关于分布式光伏电站监控运维系统的简单介绍

祁洁

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：设想了一套更高性价比，且随便操做的电站监控系统。该系统合成了互联网和物联网，并为光伏电数据的传输构建了响应的通道，可撑持云存储等功用，同时也为用户供给了多元化的查询功用。

关键词：散布式太阳能光伏电站；监控系统；设想

当前，散布式光伏发电系统相对复杂，传统的智能监控系统，很难对其停止全面的管控，并且在准确度以及效率等层面，都相对较低。因而，构建效率高和准确的散布式光伏电站智能监控系统就显得极为重要。本次开发的系统，涵盖了感应、监控模块，以及计算机集群等。此中监控模块，重要完成的是数据的摘集和传输。此中摘集的内容涵盖了电源流量，电路情况，元件的工做时间等，同时还供给了一些平安隐患处置手艺。感应模块，则涵盖了温度和光学两个模块。前者次要是对电路元件中的温度停止监控，然后者，则是对当前的太阳能强度停止实时监控。那些数据能够让相关治理人员可以更好的管控那种光伏电站。此外，软件还供给了基于计算机集群处置的长途监控流程图，同时还供给了基于CISC单片机传输载波的算法设想，大量实现成果展现，本次设想的系统，能够称心效率性和准确性需求。

1、散布式光伏电站长途智能监控系统设想

1.1 总体设想阐发

本次开发的智能监控系统，次要的构成就是监控、感应以及计算机集群那几个模块，关于监控模块而言，能够实现光伏电站中的诸大都据的传输，包罗元件的工做时间以及电路的运行情状等停止监控。同时还能为提出隐患报警和处置功用。而感应模块可以让本系统获得诸多的一线数据，进而让利用人员可以对光伏电站的运行情状有着愈加清晰的领会。那两个模块的数据都能够通过计算机停止处置和展现，而处置差别电力模块的相关计算机，摘用散布式体例实现集群化，进而实现整体智能监控系统的构建。

1.2 监控模块设想

针对监控模块的实现，次要利用了CISC单片机，它是该模块的核心元件。那种单片机具有较高的灵敏度，并且能够供给丰富的指令，在工业利用范畴利用非常普遍。现实上，那种单片机在本次开发的监控系统中，饰演者极为重要的角色，能够让系统实现智能化运转，同时还可以显著节约人力资本。该监控模块供给了三个支流电路，别的还有五个歧路电路，前者次要包罗数据传输、流量以及计时电路。而收流电流则包罗了：计算机接口、中断、展现、通信以及存储安装电路。它们都需要承受CISC单片机的管控，并由其将相关数据，传递至计算机停止同一阐发。

1.3感应模块设想

该感应模块次要涵盖了温度和光学两个部门，前者次要是对电路中的诸多元件的温度值停止摘集，假设此中的元件的温度呈现反常，那么就需要启动报警机造，或者对其停止调剂。光学传感安装，次要是对电站中的太阳能的强度停止感测，并将相关的数据传递至利用人员。如许，他们就能连系那些数据对当前的电站运行细节有着愈加全面的领会，由此也可以实现对将来经济效益的揣测。太阳能强度，也决定着光伏电站的选址。所以，该传感器在本次开发的智能系统中，同样具有重要感化。该传感安装实现机造为：当其感测到太阳光之时，就会将其光强转换成电信号，然后将其置进短路电路，看测响应的电流值，接着将其传递至计算机停止处置，由此就能够算出该电站所能得到的太阳能强度。

2、长途智能监控系统软件设想

本计算机群组，可撑持数据收发和电路批改等诸多功用，能够借助于系统软件，对光伏电站停止长途监控，其详细流程为：起首对系统中的硬件部门停止初始化，然后对电站中的载波停止看测。那个载波次要是由CISIC单片机所产生，能够对该载波停止检测，来阐发当前该系统的运行非常一般。假设不克不及发现载波，那么就需要从头初始化系统硬件，假设继续五次没有发现，那么系统就需要给出响应的错误日记，并将给出警报信息，让相关人员停止处置。假设发现该载波，那么就开展后续的工做曲至整个监控系统的胜利构建。此时，就能够实现长途数据的收发，并连系系统的处置，来对光伏电站中所存在着的隐患停止修复和改进。

3、散布式太阳能光伏电站监控系统尝试验证

为了更好处所阐发本次开发的长途监控系统的准确性和效率性能否称心需求，就需要将传统的长途智能监控系统和本次开发的系统停止比照阐发。此中抉择的尝试对象为某市散布式光伏电站。最初通过尝试得出：传统的基于SCAD散布式智能监控系统，其泰勒迫近误差曲线具有显著的颠簸性，而本次开发的系统，在那方面的误差表示较为不变，仅为0.21350。电压误差均值仅为0.14560。显著的低于国际原则，那意味着本次开发的系统，在准确性方面相对较高。此外，本次开发的系统，其计算机接口的数据传输效率，均值也到达了84.750%，那个数值也远远高于传统的SCADA长途智能监控系统下的计算机传输效率。那赶快度层面，也证明了本次开发的系统具有更多的优势。

从功用角度来看，监控模块能够对相关的散布式光伏电站的相关的传输信息、电路以及相关部件的运行时间等信息停止全面的监管。而此中的感应模块，则可以借助于温度和光学传感安装，一方面可以对光伏电站中的诸多元件的安康度停止阐发，另一方面，还可以感测到太阳能强度，从而搀扶帮助治理人员更好的对光伏电站停止管控。

4、安科瑞散布式光伏运维云平台介绍

4.1概述

AcrelCloud-1200散布式光伏运维云平台通过监测光伏站点的逆变器设备，气象设备以及摄像头设备、搀扶帮助用户治理分离在各地的光伏站点。次要功用包罗：站点监测，逆变器监测，发电统计，逆变器一次图，操做日记，告警信息，情况监测，设备档案，运维治理，角色治理。用户可通过WEB端以及APP端拜候平台，及时掌握光伏发电效率和发电收益。

4.2利用场合

目前我国的两种散布式利用场景别离是：广阔农村屋顶的户用光伏和工贸易企业屋顶光伏，那两类散布式光伏电站本年都开展敏捷。

4.3系统构造

在光伏变电站安拆逆变器、以及多功用电力计量仪表，通过网关将摘集的数据上传至办事器，并将数据停止集中存储治理。用户能够通过PC拜候平台，及时获取散布式光伏电站的运行情状以及各逆变器运行情况。平台整体构造如图所示。

4.4系统功用

AcrelCloud-1200散布式光伏运维云平台软件摘用B/S架构，任何具备权限的用户都能够通过WEB阅读器根据权限范畴监视散布在区域内各建筑的光伏电站的运行形态（如电站天文散布、电站信息、逆变器形态、发电功率曲线、能否并网、当前发电量、总发电量等信息）。

4.4.1光伏发电

4.4.1.1综合看板

●展现所有光伏电站的数量，拆机容量，实时发电功率。

●累计日、月、年发电量及发电收益。

●累计社会效益。

●柱状图展现月发电量

4.4.1.2电站形态

●电站形态展现当前光伏电站发电功率，补助电价，峰值功率等根本参数。

●统计当前光伏电站的日、月、年发电量及发电收益。

●摄像头实时监测现场情况，而且接进辐照度、温湿度、风速等情况参数。

●展现当前光伏电站逆变器接进数量及根本参数。

4.4.1.3逆变器形态

●逆变器根本参数展现。

●日、月、年发电量及发电收益展现。

●通过曲线图展现逆变器功率、情况辐照度曲线。

●曲流侧电压电流查询。

●交换电压、电流、有功功率、频次、功率因数查询。

4.4.1.4电站发电统计

●展现所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

4.4.1.5逆变器发电统计

●展现所选逆变器的时、日、月、年发电量统计报表

4.4.1.6配电图

●实时展现逆变器交、曲流侧的数据。

●展现当前逆变器接进组件数量。

●展现当前辐照度、温湿度、风速等情况参数。

●展现逆变器型号及厂商。

4.4.1.7逆变器曲线阐发

●展现交、曲流侧电压、功率、辐照度、温度曲线。

4.4.2事务笔录

●操做日记：用户登录情状查询。

●短信日记：查询短信推送时间、内容、发送成果、回复等。

●平台运行日记：查看仪表、网关离线情况。

●报警信息：将报警分停止分级处置，笔录报警内容，发作时间以及确认形态。

4.4.3运行情况

●视频监控：通过安拆在现场的视频摄像头，能够实时监视光伏站运行情状。关于有硬件前提的摄像头，还撑持录像回放以及云台掌握功用。

4.5系统硬件设置装备摆设

4.5.1交换220V并网

交换220V并网的光伏发电系统多用于居民屋顶光伏发电，拆机功率在8kW摆布。

部门小型光伏电站为自觉自用，余电不上彀形式，那品种型的光伏电站需要安拆防逆流庇护安装，制止往电网输送电能。光伏电站规模较小，并且比力分离，关于光伏电站的治理者来说，通过云平台来治理此类光伏电站十分有需要，安科瑞在那类光伏电站供给的处理计划包罗以下方面：

4.5.2交换380V并网

根据国度电网Q/GDW1480-2015《散布式电源接进电网手艺规定》，8kW~400kW可380V并网，超出400kW的光伏电站视情状也能够摘用多点380V并网，以本地电力部分的审批定见为准。那类散布式光伏多为工贸易企业屋顶光伏，自觉自用，余电上彀。散布式光伏接进配电网前，应明白计量点，计量点设置除应考虑产权分界点外，还应考虑散布式电源出口与用户自用电线路处。每个计量点均应拆设双向电能计量安装，其设备设置装备摆设和手艺要求契合DL/T448的相关规定，以及相关原则、规程要求。电能表摘用智能电能表，手艺性能应称心国度电网公司关于智能电能表的相关原则。用于结算和查核的散布式电源计量安装，应安拆摘集设备，接进用电信息摘集系统，实现用电信息的长途主动摘集。

光伏阵列接进组串式光伏逆变器，或者通过汇流箱接进逆变器，然后接进企业380V电网，实现自觉自用，余电上彀。在380V并网点前需要安拆计量电表用于计量光伏发电量，同时在企业电网和公共电网毗连处也需要安拆双向计量电表，用于计量企业上彀电量，数据均应上传供电部分用电信息摘集系统，用于光伏发电补助和上彀电量结算。

部门光伏电站并网点需要监测并网点电能量量，包罗电源频次、电源电压的大小、电压不服衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压改变、谐波/间谐波THD、闪变等，需要安拆零丁的电能量量监测安装。部门光伏电站为自觉自用，余电不上彀形式，那品种型的光伏电站需要安拆防逆流庇护安装，制止往电网输送电能，系统图如下。

那种并网形式单体光伏电站规模适中，可通过云平台摘用光伏发电数据和储能系统运行数据，安科瑞在那类光伏电站供给的处理计划包罗以下方面：

4.5.310kV或35kV并网

根据《国度能源局关于2019年风电、光伏发电项目建立有关事项通知》（国发新能〔2019〕49号），关于需要国度补助的新建工贸易散布式光伏发电项目，需要称心单点并网拆机容量小于6兆瓦且为非户用的要求，撑持在契合电网运行平安手艺要求的前提下，通过内部多点接进配电系统。

此类散布式光伏拆机容量一般比力大，需要通过升压变压器升压后接进电网。因为拆机容量较大，可能对公共电网形成比力大的骚乱，因而供电部分关于此规模的散布式光伏电站稳控系统、电能量量以及和调度的通信要求都比力高。

光伏电站并网点需要监测并网点电能量量，包罗电源频次、电源电压的大小、电压不服衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压改变、谐波/间谐波THD、闪变等，需要安拆零丁的电能量量监测安装。

上图为一个1MW散布式光伏电站的示企图，光伏阵列接进光伏汇流箱，颠末曲流柜汇流后接进集中式逆变器(曲流柜根据情状可不设置)，最初颠末升压变压器升压至10kV或35kV后并进中压电网。因为光伏电站拆机容量比力大，涉及到的庇护和测控设备比力多，次要如下表：

参考文献：

[1]剡昕.散布式太阳能光伏电站监控系统的设想研究[J].民营科技，2018年第10期

[2]王明，高翔，文峥．光答信局可视化系统研究与实现[J].掌握与信息手艺，2018(2)：144

[3]安科瑞企业微电网设想与利用手册.2022.05版