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電力能源行業(yè)
一、項(xiàng)目介紹
光伏監(jiān)控系統(tǒng)是統(tǒng)籌光伏系統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏陣列和鉛酸蓄電池模塊（儲(chǔ)能單元）的關(guān)鍵，也是整個(gè)光伏系統(tǒng)的智能核心。它不僅控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，包括太陽(yáng)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(yùn)行提供保障，同時(shí)建立必要的人機(jī)通訊，也為多個(gè)光伏系統(tǒng)之間的通訊和管理提供接口，控制較為復(fù)雜。
二、光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用方案系統(tǒng)需求
太陽(yáng)能電池組件的重要現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)需要采集并傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心
光伏電站的儲(chǔ)能蓄電池組的重要狀態(tài)參數(shù),需要采集并傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心
逆變器兩側(cè)的重要直流和交流電量參數(shù),需要采集并傳送給遠(yuǎn)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(fēng)向等參數(shù), 需要采集并傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
本地?cái)?shù)據(jù)采集終端具備工業(yè)級(jí)的可靠性和靈活的通信能力,可以通過(guò)無(wú)線GPRS的方式,也可以通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò),例如ADSL或者光纖環(huán)網(wǎng)將場(chǎng)站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。同時(shí),還可以實(shí)現(xiàn)本地顯示和監(jiān)控。
監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)化程度，需要達(dá)到實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的技術(shù)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(gè)光伏電池組件的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)專用網(wǎng)關(guān)HiNet采集傳送到云服務(wù)器。光伏電池組件的實(shí)時(shí)參數(shù)包括光伏電壓,電流,和故障參數(shù).
2．有些太陽(yáng)能電站,特別是離網(wǎng)光伏電站,還設(shè)有蓄能電池組. 蓄電池組實(shí)時(shí)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(jī)絕緣監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)采集送給HiNet工業(yè)智能網(wǎng)關(guān),然后送給遠(yuǎn)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(qū)動(dòng)負(fù)荷或者供給電網(wǎng). 逆變器兩側(cè)的直流電壓電流以及交流側(cè)的電壓電流,頻率,功率因素,有功,無(wú)功等參數(shù)需要實(shí)時(shí)的送給HiNet工業(yè)智能網(wǎng)關(guān). 然后送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心.
4．HiNet工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)在光伏電站充當(dāng)數(shù)據(jù)采集單元. 將現(xiàn)場(chǎng)的各種重要電量參數(shù)和環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心.同時(shí)可以收到和執(zhí)行來(lái)自遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控和顯示. HiNet工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的通信連接,既可以通過(guò)有線的方式(以太網(wǎng)),也可以通過(guò)4G、wifi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn).
四、光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用方案系統(tǒng)架構(gòu)圖
系統(tǒng)包含運(yùn)行監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)管理和系統(tǒng)管理等功能。
4.1運(yùn)行監(jiān)控：包含狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、發(fā)電控制等；
4.1.1故障報(bào)警實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備故障而彈出報(bào)警的功能。相關(guān)設(shè)備檢測(cè)到故障時(shí)（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(guò)通信接口傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)軟件，軟件將報(bào)警信息進(jìn)行整理，分為實(shí)時(shí)報(bào)警列表和歷史報(bào)警列表存入數(shù)據(jù)庫(kù)并顯示。實(shí)時(shí)報(bào)警列表展現(xiàn)出系統(tǒng)檢測(cè)到的正在發(fā)生的報(bào)警或已發(fā)生未確認(rèn)的報(bào)警；歷史報(bào)警列表保存著已發(fā)生且經(jīng)過(guò)人為確認(rèn)的報(bào)警，方便用戶日后查看、分析。
4.1.2通訊狀態(tài)監(jiān)測(cè)是對(duì)系統(tǒng)本身健康狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其功能是基于NMS 系統(tǒng)，利用設(shè)備通訊狀態(tài)反饋點(diǎn)、SNMP 協(xié)議等對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。實(shí)時(shí)反映系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接情況及系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行情況，出現(xiàn)問(wèn)題立即報(bào)警，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
4.1.3報(bào)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(bào)表，本軟件中將報(bào)表功能設(shè)計(jì)為靈活可定制模式，即系統(tǒng)管理員可根據(jù)需求設(shè)置報(bào)表的格式、數(shù)據(jù)源與生成周期，軟件會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的報(bào)表。
4.2運(yùn)營(yíng)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)電站日常運(yùn)營(yíng)管理事物的輔助功能，包含消息管理、任務(wù)管理、報(bào)表管理等；
運(yùn)營(yíng)管理是軟件針對(duì)電站日常運(yùn)營(yíng)事務(wù)所做的輔助管理功能。主要包含用戶管理、任務(wù)管理、消息系統(tǒng)、個(gè)人日志、日歷提醒等功能。用戶管理實(shí)現(xiàn)用戶登陸、退出、修改密碼、權(quán)限設(shè)置等功能，不同的用戶具有不同的操作權(quán)限，保證了系統(tǒng)的安全性。
任務(wù)管理是通過(guò)任務(wù)流的方式，實(shí)現(xiàn)電站運(yùn)營(yíng)人員工作的監(jiān)督和評(píng)估。管理人員可新建任務(wù)，并選擇發(fā)送對(duì)象，將任務(wù)分配到具體運(yùn)營(yíng)人員，運(yùn)營(yíng)人員收到任務(wù)后可進(jìn)行反饋，在完成任務(wù)過(guò)程中可提交進(jìn)度。最終實(shí)現(xiàn)責(zé)任到人，分工明確，評(píng)價(jià)、考核有依有據(jù)。消息系統(tǒng)是集成到軟件中的互動(dòng)交流信息平臺(tái)。
可以實(shí)現(xiàn)短信發(fā)送、郵件發(fā)送、內(nèi)部即時(shí)通訊的功能，提高工作人員的溝通效率。個(gè)人日志系統(tǒng)負(fù)責(zé)自動(dòng)生成操作日志記錄，用戶可以點(diǎn)擊查看，不能修改。日歷提醒與任務(wù)管理模塊相關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)能夠按照日歷的方式列出任務(wù)條目及狀態(tài)，用戶可以從日歷上查看自己的任務(wù)執(zhí)行情況。
4.3系統(tǒng)管理是管理員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化、配置及后期維護(hù)的平臺(tái)；手機(jī)客戶端實(shí)現(xiàn)用戶隨時(shí)隨地對(duì)電站的快速訪問(wèn)，主要針對(duì)電站的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)和重要設(shè)備運(yùn)行情況。
五、結(jié)語(yǔ)
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(shè)、提高太陽(yáng)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(shí)現(xiàn)電站的無(wú)人值守和國(guó)家數(shù)據(jù)中心的建立，為新能源的開(kāi)發(fā)利用和人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。