離網(wǎng)光伏電站集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

呂元

摘要：我國(guó)大量無(wú)電地區(qū)離網(wǎng)光伏電站，對(duì)集中監(jiān)控和管理提出了迫切需求。本文設(shè)計(jì)了應(yīng)用于離網(wǎng)光伏電站的集中監(jiān)控系統(tǒng)，分析了各系統(tǒng)單元的構(gòu)造、功能和技術(shù)特點(diǎn)。本系統(tǒng)的構(gòu)建，為現(xiàn)有離網(wǎng)光伏電站的集中管理和今后新建電站的持續(xù)建設(shè)提供了有力支撐。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TD63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1概述

為解決偏遠(yuǎn)地區(qū)電力工業(yè)薄弱，無(wú)法滿足生活用電需求的問(wèn)題，我國(guó)建設(shè)了大量無(wú)電地區(qū)離網(wǎng)光伏電站。電站建設(shè)地區(qū)不僅地理位置偏遠(yuǎn)，人員的區(qū)域分布也極不集中，除了相對(duì)較為集中的用戶外，還分散著游牧農(nóng)戶和人數(shù)較少的寺廟，為改善這一現(xiàn)象，利用這些區(qū)域內(nèi)得天獨(dú)厚的日照資源，采用離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)，使當(dāng)?shù)財(cái)[脫無(wú)電或少電狀況，保障居民的生活基礎(chǔ)用電。

隨著無(wú)電地區(qū)離網(wǎng)電站數(shù)量的快速增加，并且分布散、環(huán)境差異大、業(yè)主需要將為分散在不同地區(qū)的多座光伏電站作納入一套遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，對(duì)不同品牌、不同容量、不同型號(hào)的逆變器設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一管理，以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域范圍內(nèi)多座電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)，在電站壽命周期內(nèi)，安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電站收益最大化。

2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1硬件系統(tǒng)

遠(yuǎn)程集中監(jiān)控的本地?cái)?shù)據(jù)采集通訊以智能數(shù)據(jù)采集通訊集成箱為核心。以單個(gè)電站為單元，在單元內(nèi)通過(guò)485屏蔽雙絞線將逆變器的通訊端接入智能數(shù)據(jù)采集通訊集成箱，使逆變器數(shù)據(jù)獲得采集，再通過(guò)智能數(shù)據(jù)采集通訊集成箱設(shè)備自帶的無(wú)線通訊模塊，使逆變器數(shù)據(jù)通過(guò)冗余的專網(wǎng)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)管理中心。

智能數(shù)據(jù)采集通訊集成箱的采集設(shè)備除滿足數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送和命令接收的要求外，還具有緩存功能，在外部環(huán)境不穩(wěn)定或現(xiàn)場(chǎng)情況異常情況下，可實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳功能。同時(shí)具備逆變器的通信功能，并且容量可擴(kuò)，組態(tài)靈活，并內(nèi)嵌電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)接口的轉(zhuǎn)換，規(guī)約轉(zhuǎn)換（支持Modbus-TCP，ASIIC， RTU標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，并支持將非標(biāo)準(zhǔn)Modbus規(guī)約轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Modbus通訊規(guī)約）。

硬件設(shè)備均為工業(yè)級(jí)設(shè)備，同時(shí)具有高精度（關(guān)鍵監(jiān)測(cè)設(shè)備偏差＜0.1%）、寬溫寬（溫寬范圍-40℃-80℃）、超高穩(wěn)定性等顯著優(yōu)勢(shì)。

2.2軟件系統(tǒng)

在該項(xiàng)目中，軟件系統(tǒng)可描述為，數(shù)字化光伏電站監(jiān)控管理系統(tǒng)是完整的操作系統(tǒng)軟件，它包括操作系統(tǒng)生成包、編譯系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)和各種軟件維護(hù)、開(kāi)發(fā)工具。操作系統(tǒng)能防止數(shù)據(jù)文件丟失或損壞，支持系統(tǒng)生成及用戶程序裝入，支持虛擬存儲(chǔ)，能有效管理多種外部設(shè)備。

數(shù)字化光伏電站監(jiān)控管理系統(tǒng)為用戶提供交互式的、面向?qū)ο蟮摹⒎奖沆`活的、易于掌握的、多樣化的工具，用戶能很方便的對(duì)圖形、曲線、報(bào)表、報(bào)文進(jìn)行在線生成、修改。

數(shù)字化光伏電站監(jiān)控管理系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度和可擴(kuò)充性。

數(shù)字化光伏電站監(jiān)控管理系統(tǒng)采用帶隔離的、可靠的、抗干擾能力強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)服務(wù)器管理各個(gè)逆變器站和就地監(jiān)測(cè)單元相互之間的數(shù)據(jù)通信，保證它們的有效傳送、不丟失。系統(tǒng)7x24小時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)總線和各個(gè)接點(diǎn)的工作狀態(tài)，自動(dòng)選擇、協(xié)調(diào)各接點(diǎn)的工作和網(wǎng)絡(luò)通信。監(jiān)控系統(tǒng)提供通信接口驅(qū)動(dòng)軟件，包括與站內(nèi)各智能設(shè)備的通信接口軟件及與鑒衡數(shù)據(jù)中心的通信接口軟件等。數(shù)字化光伏電站遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)保證重要的數(shù)據(jù)和文件不被更改、刪除、非法拷貝；關(guān)鍵業(yè)務(wù)、進(jìn)程不被非法停止，系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)服務(wù)器，數(shù)據(jù)采集器均配置高可靠的防火墻和自修補(bǔ)架構(gòu)，防止外界入侵。 用戶可通過(guò)數(shù)字化光伏電站的本地監(jiān)控平臺(tái)友好的用戶界面配合硬件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)：顯示電站裝機(jī)容量、業(yè)主信息、項(xiàng)目信息、日、月、年發(fā)電量、累計(jì)總發(fā)電量、有功功率、無(wú)功功率、功率因素、電流值、電壓值、故障報(bào)警、CO2減排量等。此外，我司已取得和通過(guò)相關(guān)信息安全資質(zhì)和認(rèn)證，可通過(guò)一流的技術(shù)手段和完善管理機(jī)制有效保障業(yè)主的信息安全。管理平臺(tái)的用戶權(quán)限可按照業(yè)主需求設(shè)置成管理員級(jí)別和一般用戶級(jí)別，其中管理員級(jí)別可同時(shí)開(kāi)通訪問(wèn)和控制權(quán)限，一般用戶級(jí)別可僅開(kāi)通訪問(wèn)權(quán)限。至于用戶名數(shù)量和外網(wǎng)訪問(wèn)權(quán)限可依照業(yè)主需求設(shè)置。

3系統(tǒng)功能

系統(tǒng)的主要功能和技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）該集中監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的離網(wǎng)電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)（首批示范擬包含公司現(xiàn)有的213座已建成的離網(wǎng)電站）；

（2）系統(tǒng)支持后續(xù)持續(xù)建造的更多電站的系統(tǒng)加入；

（3）系統(tǒng)支持包括手機(jī)、電腦、平板電腦在內(nèi)的多種移動(dòng)終端顯示。

（4）可通過(guò)采用靈活高效的無(wú)線通訊方式，突破網(wǎng)絡(luò)環(huán)境制約；

（5）通過(guò)高集成采集通訊一體化設(shè)備，確保本地端設(shè)備插拔式使用；

（6）設(shè)備支持遠(yuǎn)程調(diào)試，確保項(xiàng)目實(shí)施后的調(diào)試及維護(hù)時(shí)效性；

（7）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集控托管式服務(wù)，保證數(shù)據(jù)安全，集約業(yè)主投資成本。

結(jié)語(yǔ)

本文論述了應(yīng)用于無(wú)電地區(qū)離網(wǎng)電站群的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的構(gòu)建及功能特點(diǎn)。本系統(tǒng)的構(gòu)建，將實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域范圍內(nèi)多座電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)，為現(xiàn)有離網(wǎng)電站的管理和后續(xù)電站的建設(shè)提供了有力支撐。

參考文獻(xiàn)

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