1.概述
隨著規(guī)模性的太陽能電站在中國開始陸續(xù)建設(shè)和投入運(yùn)行，如何實(shí)時(shí)了解電站的運(yùn)行狀況，如何滿足上一級系統(tǒng)或電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控需求，是電站業(yè)主和電網(wǎng)公司所共同關(guān)心的問題。
而現(xiàn)有微電網(wǎng)光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)主要從本廠逆變器出發(fā)，對電站運(yùn)行的一些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)獲取電站中的其它設(shè)備的信息及控制這些設(shè)備，滿足電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控要求。
2.總體設(shè)計(jì)目標(biāo)
◆建設(shè)光伏電站監(jiān)控設(shè)備的統(tǒng)一管理平臺
實(shí)現(xiàn)電站設(shè)備的統(tǒng)一運(yùn)行監(jiān)控，數(shù)據(jù)的集中管理，為運(yùn)行人員、檢修人員、管理人員提供全面、便捷、差異化的數(shù)據(jù)和服務(wù)。
成為電站設(shè)備的承載系統(tǒng)，為電站設(shè)備的規(guī)劃、新設(shè)備的接入提供載體。
建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，為監(jiān)控平臺和其他各種專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。
◆整合各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對不同人員的差異化服務(wù)
對運(yùn)行人員、管理人員、檢修人員、領(lǐng)導(dǎo)等不同人員提供不同的用戶界面、展現(xiàn)方式、數(shù)據(jù)信息等。在各類人員登錄后，即可看到各自最關(guān)心的內(nèi)容，提供差異化服務(wù)。
為運(yùn)行人員提供設(shè)備的狀態(tài)信息、告警信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)。
為管理人員提供各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、變化趨勢、狀態(tài)信息等應(yīng)用服務(wù)。
為檢修人員提供告警信息、變化趨勢等應(yīng)用服務(wù)。
◆數(shù)據(jù)上傳
對國網(wǎng)公司地方調(diào)度，或者其它如鑒衡認(rèn)證中心、北京市節(jié)能環(huán)保中心等職能機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對光伏電站完整、統(tǒng)一的本地和遠(yuǎn)程運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)的集中管理，給電站業(yè)主和電網(wǎng)公司提供方便的管理。
3. 設(shè)計(jì)原則
本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上遵循以下原則：
(1) 完整性
業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)完整性：系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對不同廠商、不同種類、不同型號設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一完整采集。
業(yè)務(wù)流程完整性：系統(tǒng)能夠提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、周期采樣數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)的應(yīng)用服務(wù)。
(2) 規(guī)范性
系統(tǒng)建設(shè)遵循有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
制定或完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測數(shù)據(jù)通訊的規(guī)范性。
界面設(shè)計(jì)遵循有關(guān)界面設(shè)計(jì)規(guī)范。
(3) 擴(kuò)展性
硬件擴(kuò)展性：系統(tǒng)能夠廣泛適配新接入監(jiān)測設(shè)備的通信接口。
軟件擴(kuò)展性：軟件功能模塊應(yīng)可重用、可配置、可卸載。
(4) 開放性
系統(tǒng)能夠同各類專家系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換。
系統(tǒng)能夠與電網(wǎng)調(diào)度等系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換。
(5) 集成性
能夠集成環(huán)境、安防、電能量、電能質(zhì)量等監(jiān)測數(shù)據(jù)，分類處理，分類存儲，統(tǒng)一界面顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)。
(6) 可操作性
界面友好，操作方便，注重用戶體驗(yàn)。
4、 系統(tǒng)架構(gòu)
為了解決監(jiān)測設(shè)備分散獨(dú)立、無法進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控和診斷的問題，本系統(tǒng)接入所有的光伏電站在線監(jiān)測設(shè)備，進(jìn)行設(shè)備統(tǒng)一管理，設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、查看和分析，提供綜合全面的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、運(yùn)行告警發(fā)現(xiàn)與通知、數(shù)據(jù)查詢分析、設(shè)備運(yùn)行管理。
為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的動態(tài)擴(kuò)展接入，系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)在不進(jìn)行二次開發(fā)的情況下即能完成新增監(jiān)控設(shè)備的接入。設(shè)備數(shù)據(jù)接入后進(jìn)行分級存儲，分類匯總統(tǒng)計(jì)，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)和事件信息，可以實(shí)現(xiàn)電站設(shè)備的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可以為故障診斷提供技術(shù)手段和數(shù)據(jù)支持，亦為電站管理提供全面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和各類報(bào)表。
監(jiān)測數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)類型和應(yīng)用特性分類存儲，實(shí)現(xiàn)不同層面和不同人員關(guān)注不同的信息。同時(shí)各級數(shù)據(jù)可自上而下進(jìn)行追溯。
微電網(wǎng)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)分為4 個(gè)層次實(shí)現(xiàn)：站控層、網(wǎng)絡(luò)層、調(diào)度層、信息層。
◆站控層
設(shè)備：由監(jiān)控主機(jī)（配監(jiān)控組態(tài)軟件Qtouch）、通訊管理機(jī)Qtouch等組成。
功能：提供子站所有設(shè)備的接入、監(jiān)控和管理、視頻監(jiān)控，以及將數(shù)據(jù)上傳到調(diào)度層。
◆網(wǎng)絡(luò)層
設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)層由現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)線路等構(gòu)成。
功能：提供全站運(yùn)行和監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)與通信。
◆調(diào)度層
設(shè)備：實(shí)時(shí)歷史服務(wù)器（配實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫pSpace）、Web服務(wù)器、打印機(jī)等組成。
功能：實(shí)現(xiàn)對分散的光伏電站子系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)的采集、歷史數(shù)據(jù)存儲、WEB發(fā)布等。
◆信息層
設(shè)備：由WEB客戶端、手機(jī)客戶端、遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器、安全網(wǎng)關(guān)（pSafetyLink）等組成。
功能：使用者可以對自己關(guān)心的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問和管理,并且能保證調(diào)度層系統(tǒng)的安全性。
5、 系統(tǒng)功能
5.1 數(shù)據(jù)采集和控制
（1）逆變器監(jiān)控
該解決方案中微電網(wǎng)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為：當(dāng)前總功率、發(fā)電量、二氧化碳減排量、直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、電流、逆變器機(jī)內(nèi)溫度等。
（2）匯流箱監(jiān)控
采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 光伏陣列每路電流或每個(gè)光伏陣列電流。
報(bào)警數(shù)據(jù)：設(shè)備可提供的所有報(bào)警數(shù)據(jù)。
（3）光伏陣列監(jiān)控
采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有高度角、方位角、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警數(shù)據(jù)。
（4）氣象監(jiān)測儀監(jiān)控
采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有環(huán)境溫度 、光照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向等。
5.2 統(tǒng)一的設(shè)備維護(hù)管理
舜通智能軟件平臺提供監(jiān)控設(shè)備使用狀況功能，顯示逆變器等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、電流和電壓、設(shè)備的故障信息，提供自動報(bào)警顯示并存儲，并且對重要儀表統(tǒng)一管理，提示維修人員及時(shí)更換備件、及時(shí)維護(hù)，延長儀表的使用壽命。
5.3 數(shù)據(jù)存儲和顯示
調(diào)度中心負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集重要參量并進(jìn)行定期存儲，操作員可查詢歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，并且以報(bào)表和曲線、棒圖等形式的展示，同時(shí)可以打印數(shù)據(jù)，為技術(shù)員分析系統(tǒng)運(yùn)行狀況提供科學(xué)的依據(jù)。
5.4 系統(tǒng)報(bào)警與告警通知
當(dāng)系統(tǒng)任何節(jié)點(diǎn)、任務(wù)模塊出現(xiàn)故障或異常，在處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)的或歷史的數(shù)據(jù)過程中發(fā)現(xiàn)異常、故障時(shí)，系統(tǒng)自動給出各種報(bào)警提示，包含預(yù)設(shè)的語音報(bào)警、報(bào)警簡報(bào)窗口顯示、報(bào)警總表顯示、報(bào)警即時(shí)打印、報(bào)警畫面、圖元變色等。
系統(tǒng)產(chǎn)生的報(bào)警信息保存，包括告警時(shí)間、站點(diǎn)信息、告警類別、告警描述等。同時(shí)可以按時(shí)間、地域信息、報(bào)警類別、描述等做復(fù)雜的關(guān)鍵字組合查詢和進(jìn)行復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)。
告警通知向使用者提供故障設(shè)備的告警以及設(shè)備在故障前的預(yù)警功能。告警方式包括：
A、監(jiān)控界面集中告警
B、手機(jī)短信告警
C、電子郵件報(bào)警
5.5 視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控功能能夠展示實(shí)時(shí)的視頻內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)“遙視”。視頻監(jiān)控可以單獨(dú)使用，即選擇某個(gè)視頻設(shè)備后，展示選定視頻設(shè)備傳輸過來的視頻影像；同時(shí)，視頻監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)視頻拍攝方向的調(diào)整、視頻的放大、縮小。
5.6 分析診斷
分析診斷功能向使用者提供設(shè)備的故障分析功能，具體包括比對分析、專家分析。 比對分析是指通過多個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較來發(fā)現(xiàn)問題，比如將兩臺逆變器的日發(fā)電量進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，如果有一臺逆變器的發(fā)電量總是比另外一臺低，那么我們就可以認(rèn)為發(fā)電量低的這一臺逆變器效率低下或疑似故障，借此也可以用來判斷逆變器的好壞。
5.7 統(tǒng)計(jì)報(bào)表
統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能可為管理人員提供必要的報(bào)表，根據(jù)報(bào)表的不同，系統(tǒng)自動按照報(bào)表的功能及需要，按照日、月、季、年等方式提供不同粒度的報(bào)表，所有的報(bào)表均可以導(dǎo)出成使用者非常習(xí)慣使用的EXCEL 或者通過連接的打印機(jī)進(jìn)行打印，打印出的格式和內(nèi)容與看到的格式和內(nèi)容一致。
5.8 數(shù)據(jù)的在線統(tǒng)計(jì)
能夠?qū)Πl(fā)電站運(yùn)行的各種常規(guī)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，包括日、月、年、時(shí)段的最大、最小值及其出現(xiàn)時(shí)間、平均值、越限次數(shù)、越限間長、越限率、合格率等。
5.9 Web發(fā)布
通過舜通智能軟件提供的Web功能，可以使用戶從IE瀏覽器上的訪問工程畫面，瀏覽的效果與在舜通智能軟件運(yùn)行系統(tǒng)中看到的工程畫面相同，包含全部動態(tài)數(shù)據(jù)和動畫,方便系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理。
5.10 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)
舜通智能QTouch軟件提供了用戶測光伏電站在線監(jiān)測系統(tǒng)認(rèn)證技術(shù)規(guī)范V7.0、《可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》等轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議，可以將數(shù)據(jù)傳到住建部以及金太陽中心。
6、結(jié)論
基于舜通智能軟件平臺搭建的微電網(wǎng)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)信息共享、交換、傳輸?shù)裙δ埽瑵M足用戶中心數(shù)據(jù)庫的要求。
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