[发明专利]基于异构网络的风光互补电站远程监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程监控系统，具体涉及一种基于异构网络的风光互补电站远程监控系统。

背景技术

近年来，风能和太阳能作为最有潜力和最为理想的清洁能源得到了越来越多国家的关注和研究。两种清洁能源有着可再生、无污染、分布广泛的优点，但同时也有着能量密度低、随机性强等弱点。尤其对于小容量发电系统，两者都很难单独作为稳定连续的电能供应源。同时人们研究发现二者有着很好的互补性，若将两者按照合理的容量配置互补运行并安装合适的蓄电池组进行能量存储和负载的均衡，则能够使二者的弱势得以均衡，得到比较稳定的电源输出。这种结构的发电系统被称为风光互补发电系统。

风光互补发电系统的核心是电站控制系统，不仅涉及到对光伏发电装置、风力发电装置、蓄电池充放电系统的监控，还需要涉及到对交流或直流负载运行状况以及温、湿度等外部环境状况的监测。目前，以边远海岛和农牧区、无人值守的通信基站和气象站、电动车充电桩以及单位或家庭等使用为代表，风光互补发电系统的需求量越来越大，对电站控制系统的自动化程度要求也越来越高。由于布线成本高和监控手段的缺乏，现有的风光互补电站监控系统主要都是基于本地的单一电站监控制方式，控制系统的信息化集成度不高，各个电站自成系统形成“信息孤岛”，导致同一地区多个电站的运行、操作结果不能集中监视、记录和统计，操作与维护大量依靠手工进行，达不到量化管理的要求，给风光互补发电设备的运行监控、故障诊断与排除带来困难。

为了对分散在同一地区的风光互补电站进行集中实时监控，并将监控数据及时传送给电站管理部门，迫切需要构建一种智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络系统，使风光互补电站的监控和管理更多地脱离人工干预，提高自动化程度，实现无人操纵、过程自动控制及远程监控，改善系统性能。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于异构网络的风光互补电站远程监控系统。

技术方案：为达到上述目的，本发明提供了一种基于异构网络的风光互补电站远程监控系统，该系统包括：现场监控网络单元、异构网络通信转换接口单元、无线通信网络单元、无线网关单元、远程访问和控制单元，五个单元依次连接。

所述现场监控网络单元由多个风光互补电站现场监控装置组成，每个风光互补电站现场监控装置均通过CAN总线连接各监控节点，通过CC-Link总线或RS485总线连接负载设备。

所述监控节点包括光伏发电监控节点、风力发电监控节点、蓄电池充放电监控节点、外部环境监测节点、DC/AC逆变器监控节点、DC/DC变换器监控节点。

CAN总线连接风光互补电站中的各主要监控节点（核心控制元件为8位或16位微控制器），实现对太阳能跟踪调节装置、光伏电池板输出电压和电流、风能跟踪调节装置、风力发电机输出电压和电流、蓄电池温度、蓄电池电压和电流、直流负载电压和电流、交流负载电压和电流以及外部环境的温度、湿度、光照度、风速等的监控数据采集与传送；考虑到许多用电负载设备内部本身就含有通信总线结构（如CC-Link总线、RS485总线等），因此风光互补电站现场监控网络单元通信接口中也设计包含了一般常用的现场用电设备通信总线，使得现场用电设备可以与风光互补电站间实现数据通信，从而能够通过风光互补电站远程监控网络将现场用电设备的运行状态数据向外传送，也能接收远程监控中心的控制指令，实现对现场用电设备的远程控制。

所述异构网络通信转换接口单元由多个转换节点组成，每个转换节点对应一个风光互补电站。

为了实时准确地完成通信数据转换任务，异构网络通信转换接口单元需要采用8位或16位微控制器作为核心控制元件，该控制器可提供多种总线通信接口，或外扩通信接口，以实现与各种异构通信网络接口的之间连接；同时为了便于对通信数据转换以及数据收发状况及时了解和控制，微控制器外围还需外扩人机界面及继电器输出控制。

所述无线通信网络单元由ZigBee网络路由器、ZigBee网络协调器、多个网络收发节点组成，一个风光互补电站配置一个收发节点。

通过无线通信网络单元可以将同一区域中分散在不同位置的风光互补电站及负载工作状态数据以无线方式进行传送、汇聚，为进一步向上位机和用户传送提供保障。反之，也可通过无线通信网络单元将上位机或用户的控制指令向下分发给各个网络收发节点，以便进一步通过异构网络通信转换接口的数据转换向相应的有线通信网络发送，直至到达相应的监控节点。