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電力能源行業(yè)
一、項目介紹
光伏監(jiān)控系統(tǒng)是統(tǒng)籌光伏系統(tǒng)的太陽能光伏陣列和鉛酸蓄電池模塊（儲能單元）的關鍵，也是整個光伏系統(tǒng)的智能核心。它不僅控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，包括太陽能光伏陣列工作狀態(tài)和蓄電池充放電的工作狀態(tài)，還為系統(tǒng)的可靠運行提供保障，同時建立必要的人機通訊，也為多個光伏系統(tǒng)之間的通訊和管理提供接口，控制較為復雜。
二、光伏電站遠程監(jiān)控應用方案系統(tǒng)需求
太陽能電池組件的重要現(xiàn)場參數(shù)需要采集并傳送給遠程監(jiān)控中心
光伏電站的儲能蓄電池組的重要狀態(tài)參數(shù),需要采集并傳送給遠程監(jiān)控中心
逆變器兩側的重要直流和交流電量參數(shù),需要采集并傳送給遠程監(jiān)控中心
光伏電站的環(huán)境參數(shù),包括溫度,光照度和風向等參數(shù), 需要采集并傳送給遠程監(jiān)控中心。
本地數(shù)據(jù)采集終端具備工業(yè)級的可靠性和靈活的通信能力,可以通過無線GPRS的方式,也可以通過有線網(wǎng)絡,例如ADSL或者光纖環(huán)網(wǎng)將場站實時數(shù)據(jù)送給遠程監(jiān)控中心。同時,還可以實現(xiàn)本地顯示和監(jiān)控。
監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和自動化程度，需要達到實現(xiàn)無人值守的技術要求。
系統(tǒng)組件適合惡劣的野外工作環(huán)節(jié)和日夜溫度差極大的工況要求。
1．每個光伏電池組件的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)通過專用網(wǎng)關HiNet采集傳送到云服務器。光伏電池組件的實時參數(shù)包括光伏電壓,電流,和故障參數(shù).
2．有些太陽能電站,特別是離網(wǎng)光伏電站,還設有蓄能電池組. 蓄電池組實時狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)控子系統(tǒng)包括電池巡檢控制模塊,微機絕緣監(jiān)測單元,電源管理模塊,直流配電屏主控模塊,觸摸屏電腦組成. 蓄電池組的電壓,充放電流,絕緣漏電流,溫度等參數(shù)實時采集送給HiNet工業(yè)智能網(wǎng)關,然后送給遠程監(jiān)控中心.
3．光伏電池發(fā)出的直流電匯集給逆變器后,變成220V交流電驅動負荷或者供給電網(wǎng). 逆變器兩側的直流電壓電流以及交流側的電壓電流,頻率,功率因素,有功,無功等參數(shù)需要實時的送給HiNet工業(yè)智能網(wǎng)關. 然后送給遠程監(jiān)控中心.
4．HiNet工業(yè)智能網(wǎng)關在光伏電站充當數(shù)據(jù)采集單元. 將現(xiàn)場的各種重要電量參數(shù)和環(huán)境參數(shù)實時送給遠程監(jiān)控中心.同時可以收到和執(zhí)行來自遠程監(jiān)控中心的控制命令. 也可以配置觸摸屏和組態(tài)軟件,實現(xiàn)本地監(jiān)控和顯示. HiNet工業(yè)智能網(wǎng)關和遠程監(jiān)控中心的通信連接,既可以通過有線的方式(以太網(wǎng)),也可以通過4G、wifi無線網(wǎng)絡的方式實現(xiàn).
四、光伏電站遠程監(jiān)控應用方案系統(tǒng)架構圖
系統(tǒng)包含運行監(jiān)控、運營管理和系統(tǒng)管理等功能。
4.1運行監(jiān)控：包含狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、發(fā)電控制等；
4.1.1故障報警實現(xiàn)系統(tǒng)自動檢測設備故障而彈出報警的功能。相關設備檢測到故障時（如逆變器孤島、電網(wǎng)欠壓、變壓器超溫、匯流箱電流異常等），通過通信接口傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)軟件，軟件將報警信息進行整理，分為實時報警列表和歷史報警列表存入數(shù)據(jù)庫并顯示。實時報警列表展現(xiàn)出系統(tǒng)檢測到的正在發(fā)生的報警或已發(fā)生未確認的報警；歷史報警列表保存著已發(fā)生且經(jīng)過人為確認的報警，方便用戶日后查看、分析。
4.1.2通訊狀態(tài)監(jiān)測是對系統(tǒng)本身健康狀況的實時監(jiān)測，其功能是基于NMS 系統(tǒng)，利用設備通訊狀態(tài)反饋點、SNMP 協(xié)議等對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)視。實時反映系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接情況及系統(tǒng)內各設備的運行情況，出現(xiàn)問題立即報警，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。
4.1.3報表功能就是將所采集數(shù)據(jù)按不同要求生成的日、月、年報表，本軟件中將報表功能設計為靈活可定制模式，即系統(tǒng)管理員可根據(jù)需求設置報表的格式、數(shù)據(jù)源與生成周期，軟件會自動生成相應的報表。
4.2運營管理實現(xiàn)對電站日常運營管理事物的輔助功能，包含消息管理、任務管理、報表管理等；
運營管理是軟件針對電站日常運營事務所做的輔助管理功能。主要包含用戶管理、任務管理、消息系統(tǒng)、個人日志、日歷提醒等功能。用戶管理實現(xiàn)用戶登陸、退出、修改密碼、權限設置等功能，不同的用戶具有不同的操作權限，保證了系統(tǒng)的安全性。
任務管理是通過任務流的方式，實現(xiàn)電站運營人員工作的監(jiān)督和評估。管理人員可新建任務，并選擇發(fā)送對象，將任務分配到具體運營人員，運營人員收到任務后可進行反饋，在完成任務過程中可提交進度。最終實現(xiàn)責任到人，分工明確，評價、考核有依有據(jù)。消息系統(tǒng)是集成到軟件中的互動交流信息平臺。
可以實現(xiàn)短信發(fā)送、郵件發(fā)送、內部即時通訊的功能，提高工作人員的溝通效率。個人日志系統(tǒng)負責自動生成操作日志記錄，用戶可以點擊查看，不能修改。日歷提醒與任務管理模塊相關聯(lián)，系統(tǒng)能夠按照日歷的方式列出任務條目及狀態(tài)，用戶可以從日歷上查看自己的任務執(zhí)行情況。
4.3系統(tǒng)管理是管理員對整個系統(tǒng)進行初始化、配置及后期維護的平臺；手機客戶端實現(xiàn)用戶隨時隨地對電站的快速訪問，主要針對電站的主要運行數(shù)據(jù)和重要設備運行情況。
五、結語
光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代化光伏電站管理必不可少的組成部分，是優(yōu)化電站建設、提高太陽能利用率的有力工具。光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)最終將實現(xiàn)電站的無人值守和國家數(shù)據(jù)中心的建立，為新能源的開發(fā)利用和人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。