微电网光伏发电解决方案

一、方案概述

随着规模性的太阳能电站在中国开始陆续建设和投入运行，如何实时了解电站的运行状况，如何满足上一级系统或电网调度系统的监控需求，是电站业主和电网公司所共同关心的问题。而现有光伏电站监控系统主要从本厂逆变器出发，对电站运行的一些参数进行监测，同时获取电站中的其它设备的信息及控制这些设备，满足电网调度系统对电站的实时监控要求。

二、系统建设难点

太阳能光伏电站主要由光伏电池阵列、汇流箱、低压直流柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等组成，最后产生的高压交流并入电网。随着光伏发电在中国的持续建设和投入，如何提供全站设备的本地和远程运行监控和管理、视频监控、以及按照规定的协议进行数据传输，是电站业主和电网公司所共同关心的问题。 

光伏电站监控系统面临的主要问题有以下几个方面：

（1）现场一般采用的是不同厂家的产品，现场设备种类繁多，通讯协议不一致，如何实现集中的监控和管理？

（2）大型电站的测点数量级达万点以上，如何保证数据采集的速率和准确性、以及历史数据的海量存储、分析、查看？

（3）将现场数据接入信息层时，面临着病毒、恶意软件的入侵，如何保证整个系统的安全性？

（4）分散的光伏电站各个子系统相互独立，如何整合成一个统一的平台以消除信息孤岛？

三、系统架构

四、系统功能

4.1 数据采集和控制

（1）逆变器监控

采集的基础数据：当前总功率、发电量、二氧化碳减排量、直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、电流、逆变器机内温度等。

（2）汇流箱监控

采集的基础数据： 光伏阵列每路电流或每个光伏阵列电流。

报警数据：设备可提供的所有报警数据。

（3）光伏阵列监控

采集的基础数据有高度角、方位角、运行状态、报警数据。

（4）气象监测仪监控

采集的基础数据有环境温度 、光照强度、风速、风向等。

4.2 统一的设备维护管理

力控软件平台提供监控设备使用状况功能，显示逆变器等设备的运转情况、电流和电压、设备的故障信息，提供自动报警显示并存储，并且对重要仪表统一管理，提示维修人员及时更换备件、及时维护，延长仪表的使用寿命。

4.3 数据存储和显示

调度中心负责实时采集重要参量并进行定期存储，操作员可查询历史数据库的数据，并且以报表和曲线、棒图等形式的展示，同时可以打印数据，为技术员分析系统运行状况提供科学的依据。

4.4 系统报警与告警通知

当系统任何节点、任务模块出现故障或异常，在处理系统实时的或历史的数据过程中发现异常、故障时，系统自动给出各种报警提示，包含预设的语音报警、报警简报窗口显示、报警总表显示、报警即时打印、报警画面、图元变色等。

系统产生的报警信息保存，包括告警时间、站点信息、告警类别、告警描述等。同时可以按时间、地域信息、报警类别、描述等做复杂的关键字组合查询和进行复杂的统计。

告警通知向使用者提供故障设备的告警以及设备在故障前的预警功能。告警方式包括：

ü 监控界面集中告警

ü 手机短信告警

ü E-mail电子邮件报警

4.5 视频监控

视频监控功能能够展示实时的视频内容，从而实现“遥视”。视频监控可以单独使用，即选择某个视频设备后，展示选定视频设备传输过来的视频影像；同时，视频监控可以实现视频拍摄方向的调整、视频的放大、缩小。

4.6 分析诊断

分析诊断功能向使用者提供设备的故障分析功能，具体包括比对分析、专家分析。比对分析是指通过多个设备的运行数据的比较来发现问题，比如将两台逆变器的日发电量进行对比发现，如果有一台逆变器的发电量总是比另外一台低，那么我们就可以认为发电量低的这一台逆变器效率低下或疑似故障，借此也可以用来判断逆变器的好坏。 

4.7 统计报表

统计报表功能可为管理人员提供必要的报表，根据报表的不同，系统自动按照报表的功能及需要，按照日、月、季、年等方式提供不同粒度的报表，所有的报表均可以导出成使用者非常习惯使用的EXCEL 或者通过连接的打印机进行打印，打印出的格式和内容与看到的格式和内容完全一致。 

4.8 数据的在线统计

能够对发电站运行的各种常规参数进行统计计算，包括日、月、年、时段的最大、最小值及其出现时间、平均值、越限次数、越限时间、越限率、合格率等。

4.9 Web发布

通过力控软件提供的Web功能，可以使用户从IE浏览器上访问工程画面，浏览的效果与在力控软件运行系统中看到的工程画面完全相同，包含全部动态数据和动画,方便系统的远程管理。

4.10 数据的转发

力控软件提供了用户侧光伏电站在线监测系统认证技术规范V7.0、《可再生能源建筑应用示范项目数据监测系统技术导则》等转发协议，可以将数据传到住建部以及金太阳中心。

五、方案总结

基于力控软件平台搭建的光伏发电监控系统，可实现监测数据信息共享、交换、传输等功能，满足用户中心数据库的要求。