研究分布式光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)與智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國在分布式光伏發(fā)電站的研究上取得了一定的突破?，F(xiàn)如今，是一個(gè)追求環(huán)保的時(shí)代，人們對(duì)電的需求量不斷增大。分布式光伏發(fā)電與其它的發(fā)電方式不同，分布式光伏發(fā)電的輸出功率小，污染小，環(huán)保效益突出。文章對(duì)分布式光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并探討其智能監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：分布式光伏發(fā)電站；設(shè)計(jì)；智能監(jiān)控系統(tǒng)

1 概述

所謂的分布式光伏發(fā)電，是指采用光伏組件，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式電源系統(tǒng)。現(xiàn)如今，分布式光伏發(fā)電已經(jīng)得到廣泛使用，使用分布式光伏發(fā)電，需要依靠公共電網(wǎng)，公共電網(wǎng)是確保用戶正常用電的基礎(chǔ)。光伏發(fā)電站由于占地面積小、投資小等優(yōu)點(diǎn)，得到人們的廣泛認(rèn)可。

2 分布式光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)研究

2.1 系統(tǒng)的主要設(shè)備

光伏發(fā)電所采用的原理為半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，即采用光生伏特效應(yīng)原理，把太陽輻射能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)，主要由光伏電池板、匯流箱、并網(wǎng)逆變器、配電柜及其他設(shè)備組成。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池板、排箱以及并網(wǎng)逆變器等系統(tǒng)組合而成。光伏組件是安裝在室外的一種發(fā)電設(shè)備，太陽能電池板作為分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心系統(tǒng)，作為光伏發(fā)電站的核心設(shè)備，其具有良好的耐候性，在惡劣的環(huán)境下依然能夠長時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行，并且轉(zhuǎn)換效率極高[1]。光伏發(fā)電站所需用的太陽能電池板，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)，首先是安裝簡易方便，功能質(zhì)量保障，并且具有良好的抗風(fēng)、抗雨、抗冰雹的能力，在使用過程中，不會(huì)因?yàn)樘鞖庠蛴绊懙皆O(shè)備的正常使用。其次，組件衰減少，使用年限在10年之內(nèi)，其輸出的功率衰減要低于10%，在使用20年之內(nèi)，輸出功率衰減20%。直流匯流箱也是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要系統(tǒng)之一，在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，匯流箱所連接的直流輸入可多至24路，更重要的是匯流箱對(duì)光伏組件能夠起到實(shí)時(shí)監(jiān)測與保護(hù)的作用，匯流箱的存在，使電纜連接得到進(jìn)一步優(yōu)化，系統(tǒng)停電時(shí)間也因此得到大大縮短，對(duì)維修人員而言方便很多。分布式發(fā)電站所采用的直流匯流排箱具有以下幾個(gè)特點(diǎn)，首先，在保險(xiǎn)絲的選擇上，為光伏專用高壓直流保險(xiǎn)絲，對(duì)正負(fù)極能夠在同一時(shí)間起到保護(hù)作用；其次，能夠同時(shí)接入多路太陽能電池組串，每個(gè)正負(fù)極接線端子接一路光伏專用熔斷絲；再者，正確選用防雷器，所選用的防雷器必須為光伏專用防雷器，其它防雷器并不符合要求，防雷器進(jìn)行工作時(shí)，電壓高達(dá)直流1000V；最后，滿足最大太陽電池組串開路電壓的需要，可以接入高達(dá)1000V以上的太陽電池組串開路電壓[2]。而在光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器需要達(dá)到的功能要求是，所選用的逆變器要具有短路、電網(wǎng)過欠壓、過載等保護(hù)功能，并且能夠發(fā)出警告提示，達(dá)到保護(hù)整個(gè)電路的效果；其次，逆變器的制作使用到太陽電池組件最大功率跟蹤技術(shù)、逆變技術(shù)，轉(zhuǎn)換效率高；再者，逆變器400V/50Hz，具有節(jié)能、高效等特點(diǎn)，并且使用時(shí)安全可靠，根據(jù)需要可進(jìn)行有功、無功功率的調(diào)節(jié)，具有防孤島保護(hù)功能。

2.2 智能監(jiān)控系統(tǒng)分析

2.2.1 硬件分析

分布式光伏發(fā)電站智能監(jiān)控系統(tǒng)由硬件與軟件兩個(gè)部分組成，硬件系統(tǒng)主要由訊網(wǎng)絡(luò)、中控室監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場智能檢測設(shè)備等組合而成。一般情況下，進(jìn)行硬件設(shè)備安裝時(shí)，通常將監(jiān)控系統(tǒng)安裝部位設(shè)在中央控制室內(nèi)，其中包括了監(jiān)控電腦及用于報(bào)表、打印機(jī)等。通訊網(wǎng)絡(luò)由通訊管理以及太網(wǎng)工業(yè)交換機(jī)、通訊電纜等組合而成?，F(xiàn)場智能數(shù)據(jù)采集的作用是進(jìn)行監(jiān)控逆變器工作企管科、運(yùn)作信息、電表、開關(guān)柜以及匯流箱等信息的采集工作，可將采集到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，將其傳輸給后臺(tái)上位機(jī)，而且，還可以對(duì)電網(wǎng)調(diào)度發(fā)出的控制指令進(jìn)行接收和執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作[3]。中控室監(jiān)控電腦、光線以太網(wǎng)兩者連接之后，可以對(duì)整個(gè)光伏發(fā)電站、配電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、管理，方便快捷，大大降低了工作人員的壓力。

2.2.2 軟件分析

分布式光伏發(fā)電站智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)相對(duì)硬件系統(tǒng)要復(fù)雜得多，軟件系統(tǒng)主要具有設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控功能、數(shù)據(jù)傳輸功能、自動(dòng)化配置功能、報(bào)警管理功能以及設(shè)備控制功能等，為分布式光伏發(fā)電站核主要組成部分。設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測功能是系統(tǒng)自動(dòng)采集逆變器、匯流箱、環(huán)境檢測儀、開關(guān)柜、電表以及無功補(bǔ)償器等多個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理，從而掌握各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，達(dá)到監(jiān)視、監(jiān)測以及控制的目的。數(shù)據(jù)傳輸功能是上傳采集到的信息數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存等處理，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常情況，或者是中斷時(shí)，將自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)傳，能夠有效保證數(shù)據(jù)的完整性，避免數(shù)據(jù)丟失[4]。自動(dòng)化配置功能可根據(jù)當(dāng)前監(jiān)測點(diǎn)的信息，進(jìn)行基本參數(shù)的自動(dòng)化配置，使布署和維護(hù)更加方便。設(shè)備控制功能顧名思義就是現(xiàn)場只能控制設(shè)備發(fā)出控制指令，系統(tǒng)進(jìn)行接收，然后將命令下達(dá)到各個(gè)設(shè)備，現(xiàn)場設(shè)備接收指令并執(zhí)行，把運(yùn)行狀況上傳至監(jiān)測中心。數(shù)據(jù)加密功能在分布式光伏發(fā)電站軟件系統(tǒng)中發(fā)揮著數(shù)據(jù)加密工作，其主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保密，該系統(tǒng)能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，同時(shí)也可進(jìn)行解密，更重要的是，可以根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行密碼識(shí)別。報(bào)警管理功能是分布式光伏發(fā)電站軟件設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)，報(bào)警管理功能具有實(shí)時(shí)報(bào)警與歷史報(bào)警功能，實(shí)時(shí)報(bào)警功能將當(dāng)前故障信息的情況進(jìn)行反應(yīng)，并對(duì)故障信息進(jìn)行分級(jí)歸類等處理，處理完畢之后以光或者是聲音等方式進(jìn)行提醒。而歷史報(bào)警信息功能，其與實(shí)時(shí)報(bào)警功能在時(shí)間上存在差異，歷史報(bào)警信息功能是系統(tǒng)對(duì)歷史報(bào)警信息開展整理分析，目的是為了使產(chǎn)品的質(zhì)量能夠得到提升，從而為運(yùn)行數(shù)據(jù)提供強(qiáng)大的支持力[5]。除此之外，還有發(fā)電預(yù)測診斷功能、微網(wǎng)健康功能以及視頻健康功能等，分布式光伏發(fā)電站軟件系統(tǒng)功能眾多，每一個(gè)功能都具有其特點(diǎn)，發(fā)揮著不可或缺的作用。發(fā)電預(yù)測和診斷功能是系統(tǒng)對(duì)發(fā)電站上空云層的情況進(jìn)行檢測，根據(jù)太陽輻照度、環(huán)境溫度、濕度等氣象條件，提供短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測曲線，為電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)制定調(diào)度計(jì)劃的同時(shí)也為電站合理安排加檢修計(jì)劃、提高經(jīng)濟(jì)效益、縮短回收期提供必要的參考。微網(wǎng)健康功能是監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)微網(wǎng)系統(tǒng)光伏逆變器、獨(dú)立逆變器、上位機(jī)等各種設(shè)備的工作情況進(jìn)行監(jiān)測，并進(jìn)行光伏逆變器功率控制，同時(shí)也可以對(duì)光伏模擬器、只能電表以及光伏并網(wǎng)逆變器等進(jìn)行遙測。

3 結(jié)束語

分布式光伏發(fā)電站在設(shè)計(jì)、智能監(jiān)控系統(tǒng)等方面，都體現(xiàn)出了智能化特點(diǎn)，分布式光伏系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、污染小、環(huán)保效益突出等特點(diǎn)，能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況，完全符合現(xiàn)代人們的需求?，F(xiàn)如今，我國對(duì)分布式光伏發(fā)電站項(xiàng)目給予了高度重視，并推出了相關(guān)的政策，促進(jìn)我國分布式光伏發(fā)電站項(xiàng)目健康有序的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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