《Ｊ二业控制计算机》２ＯＯ６年１９卷第５期
基于ＶＣ和无线数传模块的光伏电站远程监控系统的设计 Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｐｌａｎｔ Ｓ Ｄｉｓｔａｎｔ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＶＣ ａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ＭＡｏｄｕｌｅ 刘福才 张海良 王冬云 （燕山大学电气工程学院自动化系，河北秦皇岛０６６００４） 摘 要 根据光伏电站的特点，设计了一种以无线数传模块和电话交换网为通信媒介，由ＰＣ机和８９Ｃ５１单片机组成的远程监 控系统。重点介绍了系统组成和利用ＶＣ实现ＰＣ机和单片机控制系统远程通信的软件设计。 关键词：光伏电站，单片机，远程监控，无线数传模块 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｖｏｉｔａｉｃ Ｐｌａｎｔ．１ｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｄｉｓｔａｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ＰＣ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ８９Ｃ５１ ａｎｄ ｗｉｔｈ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｎｅｔｗｏｒｋ．１ｈｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ＰＣ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ—－ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ｗｉｔｈ ＶＣ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎ・ ｔｒｏｄｕｃｅｄ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｈｏｔｏｖｏｉｔａｉｃ ｐｌａｎｔ，Ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｄｉｓｔａｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ 光伏发电技术是一项优化未来电力构成的高新发电技术， 目前，光伏电源系统是解决我国无电地区广大农牧民生活用电 和微波中继站等供电的重要方式，但光伏电站往往地处边远，周 嗣环境恶劣，不适合＿丁作人员的长期值守。本文研究的太阳能光 伏电站远程监控系统，采刚无线数字信号传输技术，无需通讯电 缆，便可采集光伏电站的运行数据，同时借助现有的电话网络， 远程监控电站的运行。 １ 系统组成和主要功能 本系统结构如图１所示，它由光伏电站单片机控制系统、近 端ＰＣ机通信控制系统和远端ＰＣ机通信控制系统三部分组成。 其ｌｆＪ远端ＰＣ机通过拨号的方式发送查询光伏电站运行参数命 令给近端ＰＣ机，近端ＰＣ机接受到命令后通过无线数传模块转 发命令给光伏电站的单片机监控系统，监控系统接受到命令后 将存储器中的数据回送给近端ＰＣ机，近端ＰＣ机接受并保存数 据至数据库，同时把数据以串口通汛的方式发送给远端ＰＣ机， 远端ＰＣ机接受并保存数据。远端ＰＣ机和近端ＰＣ机均町以对 接受的电站运行数据实时显示、打曰】，做下一步处理。同样，口『以 发送指令改变电站的运行参数米达到远程监控的目的。 圯 Ｉ ｌＹＩ 伙Ｉ Ｉ ｔ 毂 臻 机 图１ 光伏电站远程监控系统结构图 １ １光伏电站单片机控制系统的没计 控制系统的硬件原理框图如图２所示，其核心采用性价比 高、使用方便的８９Ｃ５１单片机。状态监测电路完成对光伏电站 运干亍状惫参数的采集，如蓄电池电压、蓄电池温度、充电电流、环 境温度、风速、光强等。考虑到数据量较大，因而外扩了数据存储 器，以保存运行参数并做进一步的处理。执行机构主要以逐路切
分布式光伏电站的监控系统及监控方法
在全球能源转型的大背景下，分布式光伏电站作为一种清洁、可再生的能源供应方式，正得到越来越广泛的应用。为了确保分布式光伏电站的稳定运行、提高发电效率和保障安全性，一套完善的监控系统和有效的监控方法至关重要。
一、分布式光伏电站监控系统的组成
分布式光伏电站的监控系统通常由以下几个主要部分组成：
1、 传感器与数据采集单元
传感器负责采集光伏电站的各种运行参数，如光伏组件的电压、电流、功率，环境温度、光照强度等。数据采集单元则将传感器采集到的数据进行汇总和初步处理，然后传输给监控中心。
2、 通信网络
用于将采集到的数据从现场传输到监控中心。常见的通信方式包括有线通信（如以太网）和无线通信（如 WiFi、GPRS 等）。通信网络的稳定性和数据传输速度直接影响监控系统的实时性和可靠性。
3、 监控中心
监控中心是整个监控系统的核心，负责接收、存储、分析和展示数据。它通常包括服务器、数据库、监控软件等。监控人员可以通过监控软件实时查看电站的运行状态，并对异常情况进行报警和处理。 4、 远程终端
除了监控中心，相关人员还可以通过手机、平板电脑等远程终端随时随地访问监控系统，获取电站的运行信息。
二、分布式光伏电站监控系统的功能
1、 实时监测
能够实时采集和显示光伏电站的各项运行参数，让运维人员及时了解电站的工作状态。
2、 数据分析
对采集到的数据进行分析，例如计算发电量、功率曲线、设备效率等，为电站的优化运行提供依据。
3、 故障报警
当电站出现故障或异常情况时，如组件短路、逆变器故障等，监控系统能够及时发出报警信号，并定位故障位置，以便运维人员快速处理。
4、 能源管理
帮助用户对能源的生产和消耗进行管理，实现节能减排的目标。
5、 报表生成
能够自动生成各种报表，如日报表、月报表、年报表等，方便用户对电站的运行情况进行总结和评估。 三、分布式光伏电站的监控方法
基于Java的智能光伏电站监测与控制系统设计
智能光伏电站监测与控制系统设计
随着可再生能源的不断发展和应用，光伏发电作为其中一种重要形式，越来越受到人们的关注。然而，由于光伏电站规模庞大、分布广泛，传统的人工巡检和控制方式已经无法满足需求。因此，基于Java的智能光伏电站监测与控制系统的设计成为了迫切的需求。
一、需求分析
智能光伏电站监测与控制系统的设计需要满足以下主要需求：
1. 实时监测：系统能够实时监测光伏电站的发电量、温度、压力等关键指标，及时掌握电站运行状态。
2. 故障诊断：系统能够自动诊断光伏电站的故障，并提供相应的处理方案，以减少维修时间和成本。
3. 远程控制：系统能够远程控制光伏电站的开关机、调整发电功率等操作，提高运维效率。
4. 数据分析：系统能够对采集到的数据进行分析，生成报表和统计图表，为决策提供科学依据。
二、系统设计与实现
基于Java的智能光伏电站监测与控制系统的设计包括前端监测界面、后台数据处理和控制模块以及数据库等三个主要部分。 1. 前端监测界面
前端监测界面主要负责与光伏电站的数据采集设备进行通信，实时接收数据并显示在界面上。界面设计应简洁美观，以提高用户使用体验。同时，界面应具备响应式设计，可以在不同终端（例如电脑、手机）上自适应显示。通过Java的图形用户界面（GUI）库，如Swing或JavaFX等，可以快速实现前端监测界面的设计与开发。
2. 后台数据处理和控制模块
后台数据处理和控制模块是整个系统的核心部分，主要负责数据的接收、处理和控制逻辑的实现。基于Java的服务器开发框架，如Spring、Spring Boot等，可以提供丰富的功能和工具支持。通过与前端监测界面进行数据交互，后台模块可以实现数据的实时处理和控制命令的下发。
3. 数据库
数据库是存储大量数据的关键组成部分，能够实现对数据的可靠存储和高效检索。在智能光伏电站监测与控制系统中，可以选择使用关系型数据库（如MySQL、Oracle）或NoSQL数据库（如MongoDB）来实现数据的持久化存储。通过Java的数据库访问框架，如JDBC、MyBatis等，可以方便地进行数据库的连接和操作。
第９卷第２５期（２０１３年Ｏ９月） Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识与技术
一部分转化为热能，使得光伏电池的温度升高，监控系统采集该温度值并设置报警上限，当温度超出一定值时报警，提醒管理人员
作相应处理。太阳能光伏阵列输出的电能不稳定，蓄电池组通过充放电控制器执行充放电控制；蓄电池组一部分电能直接供给直
流负载使用，另一部分经逆变器转换为交流后供给交流负载使用，监控系统对蓄电池组输出的电压、电流进行监测。
监控系统提供功能选择画面，并对光伏阵列现场环境进行实时监控与显示，如室外温度值、湿度百分比、光照度及阵列表面温 度值等；可实时监控各光伏阵列的充电电压及电流、蓄电池电压等信息，并对故障点进行异常显示与报警提示；可绘制显示电压一
时间曲线、功率一时间曲线等，直流侧输入电流实时曲线、并采集与显示日发电量等电参量。监控系统结构设计图如图３所示。 通过模拟设备输出，经测试，本软件运行流畅，能够模拟出太阳能光伏发电站系统的工作状态，并对相关的数据进行显示并存
储到Ａｃｃｅｓｓ数据库中，能够通过历史曲线及实时曲线对运行状态进行分析。监控系统显示界面如图４所示。
５结论
通过对光伏发电站监控系统软件的设计开发，最终实现了可对１６个电气参数和２个气象参数共１８个测试点进行实时监测功 能。不仅可以显示实时曲线并生成历史曲线，而且能够生成历史报表，将数据自动存储到Ａｃｃｅｓｓ数据库中；此外，当光伏板温度过
高或蓄电池电量异常时，还可实现报警功能，以便于管理员及时进行相关处理。
参考文献：
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