野外设备的太阳能供电电源管理装置及方法

野外设备的太阳能供电电源管理装置及方法
【专利摘要】本发明野外设备的太阳能供电电源管理装置及方法，野外设备的太阳能供电电源管理装置设有太阳能电池板、充电控制电路、蓄电池、信息采集单元组、负载和控制模块及无线通讯模块；所述控制模块均电性连接于太阳能电池板、充电控制电路、蓄电池及无线通讯模块；所述信息采集单元组与控制模块、无线通讯模块、太阳能电池板、充电控制电路及蓄电池电性连接；所述负载均与充电控制电路、蓄电池和控制模块电性连接。本发明具有结构简单，性能稳定，成本低廉，能够实时监测到野外设备的太阳能电源的各个模块的电参数，并根据各模块电参数及结合外部环境来自行节能管理或者手动远程调节负载，以提高用电时长，提高正常运行的设备比率，降低设备掉线率。
【专利说明】
野外设备的太阳能供电电源管理装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及野外设备的太阳能供电电源管理装置及方法。
【背景技术】
[0002]传统的野外太阳能电源均不能够远程监控，不能够根据实际情况自行节能管理，也不能够实时监测到太阳能电源的各个模块的电参数。

【发明内容】

[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供野外设备的太阳能供电电源管理装置，具有结构简单，性能稳定，成本低廉，能够实时监测到野外设备的太阳能电源的各个模块的电参数，并根据各模块电参数及结合外部环境来自行节能管理或者手动远程调节负载，以提高用电时长，提高正常运行的设备比率，降低设备掉线率。
[0004]本发明所采用的技术方案是:
野外设备的太阳能供电电源管理装置，其设有太阳能电池板、与太阳能电池板电性连接的充电控制电路、与充电控制电路电性连接的蓄电池、信息采集单元组、负载和控制模块及无线通讯模块;所述控制模块均电性连接于太阳能电池板、充电控制电路、蓄电池及无线通讯模块;所述信息采集单元组与控制模块、无线通讯模块、太阳能电池板、充电控制电路及蓄电池电性连接;所述负载均与充电控制电路和蓄电池电性连接。
[0005]所述信息采集单元组包括至少三个电流互感器、至少三个电压互感器至少一个温度传感器、至少一个湿度传感器及至少一个光敏传感器;所述控制模块均电性连接于温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、三个电流互感器及三个电压互感器;所述无线通讯模块均电性连接于温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、三个电流互感器及三个电压互感器。
[0006]所述负载为摄像机，或为照明装置，或为雷达，或为红外热成像仪，或为微波基站，或为气象监测设备，或为杆塔倾斜监测设备;所述负载与控制模块电性连接。
[0007]三个所述电流互感器分别为安装在太阳能电池板的第一电流互感器、安装在充电控制电路上的第二电流互感器及安装在蓄电池上的第三电流互感器;三个所述电压互感器分别为安装在太阳能电池板的第一电压互感器、安装在充电控制电路上的第二电压互感器及安装在蓄电池上的第三电压电流互感器。
[0008]所述信息采集单元组设有两个温度传感器，分别为外部环境温度传感器和蓄电池温度传感器，所述外部环境温度传感器和蓄电池温度传感器均与控制模块电性连接。
[0009]野外设备的太阳能供电电源管理装置还包括有监控中心，所述监控中心与无线通讯模块相互通讯连接。
[0010]野外设备的太阳能供电电源管理装置的方法，其包括以下步骤:
A、控制模块采集信息采集单元组的所有信号，且控制模块进行内部计算，得出蓄电池的当日充入电量、蓄电池的当月充入电量、蓄电池的当年充入电量、太阳能电池板的当日发电量、太阳能电池板的当月发电量及太阳能电池板的当年发电量； B、控制模块进行内部分析判断，如果电池的当日充入电量大于等于a，电池的当月充入电量大于等于b，电池的当年充入电量大于等于C，太阳能电池板的当日发电量大于等于d、太阳能电池板的当月发电量大于等于e及太阳能电池板的当年发电量大于等于f，则判断运行状态结果为优良；如果电池的当日充入电量大于等于O且小于a，蓄电池的当月充入电量大于等于O且小于b，蓄电池的当年充入电量大于等于O且小于C，太阳能电池板的当日发电量大于等于X且小于d、太阳能电池板的当月发电量大于等于X且小于e及太阳能电池板的当年发电量大于等于X且小于f，则判断运行状态结果为中等;蓄电池的当日充入电量小于O，蓄电池的当月充入电量小于O，蓄电池的当年充入电量小于O，太阳能电池板的当日发电量小于X、太阳能电池板的当月发电量小于X及太阳能电池板的当年发电量小于X，则判断运行状态结果为较差，其中X小于等于d、e及f;
C、如果控制模块判断运行状态结果为较差，则将运行状态结果通知监控中心，报警提醒维护人员。
[0011 ]所述步骤C之后还包括步骤D，所述步骤D为:在天气晴朗的情况下，控制模块检测到太阳能电池板当日发电量小于负载的当日消耗电量，则判断结果为太阳能电池板数量不足。
[0012]所述步骤D之后还包括步骤E，所述步骤E为:在天气晴朗的情况下，当控制模块检测到太阳能电池板的电压大于0，而且发电量为O时，则判断太阳能电池板出现故障。
[0013]所述步骤E之后还包括步骤F，所述步骤F为:当太阳能电池板、蓄电池及充电控制电路均正常运行时，控制模块通过信息采集单元组获取到负载功率突然为零时，则判断结果为负载出现故障。
[0014]所述步骤F之后还设有步骤G，所述步骤G为当控制模块检测到蓄电池电压为零、充入电流为零、充入功率为零、且运行状态结果为优良或运行状态为中等，则判断蓄电池与充电控制电路之间断开。
[0015]本发明的有益效果是:结构简单、性能稳定、成本低廉，能够实时监测到电源的各个模块的电参数，并根据各模块电参数及结合外部环境来自行节能管理，或者手动远程调节负载，可以提高用电时长，降低设备掉线率。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本发明野外设备的太阳能供电电源管理装置，其设有太阳能电池板1、与太阳能电池板I电性连接的充电控制电路2、与充电控制电路2电性连接的蓄电池3、信息采集单元组5、负载6和控制模块7及无线通讯模块4 ；所述控制模块7均电性连接于太阳能电池板1、充电控制电路2、蓄电池3及无线通讯模块4;所述信息采集单元组5与控制模块7、无线通讯模块4、太阳能电池板、充电控制电路及蓄电池电性连接;所述负载6均与充电控制电路2和蓄电池3电性连接。
[0018]所述信息采集单元组5包括至少三个电流互感器、至少三个电压互感器至少一个温度传感器、至少一个湿度传感器及至少一个光敏传感器;所述控制模块7均电性连接于温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、三个电流互感器及三个电压互感器;所述无线通讯模块4均电性连接于温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、三个电流互感器及三个电压互感器。
[0019]所述负载6为摄像机，或为照明装置，或为雷达，或为红外热成像仪，或为微波基站，或为气象监测设备，或为杆塔倾斜监测设备;所述负载与控制模块电性连接。
[0020]三个所述电流互感器分别为安装在太阳能电池板I的第一电流互感器、安装在充电控制电路2上的第二电流互感器及安装在蓄电池3上的第三电流互感器;三个所述电压互感器分别为安装在太阳能电池板I的第一电压互感器、安装在充电控制电路2上的第二电压互感器及安装在蓄电池3上的第三电压电流互感器。
[0021]所述信息采集单元组5设有两个温度传感器，分别为外部环境温度传感器和蓄电池温度传感器，所述外部环境温度传感器和蓄电池温度传感器均与控制模块7电性连接。
[0022]野外设备的太阳能供电电源管理装置还包括有监控中心，所述监控中心与无线通讯模块4相互通讯连接。
[0023]野外设备的太阳能供电电源管理装置的方法，其包括以下步骤:
A、控制模块7采集信息采集单元组的所有信号，且控制模块7进行内部计算，得出蓄电池的当日充入电量、蓄电池的当月充入电量、蓄电池的当年充入电量、太阳能电池板的当日发电量、太阳能电池板的当月发电量及太阳能电池板的当年发电量；
B、控制模块7进行内部分析判断，如果电池的当日充入电量大于等于a，电池的当月充入电量大于等于b，电池的当年充入电量大于等于C，太阳能电池板的当日发电量大于等于d、太阳能电池板的当月发电量大于等于e及太阳能电池板的当年发电量大于等于f，则判断设备的运行状态结果为优良；如果电池的当日充入电量大于等于O且小于a，蓄电池的当月充入电量大于等于O且小于b，蓄电池的当年充入电量大于等于O且小于C，太阳能电池板的当日发电量大于等于X且小于d、太阳能电池板的当月发电量大于等于X且小于e及太阳能电池板的当年发电量大于等于X且小于f，则判断设备的运行状态结果为中等；蓄电池的当日充入电量小于0，蓄电池的当月充入电量小于O，蓄电池的当年充入电量小于0，太阳能电池板的当日发电量小于X、太阳能电池板的当月发电量小于X及太阳能电池板的当年发电量小于X，则判断设备的运行状态结果为较差，其中X小于等于d、e及f;
C、如果控制模块7判断设备的运行状态结果为较差，则将设备的运行状态结果通知监控中心，报警提醒维护人员。
[0024]所述步骤C之后还包括步骤D，所述步骤D为:在天气晴朗的情况下，控制模块检测到太阳能电池板当日发电量小于负载的当日消耗电量，则判断结果为太阳能电池板数量不足。
[0025]所述步骤D之后还包括步骤E，所述步骤E为:在天气晴朗的情况下，当控制模块检测到太阳能电池板的电压大于0，而且发电量为O时，则判断太阳能电池板出现故障。
[0026]所述步骤E之后还包括步骤F，所述步骤F为:当太阳能电池板、蓄电池及充电控制电路均正常运行时，控制模块通过信息采集单元组获取到负载功率突然为零时，则判断结果为负载出现故障。
[0027]所述步骤F之后还设有步骤G，所述步骤G为当控制模块检测到蓄电池电压为零、充入电流为零、充入功率为零、且设备的运行状态结果为优良或运行状态为中等，则判断蓄电池与充电控制电路之间断开。
[0028]本发明的有益效果是:结构简单、性能稳定、成本低廉，能够实时监测到电源的各个模块的电参数，并根据各模块电参数及结合外部环境来自行节能管理，或者手动远程调节负载，可以提高用电时长，降低设备掉线率。
[0029]本发明的有益效果是:具有结构简单，性能稳定，能够根据各模块电参数及结合外部环境来自行或者远程调节，可以提高用电时长和成本低。
【主权项】
1.野外设备的太阳能供电电源管理装置，其特征在于:它设有太阳能电池板(I)、与太阳能电池板(I)电性连接的充电控制电路(2)、与充电控制电路(2)电性连接的蓄电池(3)、信息采集单元组(5)、负载(6)、控制模块(7)及无线通讯模块(4);所述控制模块(7)均电性连接于太阳能电池板(I)、充电控制电路(2)、蓄电池(3)及无线通讯模块(4);所述信息采集单元组(5 )与控制模块(7 )、无线通讯模块(4 )、太阳能电池板、充电控制电路及蓄电池电性连接;所述负载(6)均与充电控制电路(2)和蓄电池(3)电性连接。2.根据权利要求1所述的野外设备的太阳能供电电源管理装置，其特征在于:所述信息采集单元组(5)包括至少三个电流互感器、至少三个电压互感器至少一个温度传感器、至少一个湿度传感器及至少一个光敏传感器;所述控制模块(7)均电性连接于温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、三个电流互感器及三个电压互感器;所述无线通讯模块(4)均电性连接于温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、三个电流互感器及三个电压互感器。3.根据权利要求1所述的野外设备的太阳能供电电源管理装置，其特征在于:所述负载(6)为摄像机，或为照明装置，或为雷达，或为红外热成像仪，或为微波基站，或为气象监测设备，或为杆塔倾斜监测设备;所述负载与控制模块电性连接。4.根据权利要求2所述的野外设备的太阳能供电电源管理装置，其特征在于:三个所述电流互感器分别为安装在太阳能电池板(I)的第一电流互感器、安装在充电控制电路(2)上的第二电流互感器及安装在蓄电池(3)上的第三电流互感器;三个所述电压互感器分别为安装在太阳能电池板(I)的第一电压互感器、安装在充电控制电路(2)上的第二电压互感器及安装在蓄电池(3)上的第三电压电流互感器。5.根据权利要求1所述的野外设备的太阳能供电电源管理装置，其特征在于:所述信息采集单元组(5)设有两个温度传感器，分别为外部环境温度传感器和蓄电池温度传感器，所述外部环境温度传感器和蓄电池温度传感器均与控制模块(7)电性连接。6.根据权利要求1所述的野外设备的太阳能供电电源管理装置，其特征在于:还包括有监控中心，所述监控中心与无线通讯模块(4)相互通讯连接。7.如权利要求1至6任意一项所述的野外设备的太阳能供电电源管理装置的方法，其特征在于包括以下步骤: A、控制模块(7)采集信息采集单元组的所有信号，且控制模块(7)进行内部计算，得出蓄电池的当日充入电量、蓄电池的当月充入电量、蓄电池的当年充入电量、太阳能电池板的当日发电量、太阳能电池板的当月发电量及太阳能电池板的当年发电量； B、控制模块(7)进行内部分析判断，如果电池的当日充入电量大于等于a，电池的当月充入电量大于等于b，电池的当年充入电量大于等于C，太阳能电池板的当日发电量大于等于d、太阳能电池板的当月发电量大于等于e及太阳能电池板的当年发电量大于等于f，则判断设备的运行状态结果为优良；如果电池的当日充入电量大于等于O且小于a，蓄电池的当月充入电量大于等于O且小于b，蓄电池的当年充入电量大于等于O且小于C，太阳能电池板的当日发电量大于等于X且小于d、太阳能电池板的当月发电量大于等于X且小于e及太阳能电池板的当年发电量大于等于X且小于f，则判断设备的运行状态结果为中等；蓄电池的当日充入电量小于O，蓄电池的当月充入电量小于O，蓄电池的当年充入电量小于O，太阳能电池板的当日发电量小于X、太阳能电池板的当月发电量小于X及太阳能电池板的当年发电量小于X，则判断设备的运行状态结果为较差，其中X小于等于d、e及f; C、如果控制模块(7)判断设备的运行状态结果为较差，则将设备的运行状态结果通知监控中心，报警提醒维护人员。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括步骤D，所述步骤D为:在天气晴朗的情况下，控制模块检测到太阳能电池板当日发电量小于负载的当日消耗电量，则判断结果为太阳能电池板数量不足。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤D之后还包括步骤E，所述步骤E为:在天气晴朗的情况下，当控制模块检测到太阳能电池板的电压大于O，而且发电量为O时，则判断太阳能电池板出现故障。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤E之后还包括步骤F，所述步骤F为:当太阳能电池板、蓄电池及充电控制电路均正常运行时，控制模块通过信息采集单元组获取到负载功率突然为零时，则判断结果为负载出现故障。
【文档编号】H02J13/00GK106033910SQ201610627984
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年8月4日
【发明人】张树琪, 张海松
【申请人】珠海市金锐电力科技有限公司