[发明专利]一种基于ZigBee的光伏发电电能质量监测系统及监测方法

说明书

本发明涉及一种基于ZigBee的光伏发电电能质量监测系统，包括：采集终端设备，用于采集电能质量监测数据，并将电能质量监测数据发送给ZigBee协调器；路由设备，用于采集终端设备之间、采集终端设备与ZigBee协调器之间进行信号中继的通讯联络；ZigBee协调器，用于接收路由设备发送的电能质量监测数据；采集终端设备、路由设备、ZigBee协调器之间采用网状拓扑结构进行无线组网；监控后台，用于接收ZigBee协调器发送的电能质量监测数据并分析处理。采集终端设备的电能质量监测数据可以通过多个路由设备进行传输，传输路径不是唯一的，因此增加了光伏电站的通信可靠性，而且通过路由设备还可起到延伸通讯信号的距离，进一步解决了现场布线困难的问题。

技术领域

本发明涉及光伏发电电能质量监测系统，具体涉及一种基于ZigBee的光伏发电电能质量监测系统及监测方法。

背景技术

电能质量是指电力系统中电能的质量。众所周知，理想的电压电流是频率为50Hz的正弦波形，在理想的三相系统中，各相的电压以及电流幅值相等、相位对称。但由于各元件在生产过程中并不一定能保证其理想性，比如发电机、变压器、线路在运行过程中参数的变化，这就导致了负荷的对称性以及线性度是不定的。同时在光伏发电中，由于大量非线性电力电子器件的投入和光照强度不断地变化导致光伏发电容易引起谐波、波形畸变等电能质量问题。

而大型的光伏电站由于各光伏组件分布分散，相应地，数据采集装置也比较分散，故信息传输的分支线路多、而且距离相对较近，再加上光伏电站建设地复杂的地理环境，以及有可能面临的太阳风、附近高压线路产生的干扰等电磁环境因素，布线较为困难，且不能保证可靠的通信。而传统的电能质量监测系统并不能解决上述问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种布线简单且通信可靠性高的光伏发电电能质量监测系统及监测方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于ZigBee的光伏发电电能质量监测系统，包括：

采集终端设备，用于采集电能质量监测数据，并将所述电能质量监测数据发送给ZigBee协调器；

路由设备，用于所述采集终端设备之间、采集终端设备与所述ZigBee协调器之间进行信号中继的通讯联络；

所述ZigBee协调器，用于接收所述路由设备发送的电能质量监测数据，包括：

处理器模块，用于将所述电能质量监测数据进行汇聚组帧；

供电模块，采用休眠模式供电；

通信模块，用于路由设备与ZigBee协调器及ZigBee协调器与监控后台之间的通讯连接；

监控后台，用于接收所述ZigBee协调器发送的电能质量监测数据并分析处理；

其中，所述采集终端设备、路由设备、ZigBee协调器之间采用网状拓扑结构进行无线组网。

在其中一个实施例中，所述采集终端设备安装在光伏阵列的逆变器上，用来采集逆变器所发的采样点数据。

在其中一个实施例中，所述采集终端设备具有路由功能。

在其中一个实施例中，所述网状拓扑结构包括：

一个ZigBee协调器节点，作为网络的主控节点，负责网络的建立和维护功能；

多个路由设备节点，用于信息的中继转发及维护网络的正常；

多个采集设备终端节点。

进一步地，所述ZigBee协调器节点与所述路由设备节点、所述采集设备终端节点进行通讯连接；

所述路由设备节点与所述采集终端设备节点进行通讯连接；