分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)

　　隨著新能源在國內(nèi)市場的大規(guī)模開發(fā)和利用，光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)逐步趨于成熟和完善，如何對分布式光伏發(fā)電站實現(xiàn)高效的監(jiān)控，滿足光伏發(fā)電入網(wǎng)的需求，提高電站運行的穩(wěn)定性和可靠性，是擺在我們業(yè)主面前急需解決的問題。分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)遵循安全可靠、技術(shù)先進適度超前、經(jīng)濟合理、符合國情的原則，滿足電力系統(tǒng)自動化總體規(guī)劃要求，且充分考慮光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展需求，對提高分布式光伏發(fā)電站的運行管理效率，提升生產(chǎn)運行管理水平，降低生產(chǎn)運行和設(shè)備維護成本有著重大的意義。

　　1)信息系統(tǒng)的建立應(yīng)遵循“科學(xué)合理，適度超前，經(jīng)濟實用”的指導(dǎo)原則，把系統(tǒng)的安全性、可靠性、可擴展性放在首位。

　　2)系統(tǒng)的建設(shè)，亦應(yīng)體現(xiàn)“便捷、高效”的原則，界面簡潔、操作規(guī)范易行、傳輸及處理快捷。系統(tǒng)建設(shè)遵循“一次規(guī)劃，分步實施，集中開發(fā)，分片接入”的指導(dǎo)原則，達到“集約化管理，費用最省，維護升級容易，擴展性強，網(wǎng)絡(luò)安全性高”的基本要求。

　　3)系統(tǒng)采用國際標準設(shè)計和使用新的技術(shù)，系統(tǒng)安全可靠、功能實用完整、經(jīng)濟合理適中、技術(shù)先進；系統(tǒng)具有針對性、實用性，具有先進的支撐平臺，系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

　　4)系統(tǒng)應(yīng)滿足發(fā)展需要，系統(tǒng)配置按設(shè)計水平年的要求考慮，具備遠景年發(fā)展所要求的擴充能力；系統(tǒng)在設(shè)計上符合國標標準，真正做到開放性，同時便于系統(tǒng)擴展，具備應(yīng)用的即插即用。

　　5)系統(tǒng)軟件采用功能化和模塊化設(shè)計，功能模塊之間的接口標準統(tǒng)一；提供應(yīng)用編程接口，支持用戶應(yīng)用軟件程序的開發(fā)，保證能和其他系統(tǒng)互聯(lián)和無縫集成；采用現(xiàn)代先進的計算機技術(shù)、通信技術(shù)、圖形圖像及多媒體技術(shù)、分布式對象技術(shù)、面向?qū)ο蟮能浖こ碳夹g(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)；防火墻、物理隔離等安全防護技術(shù)，總體技術(shù)達到國內(nèi)先進水平；本系統(tǒng)設(shè)計兼容linux/UNIX/WINDOWS操作平臺和各類關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

　　6)系統(tǒng)軟硬件應(yīng)嚴格遵循可靠性、先進性、通用性和實用性、開放性原則，并完全符合國際工業(yè)標準和國家電力工業(yè)標準。

　　7)系統(tǒng)采用開放性分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分為站控層、網(wǎng)絡(luò)層、間隔層，各層功能專一又相互融合，滿足系統(tǒng)部署、配置上的靈活的要求。

　　8)網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力、傳送速率及傳送距離應(yīng)滿足系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)度要求。網(wǎng)絡(luò)上各個節(jié)點設(shè)備相互獨立。

　　9)為保證系統(tǒng)信息接入的安全性，滿足《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》（電監(jiān)會5號令）的規(guī)定，此系統(tǒng)采用了信息集中處理，系統(tǒng)內(nèi)信息分發(fā)的機制，從而保證了系統(tǒng)信息安全。

　　3 系統(tǒng)設(shè)計層次

　　分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由站控層、網(wǎng)絡(luò)層和間隔層三部分組成，圖如下：

　　l 站控層

　　分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控主站層設(shè)備采用分布式、開放式的設(shè)計和高性能的計算機硬件平臺，運行人員通過站控層實現(xiàn)對接入各個光伏發(fā)電單元的集中狀態(tài)監(jiān)視和控制、保護信息記錄與分析等功能，并對異常情況及時進行報警，保證系統(tǒng)安全運行。

　　站控層由系統(tǒng)服務(wù)器、后臺應(yīng)用軟件系統(tǒng)、打印機、對時設(shè)備等組成。

　　l 網(wǎng)絡(luò)層

　　分分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層主要采用通信管理機來完成采用多種通信規(guī)約的智能裝置的數(shù)據(jù)接入服務(wù)，用于多種繼電保護裝置及其它智能設(shè)備與當?shù)乇O(jiān)控、保護信息管理裝置等通信，并采集開關(guān)設(shè)備位置、工作狀態(tài)等信息，對開關(guān)實施分合控制。

　　主要設(shè)備有光纖、屏蔽雙絞線、通信管理機、以太網(wǎng)交換機等。

　　l 間隔層

　　間隔層的測控裝置具有良好的電磁兼容性能，較強的抗電磁干擾能力，低功耗，較寬的工作溫度范圍。各保護測控單元通過現(xiàn)場總線送入通信管理機，再通過以太網(wǎng)與站控層互聯(lián)，把數(shù)據(jù)上傳給站控層。保護測控單元在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。

　　注意：間隔層測控單元可以沒有，則設(shè)備層既為間隔層

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置靈活，可以滿足各種條件的需求。提供豐富的通信接口，實現(xiàn)與地調(diào)的通信，上傳數(shù)據(jù)給調(diào)度中心，并接受地調(diào)的管理及功率控制和電壓調(diào)節(jié)。監(jiān)控系統(tǒng)通過用外網(wǎng)把將數(shù)據(jù)上傳至集團/企業(yè)數(shù)據(jù)中心，在滿足《可再生能源建筑應(yīng)用示范項目數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》的具體協(xié)議格式和發(fā)送數(shù)據(jù)格式的情況下，將本光伏發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)運行數(shù)據(jù)上傳至國家可再生能源數(shù)據(jù)中心。

　　圖4-1集中監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　圖5-1系統(tǒng)功能模塊

　　5.1.1數(shù)據(jù)采集

　　智能通訊終端負責(zé)采集設(shè)備實時信息，信息類型分為環(huán)境參數(shù)、模擬量、狀態(tài)量。環(huán)境參數(shù)包括主要包括日照強度（平面和垂直）、風(fēng)速、風(fēng)向、室外溫度、室內(nèi)溫度和電池板溫度等參量；模擬量包括電壓、電流及功率等電氣模擬量；狀態(tài)量包括開關(guān)狀態(tài)、事故跳閘信號、保護動作信號、異常信號。

　　5.1.2實時監(jiān)視

　　監(jiān)控系統(tǒng)對管轄的各個發(fā)電單元的生產(chǎn)狀況進行實時監(jiān)視，通過生產(chǎn)模擬圖、趨勢圖、棒狀圖和參數(shù)分類表等多種監(jiān)視方式各個發(fā)電單元的主要運行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)。系統(tǒng)可以按招標方要求進行實時畫面組態(tài)。

　　5.1.3控制操作

　　控制各電氣間隔的斷路器、電動隔離刀閘的分閘/合閘操作。控制操作可由站級工作站實現(xiàn)，也可在各間隔層測控裝置通過手動操作完成。

　　5.1.4報警處理

　　提供完善的報警功能保證各種故障的及時發(fā)現(xiàn)、定位、報警和恢復(fù)。報警處理分兩種方式，第一類為事故信號（緊急報警）即由非手動操作引起的斷路器跳閘信號。第二類為預(yù)告信號，即報警接點的狀態(tài)改變、模擬量的越限、測控單元不正常狀態(tài)的出現(xiàn)。監(jiān)控的故障信息至少因包括以下內(nèi)容：電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗，匯流箱數(shù)據(jù)異常等。對隨時出現(xiàn)的故障可進行報警提示。報警內(nèi)容顯示在最前端，便于運行人員查看報警內(nèi)容。

　　5.1.5報表功能

　　系統(tǒng)有專門的報表管理功能，定制靈活，功能豐富。具有全圖形的人機界面、所見即所得的功能、電子制表功能，能方便生成各種表格。

　　5.1.6時鐘同步

　　系統(tǒng)配置一臺GPS時鐘，支持北斗/GPS雙對時，保證各工作站的時間同步達到1ms精度要求。監(jiān)控系統(tǒng)的對時接口采用網(wǎng)絡(luò)對時方式。

　　5.1.7功率預(yù)測

　　以實時功率、測光數(shù)據(jù)和云況圖等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，滾動預(yù)測光伏電站功率、功率變化率運行趨勢。對每個光伏陣列的實際功率曲線進行自動繪制，并與光伏組件廠家提供的標準曲線作對比，充分挖掘光伏電站潛力，提高滿負荷率。把預(yù)測光伏電站功率以曲線的形式在曲線管理里面進行展示。

　　5.1.8系統(tǒng)管理

　　5.1.8.1系統(tǒng)設(shè)置

　　提供專用畫面，對系統(tǒng)進行統(tǒng)一的設(shè)置和配置維護，保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。

　　5.1.8.2用戶管理功能

　　提供用戶管理功能，可分別設(shè)置用戶名稱、密碼及權(quán)限。用戶共分為系統(tǒng)管理員、操作員和一般用戶三種權(quán)限。

　　5.1.8.3操作指導(dǎo)

　　提供系統(tǒng)操作的操作向?qū)В阌谟脩羰煜け鞠到y(tǒng)的各項功能，并針對一些典型和日常基本操作提供操作指導(dǎo)及操作票，對目前電站普遍存在的典型事故提供簡潔明了的處理指導(dǎo)及典型事故處理操作畫面等。