状态,并及时发现和定位运行状态异常的光伏组件,以便快速准确的对出现异常的光伏组件进行维护,提高整个分布式光伏电站的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种分布式光伏电站的监控装置的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的另一种分布式光伏电站的监控装置的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的另一种分布式光伏电站的监控装置的结构示意图;

图4为本发明实施例提供的一种分布式光伏电站的监控方法的流程示意图。

附图1-3中,1为采集模块,2为信息传输模块,3为处理器,4为关断模块,5为告警模块,6为电能传输模块,7为储能模块,8为电池监测模块。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种分布式光伏电站的监控装置、系统及方法,有助于工作人员及时发现和定位运行状态异常的光伏组件,以便快速准确的对出现异常的光伏组件进行维护,从而提高整个分布式光伏电站的安全性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参照图1,图1为本发明实施例提供的一种分布式光伏电站的监控装置的结构示意图。

该装置包括:

输入端与分布式光伏电站中的各个光伏组件连接的采集模块1,该采集模块1用于获取各个光伏组件的发电参数;

输入端与采集模块1的输出端连接、输出端与终端设备连接的信息传输模块2,该信息传输模块2用于将每个光伏组件的标识信息及相应的发电参数发送至终端设备进行显示。

需要说明的是,本发明实施例中的发电参数可以包括电压、电流和温度;则,相应的本申请中的采集模块1可以由多个电压传感器、多个电流传感器和多个温度传感器构成。具体的,每个电压传感器分别一一对应的与每个光伏组件连接,用于采集相应的光伏组件的电压,每个电流传感器分别一一对应的与每个光伏组件连接,用于采集相应的光伏组件的电流,每个温度传感器分别一一对应的与每个光伏组件连接,用于采集相应的光伏组件的温度。

具体的,采集模块1将所采集到的各个光伏组件的发电参数通过信息传输模块2发送至终端设备(例如计算机、手机等),并通过终端设备将各个光伏组件的发电参数显示出来,其中,每个光伏组件具有与其一一对应的标识信息(如编号),终端设备上将显示出与每个光伏组件标识信息一一对应的发电参数,工作人员通过终端设备所显示的标识信息即可确定每个光伏组件的安装位置,并根据各个光伏组件的发电参数即可对每个光伏组件的运行状态进行判定,能够通过对各个发电参数的分析直接发现哪个光伏组件运行状态异常,无需再对每个光伏组件进行现场排查,有利于提高工作人员对分布式光伏电站的运维效率。

可见,本发明实施例能够通过采集模块对分布式光伏电站中的每个光伏组件的发电参数进行采集,并通过信息传输模块将所有发电参数及相应的标识信息发送至终端设备进行显示,以便工作人员能够通过与各个光伏组件对应的发电参数确定出每个光伏组件的运行状态,并及时发现和定位运行状态异常的光伏组件,以便快速准确的对出现异常的光伏组件进行维护,提高整个分布式光伏电站的运行效率及安全性。

请参照图2和图3,在上述实施例的基础上:

进一步的,该装置还包括输入端与采集模块1输出端连接、输出端与信息传输模块2的输入端连接的处理器3,该处理器3用于依据各个光伏组件的发电参数确定出运行状态异常的光伏组件,生成并发送与运行状态异常的光伏组件对应的提示信息;

信息传输模块2,还用于将提示信息发送至终端设备进行显示。

需要说明的是,本发明实施例中不仅可以将所有的发电参数发送至终端设备进行显示,还可以通过处理器3对所有的发电参数进行分析,并根据分析结果确定出哪组光伏组件的运行状态异常。具体的,可以根据每个光伏组件的电压、电流及温度来判定各个光伏组件的运行状态是否异常。

具体的,由于分布式光伏电站所处的环境是不稳定的,例如白天和夜晚的交替,天气的阴晴或户外温度均可能影响分布式光伏电站的发电情况,所以本申请中可以根据各个光伏组件的发电参数实时确定出当前的发电参数正常范围,具体可以通过各个光伏组件的发电参数计算出相应发电参数的平均值,并根据该平均值确定出发电参数正常范围。例如,根据各个光伏组件的电压计算出电压平均值,并根据电压平均值确定出电压正常范围,该电压正常范围可以为电压平均值-x%至电压平均值+x%,其中,x为大于0的常数,其具体数值可以根据实际情况进行确定。当确定出发电参数正常范围后,依据各个光伏组件的发电参数及该发电参数正常范围确定出运行状态异常的光伏组件,并将发电参数不在发电参数正常范围内的光伏组件确定为运行状态异常的光伏组件。

可以理解的是,当处理器3确定出运行状态异常的光伏组件后,可以生成与其对应的提示信息,并将该提示信息发送至终端设备进行显示,工作人员不必对每个光伏组件的发电参数进行分析,直接通过提示信息即可知道哪个光伏组件运行状态异常,从而重点对运行状态异常的光伏组件进行分析排查,以进一步提高运维效率,其中,提示信息包括运行状态异常的光伏组件的标识信息及异常现象,例如电流过小或电压和电流异常等信息。

更进一步的,处理器3还用于依据与运行状态异常的光伏组件对应的发电参数确定运行状态异常的光伏组件的异常原因;

信息传输模块2,还用于将运行状态异常的光伏组件的异常原因发送至终端设备进行显示。

需要说明的是,处理器3在确定出运行状态异常的光伏组件后,还可以对该光伏组件的发电参数进行分析,具体可以将光伏组件的发电参数与正常参数进行比较,进一步确定出该光伏组件运行异常的原因,并将异常原因通过信息传输模块2发送至终端设备进行显示,进一步为工作人员的运维工作提供了参考依据,更进一步的提升了运维效率。例如,当光伏组件的电流非常小时,可能是由于被遮挡;当光伏组件的电压和电流均异常时,光伏组件可能发生损坏等。

进一步的,该装置还包括输入端与处理器3的输出端连接、输出端与各个光伏组件连接的关断模块4;

处理器3,还用于在确定出运行状态异常的光伏组件后生成与运行状态异常的光伏组件对应的关断指令;

关断模块4,用于依据关断指令控制运行状态异常的光伏组件关断。

需要说明的是,当分布式光伏电站中出现运行异常的光伏组件时,为了避免危险(如因温度升高而着火、损坏等现象)的发生,本申请中的处理器3可以在确定出运行状态异常的光伏组件后,控制关断模块4将该光伏组件关断,以待工作人员对分布式光伏电站进行维护处理。当然,当工作人员通过提示信息确定出运行状态异常的光伏组件的位置后,可以通过终端设备输入的关断指令控制相应的光伏组件关断,并且本申请具体可以实现组件级及组串级的关断,从而提高分布式光伏电站运行的安全性。

具体的,本申请中的关断模块4可以包括多个可控开关,每个可控开关对应一个光伏组件,可控开关可以采用mos管。

更进一步的,该装置还可以包括输入端与处理器3的输出端连接的告警模块5;

处理器3,还用于在确定出运行状态异常的光伏组件后生成告警指令;

告警模块5,用于依据告警指令发出警告。

需要说明的是,为了在分布式光伏电站中的光伏组件出现异常后及时通知工作人员,还可以通过告警模块5发出警告,本申请中的告警模块5具体可以采用蜂鸣器发出鸣笛或采用提示灯进行灯光报警。

更进一步的,该装置还包括电能传输管理模块6和储能模块7;电能传输管理模块6的第一输入端与分布式光伏电站输出端连接、第一输出端与电网连接、第二输入端与处理器3的输出端连接、第二输出端与储能模块7的输入端连接、第三输入端与储能模块7的输出端连接、第三输出端与用户负载连接;

处理器3,还用于在电价高峰时间段内生成第一控制指令,在电价低谷时间段内生成第二控制指令;

电能传输管理模块6,用于依据第一控制指令将分布式光伏电站输出的电能输送至电网,并控制储能模块7为用户负载供电;用于依据第二控制指令将分布式光伏电站输出的电能输送至储能模块7及用户负载。

需要说明的是,随着光伏行业的快速发展,国家光伏补贴也逐渐降低,分布式光伏电站的建设增长迅速。目前,分布式光伏电站的主要运营方式有两种,一种是自发自用,余电上网;另一种是,发电全额上网,不论哪种运营方式,建设分布式光伏电站的用户主要是依靠光伏补贴进行盈利,但是随着光伏补贴的下调,如何确保用户的经济收益是一个亟待解决的问题。

鉴于此,本发明实施例中将全天时间分为两个时间段,分别为电价高峰时间段和电价低谷时间段,从而按照电价高峰时间段和电价低谷时间段对分布式光伏电站输出的电能进行调节,具体的,本申请中设有储能模块7,预存有电能,处理器3在电价高峰时间段生成第一控制指令用于控制电能传输管理模块6将分布式光伏电站输出的电能输送至电网上,并且在该时间段控制储能模块7为用户负载进行供电;处理器3在电价低谷时间段生成第二控制指令控制电能传输管理模块6将分布式光伏电站输出的电能一部分输送至储能模块7为储能模块7充电,另一部分用于为用户的家庭负载供电,从而可以最大程度上提高用户光伏发电经济收益。

还需要说明的是,若在电价高峰时间段储能电池难以维持用户负载的运行,则在该时间段可以通过电能传输管理模块6将分布式光伏电站输出的电能中的一部分用户给用户负载供电,一部分用户为储能模块7充电,剩余的电能并入电网,此种方式也可以在一定程度上增加用户的光伏发电经济收益。

另外,本申请中的电价高峰时间段和电价低谷时间段可以根据分布式光伏电站建设的具体地区进行确定,本申请对此不做特殊限定。另外,本申请可以根据预设时间段自动切换分布式光伏电站的运营模式,也可以由用户通过终端设备手段切换运营模式。

本申请不仅能够在一定程度上提高用户光伏发电经济收益,同时有利于减少光伏组件发电不稳定对电站造成的冲击,提高社会用户综合经济效益。具体的,本申请通过对分布式光伏电站运行模式的调节,在不同的用电时间段采用合理的供电模式进行负载消耗,不仅有利于节约能源、提高能源利用率,还有利于降低能源消耗总量、有利于电网经济安全运行,提高负荷率。对于用户而言,可以降低用电成本,提高光伏发电经济收益,对于供电部分,有利于缓解高峰缺电矛盾,减少高峰拉限电次数,减少限电损失,提高社会用电综合经济收益。

更进一步的,电能传输管理模块6包括控制器和双向逆变器;

控制器,用于依据第一控制指令控制双向逆变器将分布式光伏电站输出的直流电转化为交流电后输送至电网;用于依据第一控制指令控制储能模块7放电、以及控制双向逆变器将储能模块7输出的直流电转换为交流电后输送至用户负载;用于依据第二控制指令控制双向逆变器将分布式光伏电站输出的电能进行相应的处理后输送至储能模块7及用户负载。

需要说明的是,在电价低谷时间段本申请中的电能传输管理模块6中的控制器能够根据处理器3发送的第二控制指令控制双向逆变器将分布式光伏电站输出的部分电能进行相应的直流变换处理后输送至储能电池为储能电池进行充电,将分布式光伏电站输出的另一部分电能进行直交流变换后输送至用户负载为用户负载进行供电。

更进一步的,该装置还包括输入端与储能模块7连接、输出端与处理器3的输入端连接、用于采集储能模块7的运行状态信息的电池监测模块8;

处理器3,还用于依据运行状态信息对储能模块7的运行状态进行分析,当储能模块7的运行状态异常时生成告警指令。

需要说明的是,本发明实施例中的电池检测模块可以采集储能模块7的温度和电压等运行状态信息,处理器3依据这些运行状态信息与相应的正常值进行比较,从而确定储能模块7的运行状态是否正常,当其运行状态异常时控制告警模块5发出警告,以便使用户及时发现并对其进行相应的维护处理。

具体的,本申请中的储能模块7可以包括磷酸铁锂电池,可以根据实际需求增加磷酸铁锂电池的数量;当然,若考虑到成本问题还可以采用体积较大的铅酸电池,具体不做特殊限定。

在上述实施例的基础上,本发明实施例还提供了一种分布式光伏电站的监控系统,包括如上述的分布式光伏电站的监控装置和与监控装置连接的终端设备。

需要说明的是,本发明实施例中提供的分布式光伏电站的监控系统具有与上述分布式光伏电站的监控装置相同的有益效果,并且对于本发明实施例中所涉及到的分布式光伏电站的监控装置的具体介绍本申请在此不再赘述,请参照上述方法实施例。

在上述实施例的基础上,本发明实施例还提供了一种分布式光伏电站的监控方法,包括:

获取分布式光伏电站中各个光伏组件的发电参数;

将每个光伏组件的标识信息及相应的发电参数发送至终端设备进行显示。

可选的,该方法还包括:

依据各个光伏组件的发电参数确定出运行状态异常的光伏组件;

生成与运行状态异常的光伏组件对应的提示信息,并将提示信息发送至终端设备进行显示。

可选的,对各个光伏组件的发电参数进行分析,确定出运行状态异常的光伏组件的过程包括:

依据各个光伏组件的发电参数确定出发电参数正常范围;

判断各个光伏组件的发电参数是否在发电参数正常范围内,并将发电参数不在发电参数正常范围内的光伏组件确定为运行状态异常的光伏组件。

需要说明的是,本发明实施例中提供的分布式光伏电站的监控系统具有与上述分布式光伏电站的监控装置相同的有益效果,并且对于本发明实施例中所涉及到的分布式光伏电站的监控装置的具体介绍本申请在此不再赘述,请参照上述方法实施例。

还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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