分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)設計

朱綱立

摘 要：由于分布式光伏電站發(fā)電系統(tǒng)分布復雜，傳統(tǒng)的分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)無法有效控制，精度和效率都不高。因此，構建了一種精確高效的分布式光伏電站智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由監(jiān)控模塊，感應模塊和計算機組組成。該軟件給出了分布式光伏電站的計算機組遠程控制流程圖和CISC單片機載波傳輸?shù)乃惴ùa設計。實驗結果表明，所設計的系統(tǒng)具有較高的精度和效率。

關鍵詞：分布式光伏電站 遠程智能監(jiān)控 系統(tǒng)設計

1分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)設計

分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控模塊，感應模塊和計算機組組成。監(jiān)控模塊可以實時監(jiān)控分布式光伏電站的數(shù)據(jù)傳輸信息，電路和元件的工作時間以及功率流等方面，并處理監(jiān)控對象的安全隱患。感應模塊為分布式光伏電站的遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)的用戶提供分布式光伏電站的實時操作。可以在相應的計算機上顯示，分析和處理監(jiān)控模塊和感應模塊中的數(shù)據(jù)。每個模塊中不同電路的分布式處理構成計算機組。

監(jiān)控模塊選用CISC單片機作為核心監(jiān)控組件，具有輕便，靈敏，命令豐富的優(yōu)點，在工業(yè)上具有廣泛的應用范圍。CISC單片機在分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)中扮演“管理者”的角色，使系統(tǒng)智能運行，節(jié)省人力。監(jiān)控模塊有三個主電路和五個分支電路。主電路包括數(shù)據(jù)傳輸電路，定時電路和流電路，分支電路包括計算機接口電路，中斷電路，顯示電路，存儲電路和通信電路。 這些電路由CISC單片機監(jiān)控。 CISC單片機將監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋給相應的計算機進行處理。

分布式光伏電站遠程智能監(jiān)測系統(tǒng)的主要監(jiān)測對象是數(shù)據(jù)傳輸信息，包括光伏發(fā)電強度，電流和電壓的增減，以及分布式光伏電站的環(huán)境參數(shù)。由于分布式光伏電站的額定電壓和電流很大，分布式光伏電站的遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)無法使用。因此，數(shù)據(jù)傳輸電路通過模/數(shù)轉換減少了電壓和電流的等比例。

模/數(shù)轉換的工作流程如下：選擇合適的輸入端子（由于電壓和電流的轉換單位不同，應選擇不同的輸入端），并輸入分布式光伏電站的電壓和電流數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)進入虛擬開關之后，電路以編碼形式存儲初始數(shù)據(jù)，然后開始模塊/數(shù)字轉換。同時，計時器熄滅。轉換完成后，CISC單片機將轉換數(shù)據(jù)反饋給相應的計算機。

分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)中所有電路和元件的工作時間數(shù)據(jù)由定時電路提供。定時電路中有兩個定時器，可以給出不同的時間參數(shù)，有效降低分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)的遙控誤差。計時器直接連接到CISC單片機。

分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)的感應模塊由溫度傳感器和光學傳感器組成。

溫度傳感器感應系統(tǒng)的電路元件的溫度并報警并調節(jié)電路元件的異常溫度。光學傳感器感測分布式光伏電站中的太陽能強度并將數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶。用戶可以通過這些數(shù)據(jù)了解分布式光伏電站的運行情況，并預測其未來的經(jīng)濟效益。太陽能強度直接決定了分布式光伏電站的位置。因此，光學傳感器在分布式光伏電站的遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)中起著非常重要的作用。光學傳感器的工作原理是：當光學傳感器感應到太陽光時，它會自動將光強度轉換為電流信號，并將電流信號輸入短路電路。測量短路電流并傳送到相應的計算機進行處理，以獲得分布式光伏電站獲得的實時太陽能強度。

2實驗設計

為了確定此種方案的正確性，本文設計相關實驗進行驗證。

誤差是衡量系統(tǒng)精度的重要標準。利用BP網(wǎng)絡模型，對SCADA分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)及系統(tǒng)進行了精度驗證試驗。BP網(wǎng)絡模型，也稱為“BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型”，可以準確測量遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)的誤差，是世界上應用率最高的神經(jīng)網(wǎng)絡模型。實驗對象是市政分布式光伏電站。利用基于SCADA的分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)及系統(tǒng)，對遠程智能化實驗電站的太陽能強度和實際電壓進行監(jiān)控。

從圖1和可以看出，SCADA分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)的泰勒近似誤差曲線波動很大。

實驗電站監(jiān)測太陽能強度的誤差平均值為0.2135，實際電壓誤差平均值為0.283，均達到國際標準。 與SCADA分布式光伏電站遠程智能監(jiān)測系統(tǒng)相比，本文系統(tǒng)的泰勒近似誤差曲線相對穩(wěn)定，太陽能強度誤差平均值為0.1528，實際電壓誤差平均值為0.1456，遠低于國際標準，表明本文系統(tǒng)具有較高的準確性。

分布式光伏電站的遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)的效率取決于每個電路與其相應的計算機接口之間的傳輸效率，可以通過計算監(jiān)控圖像的遠程讀取時間，監(jiān)控數(shù)據(jù)的解壓縮時間以及隱患糾正的時間進行計算。對SCADA分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)及系統(tǒng)的計算機接口傳輸效率進行計算，結果智能監(jiān)控系統(tǒng)計算機接口傳輸效率要高于系統(tǒng)計算機接口傳輸效率，由此可以確定方案是可行的。

3結論

本文構建了一個精確高效的分布式光伏電站遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控模塊，感應模塊和計算機組組成。監(jiān)控模塊對分布式光伏電站的數(shù)據(jù)傳輸信息，電路和元件的工作時間，潮流等方面進行實時監(jiān)控，處理監(jiān)控對象的安全隱患。感應模塊由溫度傳感器和光學傳感器組成。溫度傳感器報警并調節(jié)系統(tǒng)電路元件的溫度。光學傳感器實時監(jiān)測分布式光伏電站中的太陽能強度。實驗結果表明，該系統(tǒng)具有較高的精度和效率。

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