(10)申请公布号 (43)申请公布日 2015.01.07
C N 104270092
A (21)申请号 201410492468.7
(22)申请日 2014.09.24
H02S 50/00(2014.01)
(71)申请人湖南红太阳新能源科技有限公司
地址410111 湖南省长沙市天心区新开铺路
1025号
(72)发明人李佳 何学飞 文超 王沛丰
汤佳硕
(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责
任公司 43113
代理人
马强
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公开了一种通过手机和无线终端监控
光伏电站的方法，在光伏电站监控系统内部或者
外部设置无线模块，所述无线模块通过无线网络
与手机通信；所述监控系统采集光伏电站的当前
输出功率，以及光伏电站逆变器、汇流箱、配电柜
述当前输出功率、电压、电流和运行状态信息；监
控系统将保存的所有信息转换为Web 形式的数
据；无线模块发起数据连接请求，握手成功后，通
过WebView 获取上述Web 数据以及报警信息，并将
获取的Web 数据以及报警信息存储在SQLite 数据
库中；手机显示所有的数据。本发明具备实时远
程报警和远程实时提醒功能，有利于太阳能电站
的推广和维护。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书4页 附图2页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图2页(10)申请公布号CN 104270092 A
1.一种通过手机和无线终端监控光伏电站的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在光伏电站监控系统内部或者外部设置作为终端的无线模块，所述无线模块通过无线网络与手机通信；
2）所述监控系统采集光伏电站的当前输出功率，以及光伏电站逆变器、汇流箱、直流配电柜和变压器的电压、电流和运行状态信息，并保存所述当前输出功率、电压、电流和运行状态信息；
3）监控系统将保存的所有信息转换为Web形式的数据；同时在光伏电站输出功率低于装机容量的70%，光伏电站当前输出功率低于同期输出功率5%时，监控系统生成当前输出功率报警信息；汇流箱输入、输出电流低于设计值20%或高于设计值30%以上，监控系统显示汇流箱和组件串编号，并生成汇流箱报警信息；直流配电柜输入、输出电压低于设计值30%，显示直流配电柜故障，监控系统生成直流配电柜报警信息；
逆变器输入电压低于设计值20%，逆变器输入、输出功率低于设计值20%且高于设计值15%，显示逆变器故障，监控系统生成逆变器报警信息；变压器输出功率低于设计值20%，变压器输出电压低于设计值10%，显示变压器故障，监控系统生成变压器报警信息；
电网停电，电网三相输出电压、电流不对称，显示电网故障，监控系统生成电网故障报警信息；环境检测仪检测到当前光伏电站风速超过设计值、粉尘数量超标、温度超过设计值或低于设计值、湿度过大，监控系统生成环境报警信息；
4）无线模块发起数据连接请求，无线模块与所述监控系统握手成功后，通过WebView 获取上述Web数据以及报警信息，并将获取的Web数据以及报警信息存储在SQLite数据库中，并向手机发送存储在SQLite数据库中的Web数据以及报警信息；
5）手机Android的API函数对上述SQLite数据库进行解析，解析成功后通过Java对SQLite数据库的所
有数据进行分析，显示所有的数据。
一种通过手机和无线终端监控光伏电站的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种通过手机和无线终端监控光伏电站的方法。
背景技术
[0002] 进入21世纪以来，可再生能源的发展成为一种趋势，越来越多的国家和地区认识到只有发展可再生能源才是解决能源和环境问题的出路，作为一种源源不断的可再生能源，太阳能很早就受到人们的重视，受制于成本和规模问题一直未得到大规模应用。进入21世纪以来，随着工业和技术的进步，太阳能的成本大规模下降，目前已经处于大规模应用的萌发阶段。太阳能绿、无污染且易于维护的特性，使得太阳能成为21世纪最具前景的可再生能源。
[0003] 太阳能电站多处于屋顶和一些偏远地区，监控和维护是一件长期而艰巨的任务。不同于电网实时监测，许多分布式太阳能电站和独立电站很难做到二十四小时实时监控。目前的太阳能多只能简单的监控电站数据，不具备实时远程报警和远程实时提醒功能，这对于太阳能电站的推广和维护非常不利。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种通过手机和无线终端监控光伏电站的方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种通过手机和无线终端监控光伏电站的方法，包括以下步骤：
1）在光伏电站监控系统内部或者外部设置无线模块，所述无线模块通过无线网络与手机通信；
2）所述监控系统采集光伏电站的当前输出功率，以及光伏电站逆变器、汇流箱、直流配电柜和变压器的电压、电流和运行状态信息，并保存所述当前输出功率、电压、电流和运行状态信息；
3）监控系统将保存的所有信息转换为Web形式的数据；同时在光伏电站输出功率低于装机容量的70%，光伏电站当前输出功率低于同期输出功率5%时，监控系统生成当前输出功率报警信息；汇流箱输入、输出电流低于设计值20%或高于设计值30%以上，监控系统显示汇流箱和组件串编号，并生成汇流箱报警信息；直流配电柜输入、输出电压低于设计值30%，显示直流配电柜故障，监控系统生成直流配电柜报警信息；
逆变器输入电压低于设计值20%，逆变器输入、输出功率低于设计值20%且高于设计值15%，显示逆
变器故障，监控系统生成逆变器报警信息；变压器输出功率低于设计值20%，变压器输出电压低于设计值10%，显示变压器故障，监控系统生成变压器报警信息；
电网停电，电网三相输出电压、电流不对称，显示电网故障，监控系统生成电网故障报警信息；环境检测仪检测到当前光伏电站风速超过设计值、粉尘数量超标、温度超过设计值或低于设计值、湿度过大，监控系统生成环境报警信息；
4）无线模块发起数据连接请求，握手成功后，通过WebView获取上述Web数据以及报警信息，并将获取的Web数据以及报警信息存储在SQLite数据库中；
5）手机Android的API函数对上述SQLite数据库进行解析，解析成功后通过Java对SQLite数据库的所有数据进行分析，显示所有的数据。
[0006] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明能二十四小时实时监控实现分布式太阳能电站和独立电站；具备实时远程报警和远程实时提醒功能，有利于太阳能电站的推广和维护。
附图说明
[0007] 图1为本发明的数据发送和数据接收流程结构图；
图2为本发明手机通过Web浏览器接收监控端数据的过程图；
图3为本发明监控端通过无线发射端发送警报到手机的流程图；
具体实施方式
[0008] 图1展示了本发明的数据发送和数据接收流程。设备1为无线终端或手机，用于远程监控光伏电站的运行状态，获取电站的信息。设备1可以通过Web浏览器查询设备3中的电站运行状态、历史记录等信息。设备3为光伏电站的监控系统，负责采集光伏电站的当前输出功率，逆变器、汇流箱、配电柜和变压器等运行状态信息。同时设备3内置数据库，具备无线模块，并具备对无线模块进行编程的能力，使无线模块可以按照程序要求发送和接收数据。设备2为无线模块发送和接收数据所需要的无线网络，比如CDMA、GPRS等无线网络，负责数据的中继、传输和存储等功能。
[0009] 通过设备1查询光伏电站的流程是：设备1发起数据查询，信息通过设备2传递给设备3，设备3反馈设备1查询的数据给设备2，设备2将信息传递给设备1，设备1获得所需要的查询数据。
[0010] 如图4所示，在本实施例中设备3发送警报给设备1的流程是当设备3获得了电站输出功率出错、当前功率过低、汇流箱故障、逆变器故障、配电器故障、变压器故障、电网故障、环境问题等警报信息。设备3内部通过编程将警报信息通过内置或者外置的无线模块发送到网络2，设备1从网络2中获得了信息或提示，得知光伏电站发生了故障，并获得相关故障的类型。
[0011] 在本实施例中设备3发现在日照良好时输出功率低于装机容量的70%，日照良好时当前输出功率低于同期功率5%生成当前输出功率报警信息；设备3发现汇流箱输入、输出电压、电流为零，汇流箱输入、输出电压低于设计值20%，汇流箱输入、输出电流低于设计值20%或高于设计值30%以上监控系统显示汇流箱故障，显示具体汇流箱和组件串编号，生成汇流箱报警信息；设备3发现直流配电柜输入、输出电压低于设计值20%，输入、输出电流低于设计值30%，显示直流配电柜故障，生成直流配电柜警报信息；设备3发现日照良好时，变压器输出功率低于设计值20%，输出电压低于设计值10%，显示变压器故障，生成变压器警报信息；设备3发现环境检测仪检测到当前电站风速超过设计值、粉尘数量超标、温度超过设计值或低于设计值、湿度过大，显示环境报警信息，生成环境报警信息；设备3内部通
过编程将警报信息通过内置或者外置的无线模块发送到网络2，设备1从网络2中获得了信息或提示，得知光伏电站发生了故障，并获得相关故障类型。
[0012] 光伏电站的故障分为设备故障、环境报警和电网故障三类，如果是汇流箱、配电柜、逆变器和变压器警报则认为是设备故障，同时警报信息显示故障设备、故障时间和具体原因；环境报警指环境监测仪监测到光伏电站风速超过设计值、粉尘过大、温度超过设计值或低于设计值、湿度过大等，同时警报信息显示环境问题具体类型，警报发生时间；电网故障指电网停电、三相输出电压、电流不对称等信息，同时警报信息显示具体故障原因，故障发生时间。
[0013] 在本实施例中，监控设备需要带有数据库、无线模块、显示模块、硬盘和可编程的监控软件等配套硬件和软件。其中监控软件需要能够对无线模块进行编程，需要显示电站的当前输出功率；显示汇流箱、配电柜、逆变器和变压器的电压、电流和运行状态等信息；需要将汇流箱、逆变器、配电柜和变压器等的电压、电流和运行状态等数据以历史记录的形式保存，并以年、月、日、小时、分钟、秒的形式分类别保存每组数据；需要显示当前的环境信息、输出功率，将相关信息以历史记录、曲线和报表的形式显示和保存；需要将所存储和显示的信息转换为Web形式，并可以通过无线模块进行读取和发送；需要可以调用数据库并可以方便实时的将数据库调出，查看数据。
[0014] 在本实施例中，手机查询数据的方式为通过Web浏览器读取监控设备上的数据，流程如图2所示。
[0015] 通过自行开发的软件连接监控设备，首先要求开发的软件可以在移动终端上应用。在本实施例中以Android平台为例，需要在Android平台上开发对应无线发送和接收硬件的软件系统。该软件读取数据的内部流程为首先通过无线模块发起数据连接信息，确认握手成功后，通过内置插件WebView获取监控平台上的Web数据，成功获取数据并解码后，通过Java内部编程将数据进行分析，并形成相关的界面和格式显示出来，最终数据可查看、可编辑。并通过实时刷新查看的功能完成对光伏电站的监控。
[0016] 通过Web浏览器读取监控设备上的数据，省去了自行开发软件这一过程，可以在整个应用周期内最快的实现远程对光伏电站的监控，采集数据的流程如图2所示，首先通过浏览器链接到监控设备的Web网页上，读取网页上的数据，并可以自由浏览关联网页，通过对浏览器进行设置，可以定时刷新监控设备上的Web网页数据，刷新频率可以为监控设备Web网页更新速度的一半，这样可以做到实时的更新查看光伏电站上的数据。
[0017] 本实施例中，监控设备如果发现重大警报是可以通过无线模块，直接将相关光伏电站信息发给移动终端和手机的。如图3所示，整个流程为监控系统首先发现了光伏电站输出功率出现错误，汇流箱、逆变器、配电柜和变压器等出现损毁无法正常工作。监控系统通过分析出故障和损毁原因后，将信息形成时间、设备和内容的报警信息发给手机和移动终端。
[0018] 如图4所示，本实施例中设备3监控设备从汇流箱、直流配电柜、逆变器、交流配电柜、变压器和环境监测仪接受光伏电站数据。在光照强度达到当地同期日照强度峰值时，输出功率低于装机容量的70%，如某地4月份日照强度峰值为4.61 kWh/m2，计算装机输出功率为10 kWh每天，实际只输出7 kWh每天，监控系统生成当前输出功率报警信息，显示原因为功率输出过低报警；当光照强度和环境相同，当前输出功率低于同期功率5%，如某地7月
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