基于融合通信技術(shù)的新能源接入電網(wǎng)控制平臺設(shè)計的探討

陳德威

摘要：本文通過建立一套基于融合通信技術(shù)的新能源接入電網(wǎng)控制平臺，對不同廠商、不同類別、不同型號的逆變器及其它設(shè)備進行管理，實現(xiàn)對新能源完整、統(tǒng)一的實時監(jiān)測和控制，與調(diào)度自動化系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，優(yōu)化新能源出力和運行，電網(wǎng)供電可靠性、安全性和經(jīng)濟性提供保障。

關(guān)鍵詞：新能源；實時；監(jiān)測；電網(wǎng)；接入；控制

一、背景

隨著常規(guī)能源的逐漸衰竭和環(huán)境污染的日益加重，世界各國紛紛開始關(guān)注環(huán)保、高效和靈活的新能源。將新能源接入大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，與大電網(wǎng)互為支撐，是發(fā)揮新能源源效能的最有效方式。

新能源主要包括小水電、太陽能、風能等，也包括適當數(shù)量的小火電，主要是未統(tǒng)調(diào)常規(guī)電源和新興新能源。新能源作為清潔可再生能源對于環(huán)境保護具有重要意義，接入配電網(wǎng)還能提高地區(qū)電網(wǎng)供電可靠性。另外，將分散的不同類型的小型發(fā)電源（新能源）組合起來供電，能夠使小型電源獲得更高的利用效率。但是，新能源近些年快速發(fā)展，滲透率不斷升高，在給配電網(wǎng)帶來諸多好處的同時，也改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功率流向，配電網(wǎng)絡(luò)電壓無功、網(wǎng)絡(luò)損耗、繼電保護等均產(chǎn)生不同程度的影響，使得該類研究更為復(fù)雜。

在計算機及通信技術(shù)迅速發(fā)展的今天，監(jiān)控技術(shù)作為生產(chǎn)生活中非常重要的一項技術(shù)，在各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。為了研究新能源的運行性能、優(yōu)化新能源設(shè)計，大型分布式能源的集成監(jiān)控技術(shù)也隨著分布式能源的發(fā)展而深入開展起來。由此可見，針對配電網(wǎng)絡(luò)中眾多的新能源一體化接入及管控關(guān)鍵技術(shù)研究，將成為分布式發(fā)電供能技術(shù)投入大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

二、選題理由

實現(xiàn)對新能源設(shè)備狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)的采集、分析和長期積累，為管理人員進行設(shè)備狀況統(tǒng)計分析、橫向比較、指標變化情況、評估設(shè)備的健康狀態(tài)提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)，檢修人員能快速調(diào)取該設(shè)備發(fā)生異常前后的狀態(tài)信息和參數(shù)，快速準確判斷設(shè)備狀態(tài)和應(yīng)采取的措施，為新能源安全穩(wěn)定運行和新能源并網(wǎng)發(fā)電提供安全保障數(shù)據(jù)，提高電網(wǎng)運行安全性。同時也可以分析不同廠家、不同型號、不同協(xié)議等監(jiān)測設(shè)備的故障率和可靠性，為設(shè)備選型和采購提供依據(jù)。

三、技術(shù)融合

分布式供能系統(tǒng)具有多重社會效益和經(jīng)濟效益，是世界能源供應(yīng)方式發(fā)展的一個重要方向。本課題主要研究目標是提供電網(wǎng)新能源設(shè)備實時狀態(tài)監(jiān)控信息及整體運行狀況，為新能源安全穩(wěn)定運行和新能源并網(wǎng)發(fā)電提供安全保障數(shù)據(jù)。

（一）新能源設(shè)備信息的智能采集

采用分布式的拓撲結(jié)構(gòu)，由監(jiān)控中心和智能通訊終端組成，智能通訊終端實現(xiàn)對大型新能源設(shè)備信息的采集，獲取設(shè)備信息，通過安全的通信方式傳送至監(jiān)控中心，從而為系統(tǒng)的優(yōu)化、故障診斷、遠程控制提供數(shù)據(jù)支持，是整個監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

（二）新能源的優(yōu)化策略

對新能源的數(shù)據(jù)進行采集、挖掘、分析，判斷組件、逆變器、匯流箱、變壓器、輸電電路的工作狀態(tài)和衰減情況，實時監(jiān)測新能源運行狀況，分析提高效率和發(fā)電量的方法，并對新能源并網(wǎng)新能源進行優(yōu)化，根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)指導組件陣列清洗與傾角調(diào)整，及時檢修維護匯流箱、逆變器、跟蹤太陽裝置、電氣設(shè)施，調(diào)整新能源運行策略，及時遠程監(jiān)控和合理調(diào)度，實現(xiàn)并網(wǎng)新能源運行最優(yōu)化和輸出電能最大化。

（三）新能源故障信息診斷技術(shù)

構(gòu)建遠程診斷應(yīng)用環(huán)境，專業(yè)人員不用到現(xiàn)場，通過WEB服務(wù)實現(xiàn)對設(shè)備的數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)設(shè)備錄波數(shù)據(jù)的無損查看和分析；在各類設(shè)備數(shù)據(jù)積累和臺帳信息等基礎(chǔ)上，結(jié)合多年的運行管理經(jīng)驗，與設(shè)備減少故障診斷時間，提高安全防范能力，降低運行維護成本。

（四）新能源遠程監(jiān)控技術(shù)

通過任務(wù)管理機制實現(xiàn)對設(shè)備的遠程監(jiān)控，通過所監(jiān)測到的設(shè)備的運行參數(shù)及運行狀態(tài)，判斷逆變器、組件、逐日跟蹤系統(tǒng)、升壓變壓器等設(shè)備的狀態(tài)是否需要改變，通過WEB終端遠程控制逆變器的啟停、實時功率調(diào)節(jié)、設(shè)備對時、跟蹤系統(tǒng)方位調(diào)節(jié)、斷開斷路器等功能，減少操作時間和難度，同時可以確保操作人員的安全，保障新能源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

四、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

課題采用基于融合通信技術(shù)的分布式分級處理方式，對各分布式電壓子站和各個設(shè)備進行監(jiān)控，由智能通訊終端和監(jiān)控中心兩部分組成。系統(tǒng)通過部署在各個地區(qū)新能源的智能通訊終端獲取設(shè)備數(shù)據(jù)，保存在本地并同步到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對所有數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)測，提供實時監(jiān)控服務(wù)、數(shù)據(jù)綜合分析等集中監(jiān)測支撐服務(wù)。

五、功能設(shè)計方案

在融合通信技術(shù)支撐下用戶通過權(quán)限系統(tǒng)進行認證，當認證成功時，權(quán)限系統(tǒng)通過權(quán)限配置對用戶進行授權(quán)。當用戶獲得授權(quán)后，方能進入系統(tǒng)相應(yīng)的模塊。通過可配置的權(quán)限系統(tǒng)，保證系統(tǒng)能正確拒絕非法訪問，提高系統(tǒng)安全性。用戶可以實現(xiàn)以下功能：

1）能夠接收各個新能源智能通訊終端上傳的數(shù)據(jù)，并進行統(tǒng)一的匯總、處理和保存。

2）給用戶可以提供實時狀態(tài)展現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析和管理、設(shè)備臺帳管理、統(tǒng)計分析報表等功能。

3）使用人員可以遠程瀏覽所有設(shè)備的監(jiān)測信息和數(shù)據(jù)。

4）可以按照區(qū)域或設(shè)備類別分別查看統(tǒng)計信息和數(shù)據(jù)。

5）使用人員可定制不同監(jiān)測設(shè)備的某幾項指標，并對各個地區(qū)、各類型設(shè)備、各個廠家進行橫向比對分析，輸出可定制的各類統(tǒng)計報表。

6）可以對各個智能通訊終端的監(jiān)測設(shè)備、參數(shù)等進行遠程配置，并可和各個智能通訊終端進行設(shè)備數(shù)據(jù)和配置信息的遠程同步。

六、結(jié)束語

通過上述方法將各種在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進行采集和匯總，在發(fā)生異常情況時，檢修人員能快速調(diào)取該設(shè)備發(fā)生異常前后的狀態(tài)信息和參數(shù)，快速準確判斷設(shè)備狀態(tài)和應(yīng)采取的措施，供設(shè)備狀態(tài)評估和狀態(tài)檢修使用。實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)的采集、分析和長期積累，為管理人員進行設(shè)備狀況統(tǒng)計分析、橫向比較、指標變化情況、評估設(shè)備的健康狀態(tài)提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。統(tǒng)一管理各種新能源設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，便于運行人員、檢修人員、管理人員等對新能源設(shè)備的集中綜合監(jiān)視和管理，便于保持數(shù)據(jù)完整和系統(tǒng)化，也適應(yīng)電網(wǎng)系統(tǒng)集中集成的發(fā)展方向和需求，為新能源并網(wǎng)發(fā)電提供安全保障數(shù)據(jù)。

參考文獻：

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