專利名稱：太陽能電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電和其他電源的監(jiān)控領(lǐng)域，是一種電源設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能電站的信息反饋和設(shè)備的日常維護(hù)是用戶和制造商都十分關(guān)注的問題之一。近幾年我國開始大力推廣和利用太陽能光電技術(shù)和產(chǎn)品。解決無電地區(qū)的用電問題，滿足用戶日常用電，飲水及農(nóng)田灌溉等需求。但隨著電站的大量增加，發(fā)電系統(tǒng)的信息反饋和設(shè)備的日常維護(hù)等問題也日趨顯露。尤其是邊遠(yuǎn)地區(qū)用戶的文化素質(zhì)普遍比較低，不能及時(shí)準(zhǔn)確的匯報(bào)設(shè)備運(yùn)行狀況及排除故障，可能長(zhǎng)期影響本地區(qū)用戶的正常生活。因此對(duì)電站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控有利于及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，出現(xiàn)問題能及時(shí)解決，更有利于延長(zhǎng)太陽能電站的使用壽命。
目前市場(chǎng)上有一些太陽能產(chǎn)品開始采用單片機(jī)對(duì)小功率的太陽能充放電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，但不能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)中大功率的系統(tǒng)往往有很強(qiáng)的電磁干擾，電磁輻射，容易導(dǎo)致單片機(jī)誤動(dòng)作或不能工作，更無法保證遙控、遙信、遙測(cè)的可靠性和傳輸數(shù)據(jù)的精度。采用新方法研制新型遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)已勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種能夠?qū)μ柲茈娬镜倪\(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙測(cè)功能的系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的是可以通過以下的措施來達(dá)到的一種太陽能電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)組成如下由采樣電路，防電磁干擾電路，信號(hào)濾波電路，PLC模塊，通訊電路，微型計(jì)算機(jī)，調(diào)制解調(diào)器等七個(gè)部分組成。
電壓電流信號(hào)通過采樣電路線形放大后形成模擬電壓信號(hào)，模擬信號(hào)通過防電磁干擾電路和信號(hào)濾波電路后形成一個(gè)穩(wěn)定的模擬采集信號(hào)，PLC模塊在信號(hào)濾波電路輸出端獲取采集信號(hào)，通過數(shù)字濾波和已經(jīng)編制好的工作程序處理相關(guān)信息后通過通訊電路和R232接口發(fā)送給本地監(jiān)控計(jì)算機(jī)。顯示其工作狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，按照已經(jīng)編制好的工作程序以及收到的信號(hào)發(fā)出相應(yīng)的指令，其指令通過PLC可編程控制器和傳輸電路對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制。運(yùn)行狀況顯示在人機(jī)界面上，當(dāng)設(shè)備有異?，F(xiàn)象，PLC自動(dòng)運(yùn)行保護(hù)程序，相應(yīng)的信號(hào)通過防電磁干擾電路和信號(hào)濾波電路，傳送到太陽能發(fā)電控制設(shè)備的保護(hù)端對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。本地監(jiān)控計(jì)算機(jī)立即將信號(hào)和相關(guān)數(shù)據(jù)通過調(diào)制解調(diào)器(條件好的地區(qū)可以于以使用寬帶網(wǎng))發(fā)送給異地中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)，反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀況，中央計(jì)算機(jī)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，直接控制本地計(jì)算機(jī)，這樣可以達(dá)到能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
通過上述原理，在使用太陽能充放電系統(tǒng)的時(shí)候，系統(tǒng)里有三相交流變壓器低頻強(qiáng)電磁干擾、還有充電和放電功率元件的高頻信號(hào)干擾。本實(shí)用新型中的電磁干擾電路和信號(hào)濾波電路能抑制以上種種干擾，能保證信號(hào)穩(wěn)定度，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型最大的優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種復(fù)雜的模擬信號(hào)(電壓、電流、溫度、轉(zhuǎn)速、壓力等等)及數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多路同步采集。
2.本實(shí)用新型的中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)可以監(jiān)控下屬多個(gè)電站的運(yùn)行狀況。
3.本新型克服了以往采用的單片機(jī)控制在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的不穩(wěn)定性，避免了容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移和誤動(dòng)作等現(xiàn)象，提高設(shè)備運(yùn)行安全系數(shù)，保證設(shè)備的長(zhǎng)期正常運(yùn)行。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更進(jìn)一步的說明附

圖1遠(yuǎn)程監(jiān)控制系統(tǒng)框圖；附圖2遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)采樣電路；附圖3遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的防電磁干擾和信號(hào)濾波電路；具體實(shí)施方式
從附圖1中可以看出本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理，一種太陽能電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，由采樣電路，防電磁干擾電路，信號(hào)濾波電路，PLC模塊，通訊電路，微型計(jì)算機(jī)，調(diào)制解調(diào)器等七個(gè)部分組成。系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的電壓電流信號(hào)通過采樣電路線形放大后形成模擬電壓信號(hào)，模擬信號(hào)通過防電磁干擾電路和信號(hào)濾波電路后形成一個(gè)穩(wěn)定的模擬采集信號(hào)，PLC模塊在信號(hào)濾波電路輸出端獲取采集信號(hào)，通過數(shù)字濾波和已經(jīng)編制好的工作程序處理相關(guān)信息后通過通訊電路和R232接口發(fā)送給本地監(jiān)控計(jì)算機(jī)。顯示其工作狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，按照已經(jīng)編制好的工作程序以及收到的信號(hào)自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的指令，其指令通過PLC可編程控制器和外部電路對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制。當(dāng)設(shè)備有異?，F(xiàn)象，PLC自動(dòng)運(yùn)行保護(hù)程序，相應(yīng)的信號(hào)通過防電磁干擾電路和信號(hào)濾波電路，傳送到太陽能發(fā)電控制設(shè)備的保護(hù)端對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。本地監(jiān)控計(jì)算機(jī)立即將信號(hào)通過調(diào)制解調(diào)器(條件好的地區(qū)可以于以使用寬帶網(wǎng))發(fā)送給異地中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)，中央計(jì)算機(jī)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，直接控制本地計(jì)算機(jī)，這樣可以達(dá)到能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
具體信號(hào)采樣技術(shù)的實(shí)施如附圖2遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)采樣電路所示高電壓直流信號(hào)由R5和RW2電阻分壓后通過R7和EC2組成的RC濾波電路，根據(jù)前級(jí)電路的增益情況運(yùn)算放大器對(duì)采集的模擬信號(hào)進(jìn)行線性度調(diào)理、誤差修整、濾波、去噪和放大(衰減)處理。高電壓交流信號(hào)在本新型中的信號(hào)采集電路前加一個(gè)整流電路就可以通用。為了保證模擬信號(hào)的通用性和抗干擾性能，要求低壓模擬采集信號(hào)統(tǒng)一起來，規(guī)定為0-10V的共地信號(hào)。
具體防電磁干擾和信號(hào)濾波技術(shù)的實(shí)施如附圖3遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的防電磁干擾和信號(hào)濾波電路所示防電磁干擾和信號(hào)濾波電路由光電隔離電路。LC信號(hào)前置濾波、EMI信號(hào)濾波電路，放大(衰減)濾波電路組成，需要完成的功能有信號(hào)線性化、電氣隔離、放大(衰減)、濾波和提供采集信號(hào)等功能。光電隔離電路由于測(cè)量信號(hào)是來自電壓較高的交/直流電壓信號(hào)，所以必須進(jìn)行隔離。本實(shí)施例采用線形光耦電路。
本實(shí)用新型遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能特征如下a、控制操作通過中央控制網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制。如啟動(dòng)電器設(shè)備、打開或關(guān)閉負(fù)載、手動(dòng)或自動(dòng)執(zhí)行順序控制、PLC控制方式的切換等，所有的控制命令均通過良好的中文人機(jī)界面進(jìn)行，并依據(jù)控制對(duì)象重要性有不同等級(jí)的密碼保護(hù)，所用操作時(shí)間，操作人員操作對(duì)象均被作為系統(tǒng)事件記錄在案。
b、顯示功能用圖形實(shí)時(shí)顯示控制設(shè)備的運(yùn)行情況，如逆變?cè)O(shè)備電壓處于偏壓或偏流，充電設(shè)備處于浮充狀態(tài)或虧電狀態(tài)，切換裝置處于何種工作模式，并用模擬儀表、曲線圖、手動(dòng)表顯示某參數(shù)的實(shí)時(shí)變化情況，如設(shè)備工作溫度的變化、電壓及負(fù)載的變化等使管理人員能夠一目了然地了解全系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。
c、數(shù)據(jù)管理依據(jù)不同運(yùn)行參數(shù)的變化，建立運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計(jì)分析使用。
d、報(bào)警功能當(dāng)某一參數(shù)(如偏壓、過載、短路)超過設(shè)定數(shù)值時(shí)，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級(jí)的報(bào)警，界面上顯示報(bào)警信息，所有的報(bào)警信息均被記錄在報(bào)警數(shù)據(jù)庫中，并可以對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行排序和檢索，便于以后的事故分析使用。
e、報(bào)表功能自動(dòng)生成儲(chǔ)存年、季、月、日?qǐng)?bào)表，可以分頁設(shè)定。
f、打印功能可實(shí)現(xiàn)報(bào)表和圖形打印以及各種報(bào)警實(shí)時(shí)打印。
h、通訊功能本軟件是基于WIN2000平臺(tái)山使用WINCC5.0和STEP-7Micro/Win32開發(fā)的數(shù)據(jù)通訊軟件，充分考慮了與其他系統(tǒng)信息交換的必要性?？商峁┒喾N方式實(shí)現(xiàn)與中央監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。
權(quán)利要求1.一種太陽能電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括PLC模塊、通信接口電路、計(jì)算機(jī)、調(diào)制解調(diào)器，其特征在于電壓電流信號(hào)經(jīng)采樣電路放大形成模擬電壓信號(hào)，通過防電磁干擾電路和信號(hào)濾波電路形成一穩(wěn)定模擬采集信號(hào)，經(jīng)PLC模塊數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理，通過通信接口電路送至監(jiān)控計(jì)算機(jī)，再經(jīng)56K調(diào)制解調(diào)器送至中央控制網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于其中所述的采樣電路由分壓電阻R5、RW2，濾波電阻R7、電容EC2和兩級(jí)運(yùn)算放大器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于其中所述的防電磁干擾和信號(hào)濾波電路由前置濾波電感電容LC、光電隔離電路和EMI信號(hào)濾波電路C10、C11組成。
專利摘要一種太陽能電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，采用以PLC可編程序控制器和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，并結(jié)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)的特征，采用防電磁干擾和電磁兼容技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。將太陽能系統(tǒng)置于計(jì)算機(jī)可控制之下，實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程監(jiān)控。是一種高精度、低成本的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，它將模擬采集信號(hào)通過PLC程序處理后轉(zhuǎn)送到本地監(jiān)控計(jì)算機(jī)，反應(yīng)設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)數(shù)據(jù)處理后反饋信號(hào)PLC和遠(yuǎn)程中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)。如反饋數(shù)據(jù)有異常情況，PLC運(yùn)行系統(tǒng)保護(hù)程序，太陽能電源運(yùn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。它實(shí)現(xiàn)太陽能充電放電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，還可以使用于其他電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
文檔編號(hào)H02J7/35GK2696193SQ03207718
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者包雪峰, 李衛(wèi)江, 張建海, 張保民 申請(qǐng)人:新疆新能源股份有限公司