太阳能电站集散控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种太阳能电站集散控制系统，简称太阳能电站ＤＣＳ，它由现场控制级、集中操作监视级和综合信息管理级构成。现场控制级包括：太阳能输入系统、并网逆变器系统和电力输出系统；集中操作监视级包括：数据采集系统、数据通讯系统、数据存储系统、数据监控系统、大屏幕显示器、工程师操作站和操作员操作站；综合信息管理级包括：管理计算机。此太阳能集散控制系统可以控制一个或者多个太阳能电站，并可根据实际情况调整它具有工作可靠、配置灵活、维护方便和价格低廉的优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于太阳能电站，具体涉及自动化控制系统的设计方法。
技术介绍
随着计算机技术、现场总线技术、网络通信技术的发展，以及太阳能电站对控制系 统的实时性、信息化、智能化、标准化、开放性要求的提高，要求太阳能电站控制系统具有工 作可靠、速度快、通用性、配置灵活、维护方便和价格低廉等特性。目前，大型甚至巨型太阳能发电站系统建立以后，由于系统由许多个单元太阳能 电池板组成，管理和维修给管理人员带来许多的不便，排查故障的时候十分麻烦。不能快速 查处故障的具体位置，也没有相应的报警提醒装置，从而导致整个系统的寿命降低。在解决 这一难题的基础上研发了太阳能电站集散控制系统。
技术实现思路
为了解决对太阳能电站实施自动化控制，我们提出了太阳能电站控制系统。太阳 能电站集散控制系统是一种集中管理和分散控制系统，是融合了计算机技术、现场总线技 术和网络通信技术为一体的高级控制系统，系统的管理、控制、数据采集等功能分散在系统 的不同计算机中。—种太阳能电站集散控制系统，由现场控制级、集中操作监视级和综合信息管理 级构成，现场控制级包括太阳能输入系统，并网逆变器系统和电力输出系统；集中操作监 视级包括数据采集系统，数据通讯系统，数据存储系统，数据监控系统，数据显示系统，操 作站；综合信息管理级包括管理计算机；所述现场控制级中的太阳能输入系统与并网逆 变器系统相连，并网逆变器系统与电力输出系统相连；集中操作监视级中的数据采集系统 与数据通讯系统相连；所述数据通讯系统分别与所述现场控制级和集中操作监视级中的其 他各组成部分相连；所述管理计算机通过网间连接器与数据通讯系统相连。进一步，所述的电力输出系统与电网相连。进一步，所述的太阳能输入系统包括太阳能电池板、跟踪器和汇流箱，跟踪器设置 在所述电池板的支架上，单元太阳能电池板回路上的通信模块均有独立地址，汇流箱中的 继电器均设置有传感器用来采集数据。进一步，所述的太阳能输入系统中的汇流箱，当太阳光微弱的时候，通过汇流箱内 的串并联的切换，关闭一部分的并网逆变器，串联的太阳能组件个数增加，使单元组件的电 压升高，逆变器的输入端口能正常工作；并将通过传感器采集到的数据传输到微处理器，在 计算机的显示器上显示。进一步，所述的汇流箱内串并联切换，具体为当一路太阳能电池板电压小于 0. 25 X峰值工作电压Upm时，汇流箱中四路串联，一路总输出；当一路太阳能电池板电压为 (0. 25-0. 5) X峰值工作电压Upm时，两路串联，两路总输出；当一路太阳能电池板电压为 (0. 5-1) X峰值工作电压Upm时，不串联，四路输出。太阳能电站集散控制系统中的太阳能组件方阵都采用了太阳能自动跟踪系统，此 系统能提高太阳能电站8%的光照利用率，除去本身的自耗电以外，还可以增加3%。控制3系统中的一级汇流和二级汇流的自动串并联装置比不采用此系统的电站发电量提高5%， 由于继电器本身只是线圈，而且耗电量相当的小。统计的结果表明，太阳能集散控制系统除 了控制电站的正常工作外，还可以提高电站的利用率，大大增加了发电量。附图说明图1太阳能电站集散控制系统原理框图图2太阳能输入系统原理框图图3 —级汇流和二级汇流的数据读取步骤图4 一级汇流和二级汇流的控制步骤图5太阳能跟踪支架图6跟踪器程序运行流程图7汇流箱继电器工作原理电路图具体实施方式太阳能电站集散控制系统。见图1，它由现场控制级、集中操作监视级和综合信息 管理级构成。现场控制级包括太阳能输入系统101、并网逆变器系统102和电力输出系统 103 ；集中操作监视级包括数据采集系统104、数据通讯系统105、数据存储系统106、数据 监控系统111、大屏幕显示器107、工程师操作站108和操作员操作站109 ；综合信息管理级 包括管理计算机112。太阳能输入系统101包括太阳能电池板或由数个太阳能电池板组成的太阳能组 件方阵、跟踪器和汇流箱；控制着整个太阳能电站的输入，太阳能组件方阵吸收太阳能转换 为电能，这些电能是直流的，需要经过太阳能输入系统传输到并网逆变器系统102，经过并 网逆变器系统102的逆变处理后就输出交流电，这些交流电在经过电力输出系统103传输 给电网115或者传输给负载116。当一个太阳能电站即能给电网115供电，又能从电网116 买到电时，这个太阳能电站就为逆潮流系统，当一个太阳能电站不能给电网115供电，而只 能从电网116买到电时，这个太阳能电站就为非逆潮流系统；太阳能输入系统101、并网逆 变器系统102和电力输出系统103的数据经过数据通讯系统105、数据存储系统106和数据 监控系统111传输给大屏幕显示器107、工程师操作站108和操作员操作站109 ；而工程师 操作站108和操作员操作站109根据收到的数据对太阳能电站做出智能控制；管理计算机 112可以控制整个电站的所有系统，它为太阳能电站集散控制系统的大脑。此外，太阳能电站集散控制系统可以通过网间连接器110把电站的信息传输给远 程监控计算机113和其他局域网114。下面结合图1、图2、图3和图4具体说明本技术，本技术中，每个单元太 阳能电池板上均安装有一个可在市场上购买的数据采集和通信模块，将每个单元太阳能电 池板与计算机相连，每个单元太阳能电池板上的通信模块具有独立地址，使单元太阳能电 池板与计算机软件中的具体数据项对应，以便于对系统故障的查询和维修，数据采集和通 讯模块的主要功能是采集太阳能板的输出电压。太阳能组件方阵201的直流电通过一级汇流202、二级汇流203和直流配电柜204 传输给并网逆变器系统102。太阳能组件方阵串联并联后，经过一级汇流202进行直流汇 流，再进行二级汇流203。二级汇流203处采集电流信息。并将电流信息反馈给直流配电柜 204。直流配电柜204收到二级汇流203的电流信息，进行内部并联、串联调整。如雨天或者早晨、傍晚，太阳能组件方阵的电流很小，则将二级汇流203输出通过并联、串联的调整， 关闭一部分的并网逆变器，使串联的太阳能组件个数增加，以提高电流输出，达到并网逆变 器系统102工作电压。一级汇流和二级汇流的数据读取步骤如图3所示开始301，汇流系统通电开始工 作；然后启动查询微处理器302，查询微处理器302开始检测太阳能组件方阵的数据，并判 断数据是否正常303，如果数据不正常，返回查询微处理器302。如果数据正常，将数据转换 到通信口地址304;然后发送正常信号到处理器305，最后返回查询微处理器302，继续查询 和检测系统的工作状态。一级汇流和二级汇流的控制步骤如图4所示微处理器等待微机的命令401，微 处理器读取微机的命令402，微处理器判断数据是否切换403，如果判断结果为不切换，返 回微处理器等待微机的命令401，如果判断结果为切换，则进行电压比较去驱动继电器工作 404，然后继续查询记录数据405，巡检结束后，返回步骤401。如图7所示，通过微处理器采集环境数据，并分析数据的范围，为电压比较器提供 相应的信号，来切换继电器的位置。本实施例中具体切换方式如下采用1个8常闭8常开 和1个4常闭和4常开继电器，安装时必须先接入第一路，继电器根据电压来调整继电器的 常开触点和常闭触点 图5和图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电站集散控制系统，其特征为：该太阳能电站集散控制系统由现场控制级、集中操作监视级和综合信息管理级构成，现场控制级包括：太阳能输入系统，并网逆变器系统和电力输出系统；集中操作监视级包括：数据采集系统，数据通讯系统，数据存储系统，数据监控系统，数据显示系统，操作站；综合信息管理级包括：管理计算机；所述现场控制级中的太阳能输入系统与并网逆变器系统相连，并网逆变器系统与电力输出系统相连；集中操作监视级中的数据采集系统与数据通讯系统相连；所述数据通讯系统分别与所述现场控制级和集中操作监视级中的其他各组成部分相连；所述管理计算机通过网间连接器与数据通讯系统相连。

【技术特征摘要】
一种太阳能电站集散控制系统，其特征为该太阳能电站集散控制系统由现场控制级、集中操作监视级和综合信息管理级构成，现场控制级包括太阳能输入系统，并网逆变器系统和电力输出系统；集中操作监视级包括数据采集系统，数据通讯系统，数据存储系统，数据监控系统，数据显示系统，操作站；综合信息管理级包括管理计算机；所述现场控制级中的太阳能输入系统与并网逆变器系统相连，并网逆变器系统与电力输出系统相连；集中操作监视级中的数据采集系统与数据通讯系统相连；所述数据通讯系统分别与所述现场控制级和集中操作监视级中的其他各组成部分相连；所述管理计算机通过网间连接器与数据通讯系统相连。2.根据权利要求1所述的太阳能电站集散控制系统，其特征为所述的电力输出系统 与电网相连。3.根据权利要求1所述的太阳能电站集散控制系统，其特征为所述的太阳能输入系 统包括太阳能电池板、跟踪器和汇流箱，跟踪器设置在所述电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛黎明，袁政，
申请(专利权)人：中海阳北京新能源电力工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]