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CN107947724A - 分布式光伏电站自动清扫及监控系统 - Google Patents

分布式光伏电站自动清扫及监控系统 Download PDF

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魏强
田政
王兆晖
钱星汝
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Abstract

本发明涉及一种分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中多个监测装置及清扫执行机构分别设于多个光伏电站上，用于检测光伏电站的运行和对光伏电站进行清扫，数据中心处理装置接收监测装置发送的数据并再传送至人机交互单元，同时数据中心处理装置还接收人机交互单元发送的用户指令，并据此再向清扫执行机构发送清扫指令。本发明能够对分布式光伏电站的运行进行实时监控，同时还能够根据需要实现对分布式光伏电站的自动清扫，从而有效提高了分布式光伏电站的发电效率和使用寿命。

Description

分布式光伏电站自动清扫及监控系统
技术领域
本发明涉及光伏电站技术领域，具体涉及一种分布式光伏电站自动清扫及监控系统。
背景技术
分布式光伏电站多安装在写字楼、厂房、大棚屋顶等场所，且每个分布式光伏电站的安装较为分散，因此，操作管理人员面对多个屋顶或不同地区的电站管理难度较大，单体电站装机容量较低，安排专业人员进行清扫和运行数据监控难度较大。尤其是在雨雪天及雾霾天气状况下，积雪及灰尘会落在光伏板上，影响光伏电站发电量，而平时的鸟粪、树叶等杂质还会形成热斑，严重影响光伏板使用寿命。针对这种现状，现有的清扫手段主要是以人工清扫为主，而分布式光伏电站受到安装位置的制约，常常没有清扫工作面，特别是在雨雪天气下进行人工清扫时，清扫人员的人身安全无法得到充分保障，并且人工清扫的方式也无法做到随时清扫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其能够对分布式光伏电站的运行进行实时监控，同时还能够实现对分布式光伏电站的自动清扫，从而有效提高了分布式光伏电站的发电效率和使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其包括：
多个监测装置，所述多个监测装置分别设于多个光伏电站上，用于检测光伏电站的运行数据，并发送至数据中心处理装置；
多个清扫执行机构，所述多个清扫执行机构也分别设于多个光伏电站上，用于接收数据中心处理装置发送的清扫指令，对光伏电站进行清扫；
一数据中心处理装置，所述数据中心处理装置分别用于接收监测装置发送的光伏电站的运行数据，向人机交互单元发送光伏电站的运行数据，接收人机交互单元发送的用户指令，和向清扫执行机构发送光伏电站清扫指令；以及
一人机交互单元，所述人机交互单元分别用于接收数据中心处理装置发送的光伏电站的运行数据，和向数据中心处理装置发送用户指令。
上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中所述清扫执行机构分别包括安装于光伏电站的光伏组件上的行驶轨道和设于所述行驶轨道上的机架，在所述机架上设有行走轮和用于驱动所述行走轮的动力电机；
在所述机架上还铺设有光伏发电单元，在所述机架的底端还分别设有清洁海绵、清洁毛刷以及驱动所述清洁毛刷转动的清洁旋转电机；
在所述机架上还设有第一GPRS模块以及与所述光伏发电单元连接的蓄电池，其中所述蓄电池用于对所述动力电机和清洁旋转电机进行供电，所述第一GPRS模块用于接收数据中心处理装置发送的光伏电站清扫指令，并控制启动所述动力电机和清洁旋转电机，以对光伏电站进行清洁操作。
上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中所述第一GPRS模块还向数据中心处理装置发送清洁故障代码。
上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中所述数据中心处理装置采用ARM微处理器。
上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中所述监测装置包括温度传感器、光照传感器、风速传感器、电压传感器和电流传感器中的至少一种。
上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中所述监测装置获得的光伏电站的运行数据通过所述第一GPRS模块发送至数据中心处理装置。
上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中所述监测装置还包括第二GPRS模块，且所述监测装置获得的光伏电站的运行数据通过所述第二GPRS模块发送至数据中心处理装置。
上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中所述人机交互单元包括智能手机、平板电脑、个人计算机中的至少一种。
上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中所述光伏组件包括多个光伏板，相邻的两个光伏板之间设有间隙，在所述间隙处还安装有清洁滤网，同时在位于所述清洁滤网处的行驶轨道上还设有光电开关。
本发明具有如下优点：通过采用上述结构，本发明能够对分布式光伏电站的运行进行实时监控，同时还能够根据需要实现对分布式光伏电站的自动清扫，这不仅有效提高了分布式光伏电站的发电效率和使用寿命，同时也大大减少了运营维护成本及清扫成本。
附图说明
图1是分布式光伏电站自动清扫及监控系统的结构示意框图；
图2是清扫执行机构的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明公开了一种分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其包括有多个监测装置2、多个清扫执行机构3、一数据中心处理装置4以及一人机交互单元5。其中，多个监测装置2和多个清扫执行机构3分别设于分布在不同区域的多个光伏电站1上(即每个光伏电站1上均分配一监测装置2及一清扫执行机构3，并且每一监测装置2或清扫执行机构3均分配以不同的设备ID信息)。
每个监测装置2均用于检测其所处的光伏电站1的运行数据，并将该运行数据通过无线传输发送至数据中心处理装置4；数据中心处理装置4接收所有监测装置2发送的运行数据，并进行集中收集和处理后，再进一步将处理后的数据信息发送至人机交互单元5。通过人机交互单元5，工作人员(或者操作人员)便可方便快捷地对所有光伏电站1的运行状态进行查看和监测。
当根据维护需求对光伏电站进行清扫操作时，操作人员通过人机交互单元5向数据中心处理装置4下达发送用户指令，数据中心处理装置4根据接收到的用户指令，便相应地向某一、某些或者全部光伏电站1处的清扫执行机构3发送光伏电站清扫指令，而接收到清扫指令的清扫执行机构3则执行动作，以对各对应的光伏电站1进行清扫。
具体地，如图2所示，清扫执行机构3分别包括安装于光伏电站1的光伏组件(光伏组件包括光伏板11、光伏板12)上的行驶轨道31和设于行驶轨道31上的机架32，在机架32上设有行走轮33和用于驱动行走轮33的动力电机，在机架32上还铺设有光伏发电单元，在机架32的底端还分别设有清洁海绵34、清洁毛刷35以及驱动清洁毛刷35转动的清洁旋转电机。
并且，在机架32上还设有第一GPRS模块以及与光伏发电单元连接的蓄电池，其中蓄电池用于对动力电机和清洁旋转电机进行供电，第一GPRS模块用于接收数据中心处理装置发送的光伏电站清扫指令，并控制启动动力电机和清洁旋转电机，以对光伏电站进行清洁操作。
进一步地，相邻的两个光伏板之间还设有间隙，在间隙处还安装有清洁滤网36，同时在位于清洁滤网36处的行驶轨道31上还设有光电开关37。
这样，当清扫执行机构3停止而不执行清洁操作时，机架32可停在清洁滤网36的上方位置(停止信号由光电开关37发送)，以避免遮挡光伏板11和光伏板12，从而影响光伏组件的发电效率。同时，机架32上的光伏发电单元可将太阳能转化为电能，并且电能储存在蓄电池内。
当清扫执行机构3的第一GPRS模块接收到数据中心处理装置4发出的清扫指令后，其便控制启动动力电机和清洁旋转电机，动力电机带动机架32及行走轮33沿行驶轨道31行驶，同时清洁旋转电机带动清洁毛刷35旋转，这样，清洁毛刷35可用于清扫附着在光伏板11和光伏板12上的鸟粪等物，而清洁海绵34则可用于进一步清扫灰尘，从而实现了对光伏电站的清洁操作。此外，当清洁海绵34和清洁毛刷35完成一块光伏板(如光伏板11)的刮刷清洁后，便会经过清洁滤网36移向下一块光伏板(如光伏板12)，而此时清洁滤网36的作用主要用于加大清洁海绵34和清洁毛刷35的摩擦阻力，从而实现了对清洁海绵34和清洁毛刷35进行清洁。
并且进一步地，当出现清扫故障时，第一GPRS模块还向数据中心处理装置4发送清洁故障代码。
作为一种实施例，监测装置2包括温度传感器、光照传感器、风速传感器、电压传感器和电流传感器中的至少一种，且监测装置2获得的光伏电站1的运行数据通过第一GPRS模块发送至数据中心处理装置4。这样，相应地，监测装置2便可将通过各传感器所获得的现场环境温度、光伏组件、逆变器工作参数(具体如光伏组件的发电直流电压、直流电流以及逆变后的交流电压、交流电流)等信息一并发送至第一GPRS模块，并再进一步传输发送至数据中心处理装置4。
数据中心处理装置4则可采用ARM微处理器，而Linux操作系统可嵌入在ARM芯片内，用于接收、发送光伏电站1的运行数据，以及存储和计算清洁策略等等。清洁策略具体如：数据中心处理装置4根据发电电流的数据来计算判断光伏板的清洁程度，根据光照传感器的数据来判断和预测发电量，根据风速传感器的数据来判断是否进行巡查，以及通过上述数据，综合计算出开始清扫的时间和停止清扫的时间。
而作为另一种实施例，监测装置自身还可设有第二GPRS模块，这样，监测装置获得的光伏电站的运行数据便可通过第二GPRS模块发送至数据中心处理装置。
具体地，对于上述分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其中的人机交互单元5包括智能手机、平板电脑、个人计算机中的至少一种，这样操作人员便可通过APP程序查看光伏电站1的运行状态，和发送用户指令进行清扫操作。
综上所述，通过采用上述结构，本发明基于Web平台构架，通过GPRS数据传输，不仅能够对分布式光伏电站的运行进行实时监控，同时还能够根据需要实现对分布式光伏电站的自动清扫，这不仅有效提高了分布式光伏电站的发电效率和使用寿命，同时也大大减少了运营维护成本及清扫成本。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：该系统包括，
多个监测装置，所述多个监测装置分别设于多个光伏电站上，用于检测光伏电站的运行数据，并发送至数据中心处理装置；
多个清扫执行机构，所述多个清扫执行机构也分别设于多个光伏电站上，用于接收数据中心处理装置发送的清扫指令，对光伏电站进行清扫；
一数据中心处理装置，所述数据中心处理装置分别用于接收监测装置发送的光伏电站的运行数据，向人机交互单元发送光伏电站的运行数据，接收人机交互单元发送的用户指令，和向清扫执行机构发送光伏电站清扫指令；以及
一人机交互单元，所述人机交互单元分别用于接收数据中心处理装置发送的光伏电站的运行数据，和向数据中心处理装置发送用户指令。
2.如权利要求1所述的分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：所述清扫执行机构分别包括安装于光伏电站的光伏组件上的行驶轨道和设于所述行驶轨道上的机架，在所述机架上设有行走轮和用于驱动所述行走轮的动力电机；
在所述机架上还铺设有光伏发电单元，在所述机架的底端还分别设有清洁海绵、清洁毛刷以及驱动所述清洁毛刷转动的清洁旋转电机；
在所述机架上还设有第一GPRS模块以及与所述光伏发电单元连接的蓄电池，其中所述蓄电池用于对所述动力电机和清洁旋转电机进行供电，所述第一GPRS模块用于接收数据中心处理装置发送的光伏电站清扫指令，并控制启动所述动力电机和清洁旋转电机，以对光伏电站进行清洁操作。
3.如权利要求2所述的分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：所述第一GPRS模块还向数据中心处理装置发送清洁故障代码。
4.如权利要求1所述的分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：所述数据中心处理装置采用ARM微处理器。
5.如权利要求2所述的分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：所述监测装置包括温度传感器、光照传感器、风速传感器、电压传感器和电流传感器中的至少一种。
6.如权利要求5所述的分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：所述监测装置获得的光伏电站的运行数据通过所述第一GPRS模块发送至数据中心处理装置。
7.如权利要求5所述的分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：所述监测装置还包括第二GPRS模块，且所述监测装置获得的光伏电站的运行数据通过所述第二GPRS模块发送至数据中心处理装置。
8.如权利要求1所述的分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：所述人机交互单元包括智能手机、平板电脑、个人计算机中的至少一种。
9.如权利要求2所述的分布式光伏电站自动清扫及监控系统，其特征在于：所述光伏组件包括多个光伏板，相邻的两个光伏板之间设有间隙，在所述间隙处还安装有清洁滤网，同时在位于所述清洁滤网处的行驶轨道上还设有光电开关。
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