基于光伏发电的变电站红外测温实时监控装置

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1、基于光伏发电的变电站红外测温实时监控装置边瑞恩，王青，邹睿，陈志宏(河源供电局，广东河源517000)摘要:设计了具有红外测温、自主供电与图像监控功能的装置。该装置采用ST公司以AＲMCortex－M3内核的高性能低功耗STM32作为主控制器，利用光伏发电、MPPT技术为装置提供稳定的电源，以内置激光瞄准器的红外传感器采集待测点温度信号，通过STM32单片机对传感器的信号进行处理后，将监测到的数据用GPＲS网络传送到监控中心，利用数据图形对比模块，把分析结果及报警提示通过语言模块传达给值班人员。关键词:红外测温;变

2、电站;光伏发电文章编号:1008－083X(2016)9－0029－03中图分类号:TM63文献标志码:BDOI:10.19317/j.cnki.1008-083x.2016.09.009每个变电站需要测量的目标点达数百个，现有光敏传感器模块、云台达到单轴跟踪太阳光的功能，测温手段通过人工巡检来预防事故，只能对特别关单轴跟踪虽然没有双轴极轴的高精度，但是其机械结键的少数几个目标点进行测量，造成大量的目标点构简单，装置的稳固性都会大大高于前者，越复杂的漏测，存在安全隐患。特别是无人值守的变电站中，系统带来的不仅是成本

3、的提升也是整个系统不稳定更是缺乏对于重载线路设备节点温度的及时监测。程度的提升，受环境因素的影响加大。本文设计的单轴跟踪模块光电传感器的俯视图如图2所示，太阳能1总体设计思路［1］单轴跟踪装置的电路原理图如图3所示。装置是以STM32为核心控制器的太阳能红外测在图2中，太阳光照射到A、B置的光强不同，温装置。原理图如图1所示，装置通过单晶硅太阳能导致A、B光敏三极管的输出的电压量U1、U2是不板获取光能，通过太阳能控制器实现最大功率点输一样的。在图3中，U1、U2通过比较器LM339就会出，尽可能获取更多的能量，将

4、能量储存到蓄电池中，产生开关量ΔU。并对输出电压的波形、幅值、频率进行处理，使电能质量更好，同时给整个装置供电。装置通过红外传感器采集待测点的温度信号，将信号传给STM32控制器处理，利用无线通信将信息传给后台，达到对待测点温度信息远程、实时、在线监控的目的。图2光电传感器的俯视图Fig.2AplanviewofaphotoelectricsensorofFIG图1总体设计思路框图Fig.1Theoveralldesignblockdiagram图3太阳能单轴跟踪装置的电路原理2光伏电源模块设计Fig.3Thepr

5、incipleofsingle-axistrackingsolarcircuitdevice光伏电源模块由光伏板、太阳能控制器、蓄电池、0(U1≤U2)ΔU=U1－U2={)光敏传感器模块、云台组成。考虑到太阳能电池板发1(U1＞U2电量有限，为了用低成本的装置最大化地提高太阳能通过输出高低电平，再根据两个电平信号的组转换效率，提升太阳能电池板的潜在价值。装置通过合就可以判断出是哪边的光强更强，之后信号给单·29·贵州电力技术第19卷片机判断控制动力装置作出相应的转动，快速的跟4程序设计［2］踪光源。图2中可以看到

6、光敏元件的排布，只需要在X两旁等距放置，那么在光强基本一致的情况4.1程序流程图下，确定X轴之后找到轴中点O，产生1、0振荡信号，处理后变成5V、0V的电气信号(图4)传送给单片机，停止跟踪，找到目标，即整个圆筒中心位置。在这样的运行原理下，我们就能很容易的做到微调时全方位跟踪太阳，保持跟踪准确性。图6程序流程图Fig.6Programflowchart4.2程序处理说明软件滤波:实际测量时传感器的A/D值有一定的跳变，为了使数据趋于稳定，我们在硬件上采图4光电传感器模块输出震荡信号Fig.4Photoelectr

7、icsensormoduleoutputstheoscillationsignal用ＲC低通滤波，软件上采用数字滤波。数字滤波的方法是窗口式平均法。比如我们先采集到133采样模块设计个数据:0123456789101112，那么先对10在变电站，运行中的一次设备应符合一定的温个数据平均【0123456789】101112，在数据度范围，在红外测温作业中若发现某一设备部件的采集继续进行的同时，窗口向后移动一个数据0温度超过正常值，将根据具体温度，按《南方电网输【12345678910】111213再次对新窗口内的变电

8、设备缺陷定级标准》把该发热情况按紧急缺10个数据进行平均。该种滤波方式，不是一次性陷、重大缺陷、一般缺陷划分。使用较多数据然后马上丢弃，而是逐渐向后移动为了提高装置的测量精度，本文设计的装置采处理数据。这样不仅能够使得波动的A/D值趋于用外置A/D模块MAX197，MAX197是并口12位平缓，跳变较小，而且还避免了以往数字滤波在数A/D，比其他串口AD速度