一种百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统

摘要

本发明公开了一种百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，主要包括：辐射监测站，用于实时自动采集当地辐射参数和当地环境参数并存储，对采集所得辐射参数和当地环境参数进行运算和转换处理，并将运算和转换处理所得辐射监测数据通过通信网络发送至中心站；通信网络，用于为辐射监测站与中心站之间的数据交互提供多个通信通道；中心站，用于定时读取和实时接收辐射监测站通过通信网络发送的辐射监测数据，进行汇总、存档和远程处理。该百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，可以克服现有技术中通信方式单一和涵盖区域小等缺陷，以实现通信方式多样和涵盖区域广的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发配电技术领域，具体地，涉及一种百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统。

背景技术

目前，随着国民经济的迅猛发展，我国能源短缺的现象越来越严重。新型绿色能源越来越得到关注，如核电、风能、太阳能等，其中太阳能是一种干净的、取之不尽用之不竭的可再生能源。太阳能光伏发电由于具有独特的优点，从而得到广泛关注。

但光伏发电也有着随机性、间歇性、发电量与气候条件有关、能量密度较低等特点。因此，加强光伏电站的实时辐射等气象数据采集，提高太阳能输出功率预测准确性，提高电网运行的可靠性和安全性，对于推动光伏发电产业的良性发展，有着十分重要的意义，运行正常的辐射监测站，能准确评估一个区域内的光资源状况，为超短期预测系统提供光伏电站所处微气象区域的实时辐射等气象要素数据，而且它的实测数据为数值天气预报模式修订和调参提供重要依据，从而提升辐射预报的准确度，减少短期功率预测系统的中间误差，提高光伏发电功率预测精度。

目前，大型光伏发电基地占地面积广，且多处偏远地带，通信状况复杂，依靠单一的通信方式难以涵盖所有区域，需设计一种合理、高效、稳定，由多信道组成的通信组网方式。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在通信方式单一和涵盖区域小等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，以实现通信方式多样和涵盖区域广的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，主要包括：

辐射监测站：用于实时自动采集当地辐射参数和当地环境参数并存储，对采集所得辐射参数和当地环境参数进行运算和转换处理，并将运算和转换处理所得辐射监测数据通过通信网络发送至中心站；

通信网络：用于为所述辐射监测站与中心站之间的数据交互提供多个通信通道；

中心站：用于定时读取和实时接收所述辐射监测站通过通信网络发送的辐射监测数据，进行汇总、存档和远程处理。

进一步，所述辐射监测站，包括位于各个光伏基地区域的多个辐射监测站；所述多个辐射监测站，或者有线连接至中心站，或者通过通信网络连接至中心站。

进一步，所述通信网络，采用由多信道组成的通信组网方式，包括PSTN网络、光纤、无线GPRS、VHF、卫星和有线网络中的一种或多种。

进一步，在所述中心站，设有中心站辐射气象数据接收系统。

进一步，所述辐射监测站实时采集的当地辐射参数，包括当地总辐射、直接辐射、反射辐射、散射辐射和紫外辐射中的一种或多种。

进一步，所述辐射监测站实时采集的当地环境参数，包括当地的风速、风向、环境温度、环境湿度、气压和组件温度中的一种或多种。

进一步，所述中心站进行远程处理的操作，包括采集程序的更新、数据招测和系统校时。

本发明各实施例的百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，由于主要包括：辐射监测站，用于实时自动采集当地辐射参数和当地环境参数并存储，对采集所得辐射参数和当地环境参数进行运算和转换处理，并将运算和转换处理所得辐射监测数据通过通信网络发送至中心站；通信网络，用于为辐射监测站与中心站之间的数据交互提供多个通信通道；中心站，用于定时读取和实时接收辐射监测站通过通信网络发送的辐射监测数据，进行汇总、存档和远程处理；可以能够实时监测区域辐射等气象要素数据，真实、实时地反映区域辐射资源状况，通过采用多信道组成的通信网络，满足大区域辐射数据传输的及时性和可靠性，并能节约大量的通信费用；从而可以克服现有技术中通信方式单一和涵盖区域小的缺陷，以实现通信方式多样和涵盖区域广的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统的组网拓扑图示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-卫星；2-移动基站；3-中心站辐射气象数据接收系统；4-PSTN网络；5-VHF；6-有线网络（如光纤）。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

大型光伏发电基地覆盖面积广，合理建立多个辐射监测站，形成测光网络，才能保证区域太阳辐射资源的准确预测。需要设计一种区域辐射资源监测网络，为大型光伏基地新能源发电场站群的规划建设提供资源评估和实时辐射监测功能，以实现场区的微观选址、发电能力评估，并为场站群的功率预测提供实时辐射数据。

根据本发明实施例，如图1所示，提供了一种百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，可以应用于光伏发电能力评估、基地规划及光伏发电功率预测。该百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，采用布设多站点的辐射自动监测站和组建适用的多信道接入的数据通信网络，实现对各测站辐射数据的集中实时采集。该百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，考虑了通信的可靠性、运行费用及安装维护等因素，具备很强的适用性。

参见图1，本实施例的百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，主要包括：

辐射监测站：用于实时自动采集当地辐射参数和当地环境参数并存储，对采集所得辐射参数和当地环境参数进行运算和转换处理，并将运算和转换处理所得辐射监测数据通过通信网络发送至中心站；辐射监测站实时采集的当地辐射参数，包括当地总辐射、直接辐射、反射辐射、散射辐射和紫外辐射中的一种或多种；辐射监测站实时采集的当地环境参数，包括当地的风速、风向、环境温度、环境湿度、气压和组件温度中的一种或多种；

通信网络：用于为辐射监测站与中心站之间的数据交互提供多个通信通道；

中心站：用于定时读取和实时接收辐射监测站通过通信网络发送的辐射监测数据，进行汇总、存档和远程处理；中心站进行远程处理的操作，包括采集程序的更新、数据招测和系统校时。

在上述实施例中，辐射监测站，包括位于各个光伏基地区域的多个辐射监测站；多个辐射监测站，或者有线连接至中心站，或者通过通信网络连接至中心站。通信网络，采用由多信道组成的通信组网方式，包括PSTN网络（如PSTN网络4）、光纤、无线GPRS（如通过移动基站2提供的GPRS）、VHF（如VHF 5）、卫星（如卫星1）和有线网络（如光纤6）中的一种或多种。在中心站，设有中心站辐射气象数据接收系统（如中心站辐射气象数据接收系统3）。

上述实施例的百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，主要包括辐射监测站、通信网络和中心站。辐射监测站主要负责实时自动采集当地总辐射、直接辐射、反射辐射、散射辐射和紫外辐射以及当地的风速、风向、环境温度、环境湿度、气压、组件温度等参数，并进行运算、处理、工程量转换，对每次测量的数据进行存储，并按约定的格式通过通信网络发送数据到中心站。中心站主要负责定时读取和实时接收通信网络中的各辐射监测站的数据，并把这些数据汇总，统一存档，并可实现远程的采集程序的更新、数据招测、系统校时等功能。 

通信组网方式上，考虑到大型光伏发电基地占地面积广，且多处偏远地带，通信状况复杂，依靠单一的通信方式难以涵盖所有区域，因此设计一种由多信道组成的通信组网方式，可以采用有线电话拨号网络（PSTN网络）、光纤和无线GPRS、VHF、卫星等多种方式，图1为一种组网拓扑图。

在上述实施例中，通信组网应考虑的基本因素一般有可靠性、系统数据碰撞、运行费用、电源及安装维护等。所以，对于大型光伏基地通信信道选择原则，包括：

⑴辐射监测站与中心站已经具备光纤等有线通道的，采用现有通信信道；

⑵辐射监测站距离中心站<1km的采用RS485、光纤等有线通道；

⑶辐射监测站距离中心站<10km的采用VHF或光纤通道；

⑷辐射监测站距离中心站较远，且监测站所处安装现场有GPRS信号的，采用GPRS信道；具备有线电话拨号网络（PSTN）通道的，采用PSTN信道；

⑸辐射监测站距离中心站较远，且监测站所处安装现场没有无线GPRS信号的，采用卫星信道。

在上述实施例中，百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，由传送数据的多种信道网络以及确保正常传送的控制方式等组成；通过信道发送的数据均向辐射监测站提供回执信号，确认发送是否成功；中心站可向辐射监测站发送控制指令， 既可获得辐射监测站当前的辐射等气象信息或指定时间段内的历史数据，也可获得当前或指定时间段内的状态信息，还可完成校时、设置参数、重启等下行命令。

综上所述，本发明上述各实施例的百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，能够实时监测区域辐射等气象要素数据，真实、实时地反映区域辐射资源状况，通过采用多信道组成的通信网络，满足大区域辐射数据传输的及时性和可靠性，并能节约大量的通信费用；该百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，具有维护工作量少、通信质量稳定和畅通率高等优势，是适用于百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统的合理组网方式；该百万千瓦级大型光伏基地区域辐射资源监测系统，作为大型光伏基地区域辐射资源监测网络，是风光储联合发电系统微观选址、联合发电超短期功率预测、数值天气预报模型优化、预测误差与置信区间评估、预测模型校订的基础，具有广阔的应用前景。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。