[实用新型]基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统，属于光伏发电系统技术领域和通信领域。

背景技术

太阳能光伏发电有许多经济、社会和环境保护的积极意义，是国家重点支持研究的技术领域，随着光伏发电技术不断发展，整个系统中可以增加很多方便、提高可靠性与安全性的设计。

光伏汇流箱监测系统是面向太阳能光伏发电厂生产管理层的自动化信息监测平台，实现对光伏阵列电流信息的采集、处理和监测管理。在大型光伏电站中，光伏汇流箱分布非常分散且数量较多，汇流箱与监控站之间需要铺设大量的通信线缆，用以数据采集及信号传输，存在着布线麻烦、功耗大、成本高的缺点。即使采用传统的无线数据采集及传输方式，也存在协议复杂、信号传输不可靠、系统成本高及功耗大的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统，它能减少光伏电站通信电缆的铺设线路，简化系统安装维护的操作，节省成本和降低功耗，并且所使用的协议简单，能提高监控中心与光伏汇流箱之间的信号传输的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统，包括光伏组件串列、无线光伏汇流箱、无线网关和监控中心计算机，光伏组件串列与无线光伏汇流箱连接，无线网关通过工业无线WIA网络连接无线光伏汇流箱，通过工业无线WIA网络使用IEEE802.15.4标准协议向无线光伏汇流箱发送上报数据指令，无线网关与监控中心计算机通过RS232/RS485/TCP-IP协议进行通信。

前述的基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统中，无线网关包括以太网接口和以太网协议处理器，以太网协议处理器与节点管理模块对接，构成WIA-PA网关。以太网接口收到的以太网数据包，通过某种类型的工业以太网协议处理器解包成应用层数据帧，并通过通用外设接口模块（如RS232/RS485），将数据发送至节点管理模块的中央处理单元，中央处理器单元打包成WIA应用层对象帧格式发送到WIA-PA协议处理器，通过无线收发模块发送到传感器网络中。相反，从无线收发模块收到的WIA-PA网络数据，也在中央处理器中解包出应用数据，通过通用外设接口（如RS232/RS485），在以太网协议处理器中打包成以太网帧，返回给监控中心计算机，无线网关完成WIA无线报文与TCP/IP协议报文之间的转换。

前述的基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统中，所述监控中心计算机上设有监控软件、数据库。监控软件具有人机交互画面，用来显示太阳能电池阵列与汇流箱的连接示意图，和下一级子界面的导航图标，标示各个汇流箱运行状态及关键参数（如电流值），可以查看各个汇流箱对应的各个光伏组件串列（电池组件串）的状态和关键参数，实现对各个汇流箱电池组件串支路的监控，同时可生成报表；数据库具有存储和处理数据等功能。

前述的基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统中，所述系统还包括无线中继路由器，无线光伏汇流箱、无线中继路由器和无线网关组成自组织多跳的Mesh网络，无线网关可以根据无线光伏汇流箱的MAC地址来决定是否允许该汇流箱加入该网络，当无线光伏汇流箱与无线网关的距离较远时，可通过无线中继路由器进行转发。

前述的基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统中，所述无线光伏汇流箱包括采集通讯控制器、防反二极管、直流高压熔丝、汇流接线盒、高压断路器、防雷模块和光伏组件串列接入的正接线端、负接线端，从正接线端输入的电流依次经过直流高压熔丝、防反二极管、采集通讯控制器、汇流接线盒、高压断路器和防雷模块之后输出，从负接线端输入的电流依次经过直流高压熔丝、汇流接线盒、高压断路器和防雷模块之后输出。

前述的基于WIA无线传感网络的光伏汇流箱监测系统中，防雷模块采用光伏专用的高压防雷器，能满足正极对地、负极对地、正负极之间都防雷的要求，其额定电流≥15kA，最大电流≥40kA，Up值不高于3.9kV；高压断路器采用正负极分别串联的四极断路器，提高直流耐压，能够承受1000V直流；直流高压熔丝对每路光伏组串进行保护，即1个16 路输入的汇流箱带16 路的熔丝保护，保险丝耐压达到直流1000V 以上（含1000V）。