一种边界层风廓线雷达的供电系统及方法

摘要

本发明涉及一种边界层风廓线雷达的供电系统及方法，所述系统包括：光伏供电单元，用于采集和存储太阳能，将太阳能转化为电量,以及将电量信息实时发送至电源监测单元；电源监测单元，用于接收电量信息，并将电量信息发送至主控制器；主控制器，用于接收电源监测单元发送的电量信息，并将该电量信息对应的电量值与雷达的启动电量值进行比较，当达到雷达的启动电量值时，则发送启动控制信号给电源控制单元；电源控制单元，用于控制光伏供电单元为雷达供电。本发明的整个供电系统使雷达在没有市电、油机供电的情况下，依然稳定正常工作，扩大了边界层风廓线雷达的应用范围；采用光伏供电削弱了雷达供电系统对周边环境的破坏，不会产生污染源。

权利要求

1.一种边界层风廓线雷达的供电系统，其特征在于，包括：

光伏供电单元，用于采集和存储太阳能，并将太阳能转化为电能,以及将转化的电能的电量信息实时发送至电源监测单元；

所述电源监测单元，用于接收光伏供电单元的电量信息，并将采集到的电量信息发送至主控制器；

所述主控制器，用于接收电源监测单元发送的电量信息，并将该电量信息对应的电量值与边界层风廓线雷达的启动电量值进行比较，当所述光伏供电单元的电量值达到边界层风廓线雷达的启动电量值时，则发送启动控制信号给电源控制单元；

所述电源控制单元，用于根据接收到的启动控制信号控制光伏供电单元为边界层风廓线雷达供电，使边界层风廓线雷达启动并运行；

所述供电系统还包括：

电源分配单元，用于接收所述光伏供电单元输出至所述边界层风廓线雷达的电流，且用于监测边界层风廓线雷达中不同用电负载的配电状态，并根据不同用电负载的配电状态为其分配不同的电流模式。

2.根据权利要求1所述一种边界层风廓线雷达的供电系统，其特征在于，所述光伏供电单元包括：光伏组件，用于采集太阳能，并将太阳能转化成电能；

蓄电池组，用于将光伏组件转化的电能存储起来，并将存储的电能的电量信息实时发送至电源监测单元；

逆变器，用于将蓄电池组的直流电转换成交流电。

3.根据权利要求2所述一种边界层风廓线雷达的供电系统，其特征在于，所述主控制器还用于控制蓄电池组进行充放电。

4.根据权利要求2所述一种边界层风廓线雷达的供电系统，其特征在于，所述光伏组件为分布式光伏组件。

5.根据权利要求1-4任一项所述一种边界层风廓线雷达的供电系统，其特征在于，所述电源监测单元采用FPGA芯片。

6.根据权利要求1-5任一项所述一种边界层风廓线雷达的供电方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过光伏供电单元采集和存储太阳能，并将太阳能转化为电能,以及将转化的电能的电量信息实时发送至电源监测单元；

2)通过电源监测单元接收光伏供电单元存储的电量信息，并将采集到的电量信息发送至主控制器；

3)主控制器接收到电源监测单元发送的电量信息后，将该电量信息对应的电量值与边界层风廓线雷达的启动电量值进行比较，当所述光伏供电单元的电量值达到边界层风廓线雷达的启动电量值时，则主控制器发送启动控制信号给电源控制单元；

4)电源控制单元根据接收到的启动控制信号控制光伏供电单元为边界层风廓线雷达供电，使边界层风廓线雷达启动并运行；

所述步骤4)还包括：光伏供电单元先将转换的交流电输出至电源分配单元，电源分配单元监测边界层风廓线雷达中不同用电负载的配电状态，并根据配电状态为不同用电负载分配不同的电流模式。

7.根据权利要求6所述一种边界层风廓线雷达的供电方法，其特征在于，所述步骤4)还包括：所述电源控制单元接收到主控制器发送的启动控制信号后，控制光伏供电单元将存储的直流电转换成交流电，并将所述交流电输出至边界层风廓线雷达，边界层风廓线雷达启动运行。

说明书

一种边界层风廓线雷达的供电系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及雷达探测技术领域,特别涉及边界层风廓线雷达的供电系统及方法,以及基于分布式光伏系统的雷达电源监测系统及方法。

背景技术

[0002] 边界层风廓线雷达是一种晴空探测设备,能够以高的时间分辨率和空间分辨率连续、实时的探测距地面以上3000米或更高高度范围内边界层大气的水平风和垂直风的风速和风向，以及大气折射率结构常数等气象要素随高度的分布。该设备在军事、机场、环保、气象部门有着广泛应用。目前，边界层风廓线雷达一般采用市电、不间断电源及油机相互结合的方式供电。市电供电方式对风廓线雷达的布设限制较大，而在荒岛、荒原等无人无电区域的设备布置需求量很大；油机供电方式操作复杂、能耗较大、且会对周围环境造成污染；不间断电源作为突然断电的临时供电设备，不能独立为设备供电。现有的供电方式极大的限制了边界层风廓线雷达的布设范围。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种边界层风廓线雷达的分布式光伏供电系统。

[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种边界层风廓线雷达的供电系统，包括：

[0005] 光伏供电单元，用于采集和存储太阳能，并将太阳能转化为电量,以及将电量信息实时发送至电源监测单元；

[0006] 所述电源监测单元，用于接收光伏供电单元的电量信息，并将采集到的电量信息发送至主控制器；

[0007] 所述主控制器，用于接收电源监测单元发送的电量信息，并将该电量信息对应的电量值与边界层风廓线雷达的启动电量值进行比较，当所述光伏供电单元的电量值达到边界层风廓线雷达的启动电量值时，则发送启动控制信号给电源控制单元；

[0008] 所述电源控制单元，用于根据接收到的启动控制信号控制光伏供电单元为边界层风廓线雷达供电，使边界层风廓线雷达启动并运行。

[0009] 本发明的有益效果是：①本发明采用光伏供电单元为雷达供电,整个供电系统使雷达在没有市电、油机供电的情况下，依然稳定正常工作，扩大了边界层风廓线雷达的应用范围；②太阳能具有绿色环保的特点，采用光伏供电削弱了边界层风廓线雷达供电系统对周边环境的破坏，不会产生污染源；③本发明采用电源监测单元实时监测光伏供电单元的状态，且通过主控制器的判断光伏供电单元的电量状态来启动边界层风廓线雷达，为雷达的运行提供了安全的用电条件。

[0010] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0011] 进一步，所述光伏供电单元包括：

[0012] 光伏组件，用于采集太阳能，并将太阳能转化成电量；

[0013] 蓄电池组，用于将光伏组件转化的电量存储起来，并将存储的电量信息实时发送至电源监测单元；

[0014] 逆变器，用于将蓄电池组的直流电转换成交流电。

[0015] 采用上述进一步方案的有益效果是：采用光伏组件采集太阳能，并将其存储，当存储达到一定量时，采用逆变器将蓄电池组的直流电转换成交流电，电量存储和电流状态转换之间相互独立，互不干扰，使整个供电系统有序进行。

[0016] 进一步，所述主控制器还用于控制蓄电池组进行充放电。

[0017] 进一步，所述光伏组件为分布式光伏组件。

[0018] 进一步，所述供电系统还包括：

[0019] 电源分配单元，用于接收所述光伏供电单元输出至所述边界层风廓线雷达的电流，且用于监测边界层风廓线雷达中不同用电负载的配电状态，并根据不同用电负载的配电状态为其分配不同的电流模式。

[0020] 采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置电源分配单元，可根据边界层风廓线雷达工作需求，将电能分配到雷达设备的各个不同的用电负载，保证雷达及其附属设备可以正常工作。

[0021] 进一步，所述电源监测单元采用FPGA芯片。

[0022] 采用上述进一步方案的有益效果是：FPGA芯片具有高采样速度、高精度、高可靠性、存储容量大、环境适应性强、微功耗、微体积的特点，将FPGA芯片应用到电源监测单元，可有助于电源监测单元快速采集边界层各风廓线雷达各组件的用电信息，且采集的数据量大、数据处理速度快。

[0023] 一种边界层风廓线雷达的供电方法，包括以下步骤：

[0024] 1)通过光伏供电单元采集和存储太阳能，并将太阳能转化为电量,以及将电量信息实时发送至电源监测单元；

[0025] 2)通过电源监测单元接收光伏供电单元存储的电量信息，并将采集到的电量信息发送至主控制器；

[0026] 3)主控制器接收到电源监测单元发送的电量信息后，将该电量信息对应的电量值与边界层风廓线雷达的启动电量值进行比较，当所述光伏供电单元的电量值达到边界层风廓线雷达的启动电量值时，则主控制器发送启动控制信号给电源控制单元；

[0027] 4)电源控制单元根据接收到的启动控制信号控制光伏供电单元为边界层风廓线雷达供电，使边界层风廓线雷达启动并运行。

[0028] 本发明的有益效果是：①本发明采用光伏供电单元为雷达供电,整个供电系统使雷达在没有市电、油机供电的情况下，依然稳定正常工作，扩大了边界层风廓线雷达的应用范围；②太阳能具有绿色环保的特点，采用光伏供电削弱了边界层风廓线雷达供电系统对周边环境的破坏，不会产生污染源；③本发明采用电源监测单元实时监测光伏供电单元的状态，且通过主控制器的判断光伏供电单元的电量状态来启动边界层风廓线雷达，为雷达的运行提供了安全的用电条件。

[0029] 进一步，所述步骤4)还包括：所述光伏供电单元接收到主控制器发送的启动控制信号后，光伏供电单元将存储的直流电转换成交流电，并将所述交流电输出至边界层风廓线雷达，边界层风廓线雷达启动运行。

[0030] 采用上述进一步方案的有益效果是：光伏供电单元将存储的直流电转换成交流电，电量存储和电流状态转换之间相互独立，互不干扰，使整个供电系统有序进行。

[0031] 进一步，所述步骤4)还包括：光伏供电单元先将转换的交流电输出至电源分配单元，电源分配单元监测边界层风廓线雷达中不同用电负载的配电状态，并根据配电状态为不同用电负载分配不同的电流模式。

[0032] 采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置电源分配单元，可根据边界层风廓线雷达工作需求，将电能分配到雷达设备的各个不同的用电负载，保证雷达及其附属设备可以正常工作。

附图说明

[0033] 图1为本实施例系统的连接框图；

[0034] 图2为本实施例方法的流程图；

[0035] 图3为本实施例边界层风廓线雷达的内部电路图。

具体实施方式

[0036] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0037] 本实施例提供了一种边界层风廓线雷达的供电系统，如图1所示，该供电系统在没有市电供电、油机供电的情况下，依然能够稳定的为雷达供电。如图3所示,本实施例的边界层风廓线雷达包括雷达用电负载和附属用电负载，其中，雷达用电负载包括发射机组合、接收机组合，附属设备负载包括室内空调和室内照明。

[0038] 如图1所示，本实施例的供电系统包括：

[0039] 光伏供电单元，用于采集和存储太阳能，并将太阳能转化为电能,以及将转化的电能的电量信息实时发送至电源监测单元；采用光伏供电单元为雷达供电,整个供电系统使雷达在没有市电、油机供电的情况下，依然稳定正常工作，扩大了边界层风廓线雷达的应用范围；太阳能具有绿色环保的特点，采用光伏供电削弱了边界层风廓线雷达供电系统对周边环境的破坏，不会产生污染源。如图1所示，光伏供电单元包括：

[0040] 光伏组件，为分布式光伏组件，用于采集太阳能，并将太阳能转化成电能；

[0041] 蓄电池组，用于将光伏组件转化的电能存储起来，并将存储的电能的电量信息实时发送至电源监测单元；

[0042] 逆变器，用于将蓄电池组的直流电转换成交流电。

[0043] 采用光伏组件采集太阳能，并将其存储，当存储达到一定量时，采用逆变器将蓄电池组的直流电转换成交流电，电量存储和电流状态转换之间相互独立，互不干扰，使整个供电系统有序进行。

[0044] 电源监测单元，电源监测单元采用FPGA芯片；用于接收光伏供电单元中蓄电池组的电量信息，并将采集到的电量信息发送至主控制器；采用电源监测单元实时监测光伏供电单元中蓄电池组的状态，且通过主控制器的判断光伏供电单元的电量状态来启动边界层风廓线雷达，为雷达的运行提供了安全的用电条件。FPGA芯片具有高采样速度、高精度、高可靠性、存储容量大、环境适应性强、微功耗、微体积的特点，将FPGA芯片应用到电源监测单元，可有助于电源监测单元快速采集边界层各风廓线雷达各组件的用电信息，且采集的数据量大、数据处理速度快。

[0045] 主控制器，用于接收电源监测单元发送的电量信息，并将该电量信息对应的电量值与边界层风廓线雷达的启动电量值进行比较，当光伏供电单元的电量值达到边界层风廓线雷达的启动电量值时，则发送启动控制信号给电源控制单元；主控制器还用于控制光伏供电单元中蓄电池组进行充放电。

[0046] 电源控制单元，用于接收主控制器发送的启动控制信号，并控制光伏供电单元中的逆变器将蓄电池组的直流电转换成交流电，并将交流电输出至电源分配单元。

[0047] 电源分配单元，用于接收所述光伏供电单元中逆变器输出的交流电，且用于监测边界层风廓线雷达中不同用电负载的配电状态，并根据不同用电负载的配电状态为其分配不同的电流模式。电源分配单元包括配电模块和取用电模块，配电模块采用配电柜模式，配电模块不仅可采用光伏供电，亦可兼容市电供电和油机供电；取用电模块采用插座模式，即可以为边界层风廓线雷达各用电部件提供不同的插座，不同的插座输出的电流模式不同。通过设置电源分配单元，可根据边界层风廓线雷达工作需求，将电能分配到雷达设备的各个不同的用电负载，保证雷达及其附属设备可以正常工作。

[0048] 本实施例的供电系统可兼容市电供电/油机供电，光伏供电系统是在不具备市电供电或油机供电的条件下而配备的供电系统，当边界层风廓线雷达所处的工作环境具备市电供电和油机供电的条件时，可根据需求选择合适的供电系统。

[0049] 一种边界层风廓线雷达的供电方法，包括以下步骤：

[0050] 1)通过光伏供电单元采集和存储太阳能，并将太阳能转化为电量,以及将电量信息实时发送至电源监测单元；通过光伏供电单元中的分布式光伏组件采集太阳能并将其转换成电量，通过光伏供电单元中的蓄电池组将电量存储起来，采用逆变器将蓄电池组中的直流电转换成交流电。采用光伏供电单元为雷达供电,整个供电系统使雷达在没有市电、油机供电的情况下，依然稳定正常工作，扩大了边界层风廓线雷达的应用范围；太阳能具有绿色环保的特点，采用光伏供电削弱了边界层风廓线雷达供电系统对周边环境的破坏，不会产生污染源。

[0051] 2)通过电源监测单元接收蓄电池组存储的电量信息，并将采集到的电量信息发送至主控制器；采用电源监测单元实时监测光伏供电单元的状态，且通过主控制器的判断光伏供电单元的电量状态来启动边界层风廓线雷达，为雷达的运行提供了安全的用电条件。

[0052] 3)主控制器接收到电源监测单元发送的电量信息后，将该电量信息对应的电量值与边界层风廓线雷达的启动电量值进行比较，当所述光伏供电单元的电量值达到边界层风廓线雷达的启动电量值时，则主控制器发送启动控制信号给电源控制单元。

[0053] 4)电源控制单元接收到主控制器发送的启动控制信号后，控制光伏供电单元中的逆变器将存储的直流电转换成交流电，并将所述交流电输出至电源分配单元，电源分配单元监测边界层风廓线雷达中不同用电负载的配电状态，并根据配电状态为不同用电负载分配不同的电流模式，边界层风廓线雷达中的各用电负载在其相对应的电流模式下启动运行。光伏供电单元将存储的直流电转换成交流电，电量存储和电流状态转换之间相互独立，互不干扰，使整个供电系统有序进行。通过设置电源分配单元，可根据边界层风廓线雷达工作需求，将电能分配到雷达设备的各个不同的用电负载，保证雷达及其附属设备可以正常工作。

[0054] 本实施例在工作时，主控制器控制电源监测单元和光伏组件开始工作，光伏组件接收太阳能，并将太阳能转化为电量，以及将电量信息实时发送至电源监测单元；蓄电池组存储光伏组件获取的电量；当蓄电池组存储的电量达到保证边界层风廓线雷达正常工作的启动电量值时，主控制器控制逆变器开始工作，逆变器将蓄电池组的直流电转换成交流电，并将交流电输出电源分配单元，电源分配单元根据风廓线雷达的工作需求，将电能分配到雷达设备的各个组件，保证风廓线雷达及其附属设备可以正常工作。在雷达系统工作的同时，电源监测单元不间断的采集光伏供电单元和电源分配单元的状态信息。

[0055] 本发明把分布式光伏技术应用于边界层风廓线系统，是在对边界层风廓线雷达和光伏供电技术都有深刻了解和认识的基础上而进行的。现有边界层风廓线雷达采用市电供电、油机供电等方案，在荒野、荒岛等无人无电区域的架设局限问题，不能满足用户的需要。本发明提出的方案，是在现有边界层风廓线雷达和现有光伏供电技术的基础上，经过深入和创造性的思考，提出的可实施的技术方案。

[0056] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。