光伏电站无线智能监控系统及方法_2

文档序号:9729541阅读:来源:国知局
m含65536;即分组序列号含65536;每个分 组序列分为bl~bn个分组,η含255的自然数;即分组号含255;每个分组由i个智能监控模块 11构成;1。83的自然数,即分组内序号。83;每一个分组序列对应一个中继器,每个网关 最多对应255个中继器12;每个中继器12与同一个分组序列内的所有智能监控模块11采用 2.4G化频段进行无线通信;相邻分组序列与中继器通信需采用不同的频道;中继器12与网 关13之间采用433MHz频段进行无线通信;每个网关最多与255个中继器进行无线通信,不同 网关分别采用不同的通信频率。
[0029]智能监控模块11用于检测光伏组件10的信息,包括电压、电流、溫度等,与中继器 进行无线通信,根据指令关断光伏组件电压输出,旁路不能输出电量的光伏组件;
[0030] 每一个智能监控模块11都具备一个6个字节独立的ID号,W与其他监控模块区分; 智能监控模块11完成光伏组件10数据采集,包括电压检测、溫度检测、电流检测等,自行判 断当前光伏组件工作状态,需报警时主动报警,通过指定2.4GZ频段分时隙上传数据到中继 器12,并接收中继器12的下行数据,包括组网指令、工作参数等,并按收到的指令进行相关 操作,包括根据指令关断光伏组件电压输出,旁路不能输出电量的光伏组件,W及进行工作 模式转换等;
[0031] 中继器12完成大于50米的2.4G频段通讯和大于1公里的433频段通讯的中继转换, 中继器12将智能监控模块11发来的数据汇总后,打包转发给网关13;并将网关13的下行数 据打包转发给智能监控模块11;中继器12与智能监控模块11之间的通讯距离大于50米,与 网关的通讯距离大于1公里;
[0032] 网关13完成433频段时隙通讯和TCP/IP互联网服务器的转换;网关可W将约255个 中继器上传的数据汇总后,打包转发给服务器;并将服务器发出的指令转发给中继器。通过 互联网TCP^P,可W支持多个网关同时与异地服务器通讯。
[0033] 通过服务器接口,服务器14可对光伏电站中控室、电站总部、专家系统、第Ξ方监 管等提供数据服务。
[0034] 在具体实施例中,系统4层级通讯协议如下表1所述。
[0035] 表1系统4层级通讯协议简述
[0036]
[0037] 智能监控模块相关数据信息按如下表2所述。
[0038] 表2智能监控模块相关数据表
[0039]
[0040]
[0041] 中继器执行系统通讯频道的选择。包括:
[0042] -、中继器定期分析本地环境各频道的通讯背景噪声水平。动态选择最优频道;
[0043] 二、对已组网智能监控模块,在原有频道上采用指令进行通知,1秒后整体切换频 道。
[0044] Ξ、对未组网智能监控模块,通过频道扫描方式采用指令进行通知。系统优先的广 播通讯频道暂定为0和83两个频道。
[0045] L1通讯有长周期、短周期两种通讯模式:包括一发多收的长周期通讯模式和一发 一收的短周期通讯模式。其中:
[0046] -发多收的长周期通讯模式采用周期性的"命令广播+选择性应答"的半双工通讯 方式。"命令广播时隙"和"选择性应答时隙"均规定为5ms,收发转换保护时间规定为40ms。 周期性通讯时间规定为1秒钟,由中继器主动发起通讯,精确的、周期性发出"命令广播时 隙"兼作为系统授时,接线盒收到"命令广播"时隙作为每秒的启始时刻,也作为每次通讯的 启始时刻。L1每秒进行一次半双工通讯,每发一次广播命令,最多可收到183个分组成员的 回传数据。
[0047] -发一收的短周期通讯模式系统隐含采用长周期通讯模式。第一个短周期通讯在 系统时间的"秒时刻"发出,使相同分组内的接线盒同时进行短周期通讯模式,加快系统配 置速度。最后一个短周期通讯模式要发一个转换指令,使相同分组内的接线盒同时恢复到 长周期通讯模式。
[004引短周期通讯时间规定为0.1秒钟,比长周期通讯速度快10倍。仍采用非周期的"命 令广播+选择性应答"的半双工通讯方式。L1每秒进行一次半双工通讯,每发一次广播命令, 最多可收到3个指定成员或1个组员3次的回传数据。
[0049] LI通讯协议时隙体系由分组序列号、分组号、分组内序号构成,考虑要兼顾大型电 站组网需要,其取值范围如表3。
[0050] 表3命令帖字段表
[0化1 ]
[0化3] 按上表取值范围,一个中继器最多可W管理255*183 = 46665个组件,按每个组件 250W计算约18MW,65535个中继器可W管理1180GW,可W满足任何特大型电站的管理需求。
[0054] 经过系统组网配置后,可W快速采集指定顺序的光伏组件ID的相关数据和信息, W及系统公共数据的包括当前理想电压值、当前理想电压值、当前溫度报警阔值等。数据采 集流程为:如果中继器下达分组回传当前数据命令,包括中继器指定回传分组号,回传当前 所有数据,接线盒收到该命令后,判定是属于该分组号时,在约定应答时隙上传当前所有数 据,包括;当前电压值、当前电流值、当前溫度值、当前状态值和当前溫度报警阔值等;如果 中继器下达指定回传分组号,回传当前ID号命令时,接线盒判定属于该分组号时,在约定应 答时隙上传当前接线盒ID号或组件ID号;如果中继器下达按操作码对当前系统数据进行设 置命令时,接线盒按命令对当前系统数据进行设置,包括分组序列号、分组号、分组内序号、 当前溫度报警阔值、当前理想电压值和当前理想电流值等,并将当前系统数据进行回传。
[0055] 通过对中继器每个分组批量采集数据的开始时间进行记录,可W实现一个采集时 间与每组的批量采集数据绑定,压缩了记录采集时间的存储空间。
[0056] 参见图2至图7,光伏电站无线智能监控系统中中继器与智能监控模块组网方法, 包括如下步骤:
[0057] 步骤1.智能监控模块处于初始状态,分组序列号Ml、分组号M4、分组内序号M5均为 空;
[0058] 步骤2、第一次抢号入网请求:智能监控模块在未分组状态下接收到中继器发出的 组网命令,获取分配的分组序列号Ml,并按指定的分组总数M2随机生成分组号M4和分组内 序号M5,其中,分组总数M2为每个分组序列的分组总数量,分组总数M2小于或等于255;分组 号M4小于或等于分组总数M2,分组内序号M5小于或等于183;分组内序号即为指定的应答时 隙号;
[0059] 步骤3、第一轮抢号轮询确认:中继器12发送分组序列号和指定分组号对智能监控 模块进行抢号轮询确认,并对已经应答的智能监控模块重新分配时隙号;当智能监控模块 接收的分组序列号和指定分组号分别与步骤2获取的分组序列号Ml和分组号M4相同时,按 分组内序号M5向中继器回传应答命令;即将光伏组件的ID号回传中继器;中继器收到智能 监控模块的应答命令后,将对应智能监控模块的分组序列号Ml、分组号M4和分组内序号M5 存入缓存,并对统计已应答智能监控模块的计数器A1递增1;
[0060] 步骤4、第一轮系统配置归序:中继器12发送归序命令,产生新分组序列号ΜΓ、新 分组号M4'和新分组内序号M5',对已抢号确认的智能监控模块重新配置新分组序列号ΜΓ、 新分组号M4'和新分组内序号M5';智能监控模块按分组内序号M5上传新分组号M4'和新分 组内序号M5',进行回传确认更新;
[0061] 在具体实施例中,每个新分组号M4'进行第一次系统配置归序时,新分组内序号 M5'都从1开始;
[0062] 步骤4.1:中继器12判断是否收到智能监控模块的应答命令,如未收到应答命令, 进入步骤4.2;如收到应答命令,新分组内序号M5'递增1,再判断M5'大于183吗巧日M5'大于 183,对新分组号M4 '递增1,并将M5 '置1,进入步骤4.2;如M5 '小于183,进入步骤4.2;
[0063] 步骤4.2对统计已应答智能监控模块的计数器A1递减1;
[0064] 步骤4.3判断统计已应答智能监控模块的计数器A1是否为0;如不为0,返回步骤4; 如为0,对指定分组号M6递增1;
[0065] 步骤5.判断所有分组是否都轮询确认完成,即判断M6是否大于分组总数M2,若M6 小于M2,即未完成,返回步骤3;若全部完成,进入步骤6;
[0066] 步骤6.第二轮抢号入网请求:中继器下达在不改变分组序列号的情况下重新计算 分组号及分组内序号命令;未完成系统配置归序的智能监控模块重新获得分组号和分组内 序号;并按重新获得的分组内序号将光伏组件ID号回传中继器;中继器收到智能监控模块 的应答命令后,将对应智能监控模块的分组序列号Ml、分组号M4和分组
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