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[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)遠程采集與管理系統(tǒng)及其實施方法有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201210342472.6 申請日: 2012-09-14
公開(公告)號: CN103002004A 公開(公告)日: 2013-03-27
發(fā)明(設計)人: 周健;周天之;孫曉瑋;周舟;周建華;李紅飛;劉正新 申請(專利權)人: 中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
主分類號: H04L29/08 分類號: H04L29/08;G08C17/02;G01D21/02
代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002 代理人: 潘振甦
地址: 200050 *** 國省代碼: 上海;31
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 數(shù)據(jù) 遠程 采集 管理 系統(tǒng) 及其 實施 方法
【權利要求書】:

1.一種數(shù)據(jù)遠程采集與管理系統(tǒng),其特征在于,所述的系統(tǒng)由1個數(shù)據(jù)采集和管理中心與多個數(shù)據(jù)采集與管理分中心組成;中心與分中心間通過無線方式實時傳遞數(shù)據(jù);分中心負責收集各類環(huán)境和光伏系統(tǒng)電參數(shù),無線發(fā)送到中心,中心負責接收各分中心的數(shù)據(jù),經分析,建模,獲得不同地區(qū)、不同環(huán)境下的光伏系統(tǒng)壽命、發(fā)電量與環(huán)境的關系。

2.按權利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于所述的采集與管理分中心為4~N個。

3.按權利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于所述的分中心為4個,每個分中心與中心之間傳輸距離大于1000km。

4.按權利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于每個數(shù)據(jù)采集和管理分中心由0.1KW的光伏電站、控制器、儲能電池組、5KW光伏陣列電站、環(huán)境檢測器、太陽電池溫度傳感器、逆變器、各模組總的直流IV檢測器、交流IV功率檢測器、4個GPRS?Modem及分中心數(shù)據(jù)采集器組成;

其中,a)0.1KW的光伏電站,控制器,儲能電池組組成不間斷能源供應系統(tǒng),提供環(huán)境檢測器,太陽電池溫度傳感器,逆變器,各模組的直流IV檢測器,交流IV功率檢測器,4個GPRS?Modem,分中心數(shù)據(jù)采集器所需要的能量;

b)4個GPRS?Modem中一個將檢測到的5KW光伏陣列電站的直流電壓、電流和功率參數(shù),無線發(fā)送到分中心數(shù)據(jù)采集器;另外三個GPRSmodem1,2和3負責收集:①各模組總的直流電流I、電壓V、功率P參數(shù);②各模組總的交流電流I、電壓V、功率P參數(shù);③環(huán)境參數(shù)及電池片溫度參數(shù)并無線發(fā)送到分中心數(shù)據(jù)采集器;

c)所述的環(huán)境檢測器包括光照度、風速、風量、風向、環(huán)境濕度、PV濕度和氣壓的監(jiān)測;

d)逆變器將5KW模組直流變交流。

5.按權利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于5KW光伏陣列電站不為負載供電。

6.按權利要求1或4所述的系統(tǒng),其特征在于:

a)所述的分中心設有故障報警,即PV組串異常、匯流箱元件、逆變器的故障報警和定位功能,數(shù)據(jù)管理分中心不斷檢測PV組串異常、匯流箱元件、逆變器的電信號,并設定正常工作范圍參數(shù),日常檢測參數(shù)與正常工作范圍比較,如果超過正常工作范圍,即判斷為“異常”,同時通過GPRS發(fā)送型號到中心,進行報警,中心會根據(jù)數(shù)據(jù)分析,下發(fā)處理故障的指令,采取解決故障的措施;

b)每個數(shù)據(jù)采集與管理分中心將多個光伏電站系統(tǒng)的發(fā)電參數(shù)、環(huán)境參數(shù)傳到分中心,由各分中心再無線傳到中心站進行集中監(jiān)視,中心對收到的數(shù)據(jù)進行處理:①比較相同廠家出產的太陽電池在不同氣候條件下的發(fā)電量、壽命特征差別,為企業(yè)提供用戶環(huán)境發(fā)電量預測指導;②對于收集到的各分中心電站的故障信息及時分析,發(fā)出處理故障信息,如某片模組不能工作,可以自動將該模組“掛起”,即通過電信號切換到“將其左右模組串聯(lián)”狀態(tài);③比較不同廠家電池在統(tǒng)一氣候條件下的發(fā)電量、壽命等性能,為企業(yè)提供用戶環(huán)境發(fā)電量預測指導。

7.按權利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于由0.1KW光伏電池、控制器和儲能電池組組成連續(xù)供能的能源系統(tǒng)中,100W電池模組采用東方日升新能源股份有限公司的產品:單晶組件,Voc=26.5v,Isc=5.1A.當有陽光時,模組對負載供電,同時對由深圳市華友能源技術有限公司提供的24V?20Ah聚合物鋰電池儲能電池組充電;當陽光不充足時,儲能電池組對各類傳感器負載進行充電,保障負載不間斷供電。

8.按權利要求1所述的系統(tǒng)的實施方法,其特征在于具體步驟為:

1)、設計中心數(shù)據(jù)采集網絡構架圖和分中心采集數(shù)據(jù)與供能網絡構架圖;2)、建立光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分中心;3)、建立光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心;4)、實時采集實驗數(shù)據(jù),綜合分析,比對不同環(huán)境電池發(fā)電量、壽命,并進行電池模組壽命預測;5)、根據(jù)實際測試過程中發(fā)現(xiàn)的問題對系統(tǒng)進行改進和完善,針對高溫、高寒、風沙、鹽濕極端天氣可能遇到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)包丟失,采取相應的軟件和硬件改進;

其中第二步包括傳感器選擇與購置、數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)墓I(yè)級GPRS無線模塊的選用、數(shù)據(jù)接口以及分中心數(shù)據(jù)采集編程。

9.按權利要求8所述的實施方法,其特征在于步驟2內:

a)所述的傳感器選擇時,溫度和濕度測量采用瑞士Sensirion公司SHTll傳感器、照度傳感器采用TAOS公司生產的TSL2561光強度傳感器,風速風向傳感器采用長沙佳科電子儀器有限公司EC-9S(X)數(shù)字風速風向傳感器;電池模組采用東方日升新能源股份有限公司的產品100W;逆變器采用上海晶山太陽能科技有限公司的SHJS06-V-5000VA型號產品,輸出50/60Hz正弦波;

b)數(shù)據(jù)無線傳輸采用廈門四信通信科技有限公司F1103型工業(yè)級2.5GGPRS無線模塊;

c)數(shù)據(jù)接口:采用RS232接口,A/D轉換器采用10位,輪詢速率為2min/次;

d)分中心數(shù)據(jù)采集編程:完成分中心多傳感器數(shù)據(jù)和電池模組數(shù)據(jù)采集和無線發(fā)送。

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