技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于電力監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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太陽能電源具有可再生、資源豐富、無需輸送和對環(huán)境無污染等優(yōu)勢，因此在大多數(shù)偏遠地區(qū)以及海上、沙漠等惡劣環(huán)境中一般采用太陽能發(fā)電系統(tǒng)。太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器和用戶負載，其中太陽能電池陣列將太陽能轉(zhuǎn)化成電能后直接供給用戶負載，或?qū)⒍嘤嗟碾娔艽鎯χ列铍姵刂?，以備無太陽光的時候使用存儲的電能給用電負載供電。在實際應(yīng)用過程中，為避免受天氣和光照強度等因素影響導(dǎo)致太陽能直接輸出的不穩(wěn)定電能對用電負載造成的影響，一般將太陽能轉(zhuǎn)化成的電能先在蓄電池中存儲，然后再由蓄電池對用電負載進行供電。現(xiàn)有技術(shù)中沒有對太陽能發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池剩余電量進行有效監(jiān)測的設(shè)備，無法避免過放電對蓄電池和用戶負載造成的損害。此外，現(xiàn)有的充電檢測裝置可以檢測電壓(或電流)一般在20v(或20a)以內(nèi)，檢測范圍較小，太陽能發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池陣列產(chǎn)生的充電電壓(或充電電流)能夠達到幾百伏(或安)甚至上千伏(或安)，顯然其不能直接應(yīng)用于太陽能電池陣列充電電壓和充電電流的監(jiān)測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)計一種基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池充放電檢測系統(tǒng)，解決了太陽能發(fā)電系統(tǒng)中無法對蓄電池剩余電量進行有效監(jiān)測，造成蓄電池過放電出現(xiàn)虧電現(xiàn)象進而對用電負載造成損害等問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電檢測系統(tǒng)包括太陽能電池陣列、蓄電池、負載、繼電器控制模塊、繼電器、電壓變送器、電流變送器、模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊、dtu設(shè)備、云端服務(wù)器和遠程監(jiān)測終端，電壓變送器和電流變送器連接在太陽能電池陣列和蓄電池之間分別用于測定蓄電池的充、放電電壓和充、放電電流，電壓變送器用于將采集到的直流電壓按照一定比例轉(zhuǎn)化成電流信號并輸出,電流變送器用于將采集的直流電流按照一定比例轉(zhuǎn)換成電流信號并輸出，模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊一端分別與電壓變送器和電流變送器連接，模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊另一端與dtu設(shè)備連接，模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊用于將采集到的電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再轉(zhuǎn)換成rs485信號輸出，若干個負載與相對應(yīng)的繼電器連接組成的串聯(lián)電路與蓄電池電連接，若干個繼電器分別與繼電器控制模塊連接，繼電器控制模塊通過控制繼電器的開關(guān)進而控制與繼電器連接的負載的開啟和閉合，繼電器控制模塊與dtu設(shè)備連接，dtu設(shè)備通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器連接，遠程監(jiān)測終端與云端服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接，遠程監(jiān)測終端上安裝有應(yīng)用程序，所述應(yīng)用程序用于將接收到的電流信號按照相對應(yīng)的比例轉(zhuǎn)換成蓄電池的充電電壓、充電電流、放電電壓和放電電流，過程中根據(jù)電流的方向區(qū)分充電電流和放電電流進而區(qū)分充電電壓和放電電壓，同時將放電電壓與臨界電壓對比，若放電電壓小于設(shè)定的臨界電壓，則通過短信、聲音或圖像等形式給用戶發(fā)送報警信息，用戶通過遠程監(jiān)測終端輸入關(guān)閉部分負載相連接的繼電器的控制命令，控制命令依次通過云端服務(wù)器和dtu設(shè)備輸送到繼電器控制模塊，繼電器控制模塊控制相對應(yīng)的繼電器關(guān)閉。

進一步地，本發(fā)明涉及的電壓變送器用于將采集到的0-1000v直流電壓按照一定比例轉(zhuǎn)化成4-20ma的電流信號并輸出,電流變送器用于將采集0-1200a的直流電流按照一定比例轉(zhuǎn)換成4-20ma電流信號并輸出。

進一步地，本發(fā)明涉及的dtu設(shè)備是遠程信息發(fā)送與接收終端，是基于gprs技術(shù)的無線傳輸終端，dtu設(shè)備采集到信號后將信號通過gprs無線輸送到云端服務(wù)器，云端服務(wù)器將接收到的信號進行存儲和調(diào)度，同時為遠程監(jiān)測終提供數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，所述遠程監(jiān)測終端為計算機或手機。所述遠程監(jiān)測終端中的應(yīng)用程序根據(jù)充電電壓、充電電流、放電電壓和放電電流計算蓄電池的累積電量，根據(jù)累積電量進一步地控制負載的運行。

進一步地，本發(fā)明涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電檢測系統(tǒng)還包括殼體，繼電器控制模塊、繼電器、電壓變送器、電流變送、模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7和dtu設(shè)備固定設(shè)置在殼體中，殼體采用ip66外殼封裝。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：(1)實現(xiàn)對太陽能發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池剩余電量、放電電壓有效監(jiān)測和控制，避免蓄電池過放電出現(xiàn)虧電進而對用電負載造成的損害；(2)通過遠程監(jiān)測終端實現(xiàn)對太陽能發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池剩余電量、放電電壓的遠程有效監(jiān)測和控制，無需工作人員現(xiàn)場檢測作業(yè)，同時解決了在較為惡劣的環(huán)境下，如高溫高濕、多風(fēng)沙、野外、海面上等，無法現(xiàn)場監(jiān)測作業(yè)的問題；(3)操作簡單，使用方便，及時提醒用戶有效避免電池虧電，特別適合在-20℃-60℃，高溫高濕、低溫高濕、多風(fēng)沙的嚴(yán)酷環(huán)境下工作。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實施方式：

下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1：

如圖1所示，本實施例涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電檢測系統(tǒng)包括太陽能電池陣列1、蓄電池2、負載4、繼電器控制模塊11、繼電器3、電壓變送器6、電流變送器5、模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7、dtu設(shè)備8、云端服務(wù)器9和遠程監(jiān)測終端10，電壓變送器6和電流變送器5連接在太陽能電池陣列1和蓄電池2之間分別用于測定蓄電池的充、放電電壓和充、放電電流，電壓變送器6用于將采集到的直流電壓按照一定比例轉(zhuǎn)化成電流信號并輸出,電流變送器5用于將采集的直流電流按照一定比例轉(zhuǎn)換成電流信號并輸出，模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7一端分別與電壓變送器6和電流變送器5連接，模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7另一端與dtu設(shè)備8連接，模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7用于將采集到的電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再轉(zhuǎn)換成rs485信號輸出，若干個負載4與相對應(yīng)的繼電器3連接組成的串聯(lián)電路與蓄電池2電連接，若干個繼電器3分別與繼電器控制模塊11連接，繼電器控制模塊11通過控制繼電器3的開關(guān)進而控制與繼電器3連接的負載4的開啟和閉合，繼電器控制模塊11與dtu設(shè)備8連接，dtu設(shè)備8通過gprs無線網(wǎng)絡(luò)與云端服務(wù)器9連接，遠程監(jiān)測終端10與云端服務(wù)器9通過網(wǎng)絡(luò)連接，遠程監(jiān)測終端10(如手機、計算機)上安裝有應(yīng)用程序，所述應(yīng)用程序用于將接收到的電流信號按照相對應(yīng)的比例轉(zhuǎn)換成蓄電池的充電電壓、充電電流、放電電壓和放電電流，過程中根據(jù)電流的方向區(qū)分充電電流和放電電流進而區(qū)分充電電壓和放電電壓，同時將放電電壓與臨界電壓對比，若放電電壓小于設(shè)定的臨界電壓，則通過短信、聲音或圖像等形式給用戶發(fā)送報警信息，用戶通過遠程監(jiān)測終端10輸入關(guān)閉部分負載4相連接的繼電器3的控制命令，控制命令依次通過云端服務(wù)器9和dtu設(shè)備8輸送到繼電器控制模塊11，繼電器控制模塊11控制相對應(yīng)的繼電器3關(guān)閉。

本實施例涉及的電壓變送器6用于將采集到的0-1000v直流電壓按照一定比例轉(zhuǎn)化成4-20ma的電流信號并輸出,電流變送器5用于將采集0-1200a的直流電流按照一定比例轉(zhuǎn)換成4-20ma電流信號并輸出，實施過程中根據(jù)需要測定的充、放電電壓和電流的范圍選擇電流變送器5和電壓變送器6的規(guī)格型號。

本實施例涉及的dtu設(shè)備8是遠程信息發(fā)送與接收終端，是基于gprs技術(shù)的無線傳輸終端，dtu設(shè)備8采集到信號后將信號通過gprs無線輸送到云端服務(wù)器9，云端服務(wù)器9將接收到的信號進行存儲和調(diào)度，同時為遠程監(jiān)測終端10提供數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，所述遠程監(jiān)測終端10為計算機或手機。所述遠程監(jiān)測終端中的應(yīng)用程序10根據(jù)充電電壓、充電電流、放電電壓和放電電流計算蓄電池的累積電量，根據(jù)累積電量進一步地控制負載4的運行。

本實施例涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電檢測系統(tǒng)還包括殼體(未畫出)，繼電器控制模塊11、繼電器3、電壓變送器6、電流變送器5、模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7和dtu設(shè)備8固定設(shè)置在殼體中，殼體采用ip66外殼封裝，能夠在高溫高濕、寒濕、多風(fēng)沙等多種惡劣環(huán)境中使用。

本實施例涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電檢測系統(tǒng)，工作過程為：電壓變送器6將采集到的0-1000v直流電壓按照一定比例轉(zhuǎn)化成4-20ma的電流信號并輸出到模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7,電流變送器5將采集0-1200a的直流電流按照一定比例轉(zhuǎn)換成4-20ma電流信號也輸出到模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7，模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊7將采集到的0-20ma電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再轉(zhuǎn)換成rs485信號輸出到dtu設(shè)備8，dtu設(shè)備8將信號通過云端服務(wù)器9輸送到遠程監(jiān)測終端10，如手機，電計算機。遠程監(jiān)測終端10根據(jù)接收到的電流信號方向判斷是充電電流還是放電電流，進而區(qū)分充電電壓和放電電壓，然后按照相對應(yīng)的比例將電流信號轉(zhuǎn)換成蓄電池的充電電壓、充電電流、放電電壓和放電電流。將放電電壓與設(shè)定的臨界電壓對比，若放電電壓小于臨界電壓，則通過短信、聲音或圖像等形式給用戶發(fā)送報警信息，用戶通過遠程監(jiān)測終端10輸入關(guān)閉部分負載相連接的繼電器3的控制命令，控制命令依次通過云端服務(wù)器9和dtu設(shè)備8輸送到繼電器控制模塊11，繼電器控制模塊11控制相對應(yīng)的繼電器3關(guān)閉。在陰雨天或夜晚等無光照無法發(fā)電的條件下，遠程監(jiān)測終端10根據(jù)獲得的充電電壓、充電電流、放電電壓和放電電流計算出蓄電池的剩余功率，進而安排負載4的工作。