一种光伏监测模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光伏监测模块，包括：通信单元，所述通信单元用于获取设备运行数据、环境气象数据和电能质量采样数据，以及发送计算结果至外部设备；协议转换单元，所述协议转换单元用于转换设备运行数据和环境气象数据的数据格式并将转换结果至发送边缘计算单元；电能质量分析单元，所述电能质量分析单元用于分析电能质量采样数据并将分析结果发送至边缘计算单元；边缘计算单元，所述边缘计算单元用于依据所述转换结果和分析结果进行数据计算并将计算结果发送至通信单元。数据计算并将计算结果发送至通信单元。数据计算并将计算结果发送至通信单元。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏监测模块


[0001]本技术涉及一种光伏监测模块，属于台区智能融合终端领域。

技术介绍

[0002]目前，配电台区通过加装光伏数据采集控制及电能质量分析等光伏监测设备，管理光伏逆变器。但采集的光伏数据分布在多个不同的光伏监测设备上无法进行统一的管理分析、无法实现发电量预测等边缘计算功能。此外，安装额外的设备成本高昂且在安装、调试、维护及管理上等均有局限性。
[0003]因此，需要一种能对光伏数据进行统一管理分析的设备。
[0004]智能融合终端是建设配电物联网的关键，其安装于配电变压器低压侧，具有信息采集、物联代理、边缘计算等功能，集配电台区供用电信息采集、智能电表和采集终端数据汇集、台区设备状态监测、数据就地化处理等功能于一身的智能终端设备。现有智能融合终端的硬件架构可参考《低压配电台区模组化智能融合终端构建方案与实现》.刘浩，赵伟，温克欢，何恒靖，李世松，黄松岭。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术提供一种光伏监测模块，即时插入配电智能融合终端即时可用，能将光伏数据汇集至配电智能融合终端进行统一管理；同时扩大配电智能融合终端的适用性，降低配电台区运行监测和计量设备的购置、运维成本和管理难度。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]一种光伏监测模块，包括：
[0008]通信单元，所述通信单元用于获取设备运行数据、环境气象数据和电能质量采样数据，以及发送计算结果至外部设备；
[0009]协议转换单元，所述协议转换单元用于转换设备运行数据和环境气象数据的数据格式并将转换结果至发送边缘计算单元；
[0010]电能质量分析单元，所述电能质量分析单元用于分析电能质量采样数据并将分析结果发送至边缘计算单元；
[0011]边缘计算单元，所述边缘计算单元用于依据所述转换结果和分析结果进行数据计算并将计算结果发送至通信单元。
[0012]本技术具有如下有益效果：
[0013]1、本技术提出一种光伏监测模块，即时插入配电智能融合终端即时可用，能将光伏数据汇集至配电智能融合终端进行统一管理；同时扩大配电智能融合终端的适用性，降低配电台区运行监测和计量设备的购置、运维成本和管理难度。
[0014]2、本技术所述光伏监测模块基于CPU+DSP+FPGA三核心处理器协同工作，能在不影响CPU性能的情况下可以实现高频次的光伏数据采集、控制及实时电能质量分析。
附图说明
[0015]图1为光伏监测模块各功能单元协作示意图；
[0016]图2为现有配电智能融合终端结构示意图；
[0017]图3为光伏监测模块硬件结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施例来对本技术进行详细的说明。
[0019]实施例一
[0020]如图1
‑
2所示，光伏监测模块作为扩展模块以插入扩展槽的形式装设在配电智能融合终端内，光伏监测模块包括如下功能单元：协议转换单元、电能质量分析单元、边缘计算单元、通信单元。
[0021]各功能单元的工作流程如下：
[0022]通信单元从光伏逆变器获取设备运行数据，从环境气象站获取环境气象数据，从光伏逆变器获取电能质量采样数据。设备运行数据包括光伏发电功率、发电量、发电时间、功率曲线、设备信息故障报警等。
[0023]协议转换单元将设备运行数据和环境气象数据解析并转换为DLT645/DLT698电网协议规定的数据格式，得到转换结果。
[0024]电能质量分析单元实时对电能质量采样数据进行分析，得到分析结果，分析结果包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波、闪变等。
[0025]边缘计算单元依据分析结果和转换结果，进行光伏发电量预测、故障告警、故障预测及分析定位等数据计算，得到计算结果。
[0026]最终实现光伏电站的整体信息实时采集监控、发电监控、发电统计、发电量预测、光伏发电控制、电能质量分析等。
[0027]实施例二
[0028]光伏监测模块的硬件架构见图3，包括第一数据接口、第二数据接口、第三数据接口、第一处理器、第二处理器、第三处理器及数据总线等；
[0029]第一数据接口为RS485接口，用于和光伏逆变器进行通信以实时高频采集光伏逆变器及环境气象数据；
[0030]第二数据接口为交流采样接口，用于交流电压电流的采集接入以实时高频采集电能质量采样数据；
[0031]第三数据接口为网口接口，用于基于外网的光伏后台监控主站通信；
[0032]此外，光伏监测模块复用配电智能融合终端的数据接口(可以为HPLC接口、网口、4G接口或485接口等)，在无内网网络时，光伏监测模块上行通过配电智能融合终端的数据接口上报到集中器再到用电采集系统；
[0033]第一处理器为CPU，CPU控制其与DSP及各硬件之间的通信，以及复杂功能的数据处理和逻辑调度，主要有逆变器协议数据处理、控制逻辑处理、边缘计算、发电量预测等计算任务；
[0034]第二处理器为DSP，DSP负责完成大计算当量的计算服务；主要有采样值数据生成、
采样值频谱分析、谐波分析等电能质量分析任务；
[0035]第三处理器为FPGA，FPGA负责完成时间敏感的数据处理，如A/D采样、时间同步等数据高速收发任务；
[0036]更具体地，CPU直接与DSP进行交互，FPGA负责将第二数据接口获取的A/D采样值数据通过高速FIFO进行采样，并转发至DSP，DSP进行快速傅立叶计算，计算出采样值的幅值、相位及谐波分量等，CPU接收DSP计算的结果；最后CPU通过数据总线将各数据处理结果上传到智能融合终端数据接口，完成数据交互。
[0037]以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏监测模块，其特征在于，包括：通信单元，所述通信单元用于获取设备运行数据、环境气象数据和电能质量采样数据，以及发送计算结果至外部设备；协议转换单元，所述协议转换单元用于转换设备运行数据和环境气象数据的数据格式并将转换结果至发送边缘计算单元；电能质量分析单元，所述电能质量分析单元用于分析电能质量采样数据并将分析结果发送至边缘计算单元；边缘计算单元，所述边缘计算单元用于依据所述转换结果和分析结果进行数据计算并将计算结果发送至通信单元。2.根据权利要求1所述的一种光伏监测模块，其特征在于，所述通信单元利用第一数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶瀚，詹超，谭阿峰，叶晓椿，李榕桂，赵蓉，
申请(专利权)人：福建网能科技开发有限责任公司，
类型：新型
国别省市：