光伏电站监控系统实施方案分析
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光伏电站监控系统结构与布局随着清洁能源的发展和应用,光伏电站已成为一种主要的可再生能源发电方式。
为了保障光伏电站的安全运行和高效发电,监控系统的建设至关重要。
一个完善的光伏电站监控系统不仅能够实时监测电站的运行状态,还可以对电站进行远程监控和管理,提高电站的发电效率和维护效率。
本文将介绍光伏电站监控系统的结构与布局。
一、光伏电站监控系统结构光伏电站监控系统的结构主要包括传感器、数据采集系统、数据传输通道、数据处理与存储系统和监控中心。
其中,传感器用于实时监测光伏电站的各项参数,数据采集系统用于将传感器采集到的数据传输至数据处理系统,数据传输通道用于实现数据的远程传输,数据处理与存储系统用于处理和存储传感器采集到的数据,监控中心用于对电站进行远程监控和管理。
1.传感器:传感器是光伏电站监控系统的基础设备,用于实时监测电站的各项参数,包括光照强度、温度、风速、电压、电流等。
通过传感器采集到的数据,可以实现对电站运行状态的实时监测和分析。
2.数据采集系统:数据采集系统用于将传感器采集到的数据传输至数据处理系统。
数据采集系统通常由数据采集器和数据传输设备组成,数据采集器用于采集传感器数据,数据传输设备用于将采集到的数据传输至数据处理系统。
3.数据传输通道:数据传输通道包括有线通信和无线通信两种方式,用于实现数据的远程传输。
有线通信主要通过光纤和网线进行数据传输,无线通信主要通过无线网络和卫星通信进行数据传输。
4.数据处理与存储系统:数据处理与存储系统用于接收并处理传感器采集到的数据,同时对数据进行存储和备份。
数据处理与存储系统可以实现数据的实时分析、报警和故障诊断,提高电站的运行效率和可靠性。
5.监控中心:监控中心是光伏电站监控系统的核心部分,用于对电站进行远程监控和管理。
监控中心通常配备有监控软件和显示设备,可以实现对电站的实时监测、参数调节、报警处理等功能。
二、光伏电站监控系统布局1.电站内部监控:电站内部监控主要包括对光伏组件、逆变器、变压器等设备的监测。
太阳能光伏电站光伏监控系统设计方案监控系统是电力系统不可缺少的组成部分,是电力系统自动化的基础。
监控系统为电力系统的安全生产和经济调度服务,为电力工业管理的现代化服务。
按设备使用方向的不同分为:光伏监控系统、电力监控系统。
第一节光伏监控系统设计光伏监控系统是针对电厂内参与生产的前端设备工作状况的监控,实时监测电站内的智能设备的状态参数及运行情况,智能控制、维护相关设备,并能通过声音等方式发出报警信息,及时告知维护管理责任人。
根据设备功能的不同,主要分为以下几种:1)组件数据的监控2)逆变器数据的监控3)环境数据的监控4)监控管理计算机1组件数据的监控主要对于电厂内的太阳能电池组件的工作状态、性能的监控。
一般设计为在组件汇流箱内安装相应路数的直流电流测控模块实现,通过对每路接入的组件单元电流数据实时监测,根据模块地址和现场的相对应编号,就能判断出没有正常运行的具体位置组件单元。
2逆变器数据的监控主要对于电厂内的逆变器设备的工作状态、运行参数、故障报警、设备参数等的监测,包括:接入端的直流电压、直流电流,有功功率、无功功率、效率、日发电量、总发电量、运行状态、设备温度,输出端的交流电压、交流电流等数据;对设备的远程系统参数的修改、设备的启停的控制。
通常设计为通过设备本身所提供的通讯接口接入整个监控系统。
3环境数据的监控主要对于电厂内的环境监测仪的工作状态、数据参数的监测,包括:辐照强度、环境温度、风速、风向等数据。
通常设计为通过设备本身所提供的通讯接口接入整个监控系统。
4监控管理计算机监控管理计算机是整个系统的核心,一般设计使用专用监控软件通过解析各设备地址及内部寄存器地址读取各项数据,再由监控软件组态为直观图形、数字并备注注释实时、集中显示在监控显示器上,供操作人员快捷、有效的管理及操作;还可根据需要设计其他辅助功能,比如趋势图、报表等。
第二节全站电力监控系统设计电力监控系统的开发目标是建立一个安全可靠,能提供各种高级服务,并有为应用程序的执行和实施提供较强功能的开放式平台的系统,成为一个符合电力系统现代化管理要求的,分布式,开放式,模块化,可扩充的综合管理系统。
光伏电站电力监控系统安全防护方案光伏电站是采用太阳能发电的一种设施,其通过太阳能电池板将太阳能转换成电能,然后再通过电力传输线路向市电系统供应电力。
由于光伏电站的能源转换方式比较特殊,因此其电力监控系统的管理和安全防护方案也需要有相应的要求。
一、电力监控系统概述光伏电站电力监控系统是采用计算机技术、网络通信技术等技术手段对光伏电站发电状态等信息进行实时监控、计算、分析和处理的系统。
其主要功能有:1. 实时监测光伏发电电场各电路的直流、交流电压、电流、功率等参数,为设备控制和运行优化提供实时数据支持;2. 对光伏电站的整个发电系统进行实时监控,管理和控制光伏电站的运行状态;3. 实现光伏电站的远程监控、远程操作、远程管理。
二、电力监控系统安全防护方案随着科技的不断发展,网络安全问题也日趋凸显。
在光伏电站电力监控系统中,如果没有良好的安全防护方案,可能存在以下问题:1. 网络攻击: 如黑客攻击、病毒攻击、恶意软件攻击等,可能会导致光伏电站系统的数据泄露,安全性受到威胁。
2. 调试和操作疏忽: 由于不当操作或者是维护时的疏忽,可能导致电力监控模块受到操作疏忽因素的影响,出现故障等安全隐患。
3. 自然灾害: 如雷电、火灾等因素可能会给电力监控系统带来安全隐患。
针对以上问题,以下是我们建议的电力监控系统安全防护方案:1. 建立完善的网络安全体系:包括防火墙、杀毒软件、加密技术、消防设施等,通过定期的漏洞扫描、鉴别攻击行为和管理网络拓扑结构等技术手段加强网络安全。
2. 建立电力监控调试和维护管理规程:制定电力监控的设备责任、维修措施和操作规范等,对电力监控模块进行科学的调试和维护管理。
3. 建立自然灾害防护体系:采取防雷接地措施、技术隔离、医疗救援等措施来应对自然因素对电力监控系统的安全影响。
四、总结光伏电站电力监控系统是整个光伏电站的重要组成部分,安全防护方案必须得到高度重视。
在光伏电站电力监控系统的实际应用中,需要通过严密的网络安全措施、规范的操作管理和完善的自然灾害防护体系等多方面策略来确保系统安全、稳定、可靠地运行,为全社会提供高品质的电力服务。
光伏电站的跟踪监控和运行数据分析与评估光伏电站是利用光能转换为电能的设施,随着环保意识的增强和技术的发展,光伏电站在全球范围内得到了广泛的应用。
光伏电站的跟踪监控和运行数据分析与评估是确保光伏电站高效稳定运行的重要保障措施。
本文将结合实际案例,从跟踪监控和运行数据分析两个方面进行探讨。
一、光伏电站的跟踪监控1.系统监控:通过系统监控软件,对光伏电站的发电情况、设备运行状态、光伏板温度、充放电情况等进行实时监控。
系统监控可以及时发现设备故障和问题,并进行相应的处理,保障光伏电站的正常运行。
2.定期巡检:工作人员定期对光伏电站进行巡检,检查设备的接线情况、组件表面的清洁程度、支架的稳固性等,及时发现并解决问题,确保设备正常运行。
3.数据记录:对光伏电站的各项数据进行记录并进行分析,包括日发电量、逆变器效率、光伏板的损耗情况等。
通过数据的比对和分析,可以发现问题的根源,做出相应的调整和改进。
1.日发电量分析:通过每日的发电量数据分析,可以了解光伏电站的发电情况是否正常,是否出现异常波动或下降。
如果发现问题,需要及时查找原因并进行处理,以确保光伏电站的高效运行。
2.效率评估:定期对逆变器的效率进行评估,通过比对逆变器的设计值和实际值,可以了解系统运行是否稳定。
如果效率下降或出现异常,需要及时检修和更换设备,以提高光伏电站的发电效率。
3.温度监测:光伏板的温度对光伏电站的发电效率有着重要影响,过高或过低的温度都会影响发电效率。
通过温度监测和分析,可以及时调整散热系统和保温系统,确保光伏电站的正常运行。
4.损耗评估:定期对光伏板的损耗情况进行评估,包括光伏板的老化程度、污垢程度等。
通过损耗评估,可以及时更换老化的光伏板,清洗污垢,以提高光伏电站的发电效率和寿命。
总之,光伏电站的跟踪监控和运行数据分析与评估是确保光伏电站高效稳定运行的重要措施。
只有及时发现问题、分析问题并采取相应的措施,才能保障光伏电站的长期稳定运行,为环境保护和可持续发展做出贡献。
光伏电厂监控方案1. 背景介绍光伏电厂作为一种清洁能源发电方式,得到了广泛的应用和发展。
为了保证光伏电厂的安全运行和高效发电,监控系统成为了必不可少的一部分。
本文将介绍一种光伏电厂监控方案,旨在实时监测光伏电厂的运行状态和性能,以便及时发现并解决问题,提高光伏电厂的发电效率。
2. 监控系统架构光伏电厂监控系统主要包括以下几个组成部分:2.1 数据采集监控系统通过传感器和仪表对光伏电厂的运行数据进行采集,包括发电量、电压、电流、温度等参数。
采集的数据需要经过模数转换(MCP)芯片进行数字化处理,并通过通信接口传输给监控系统。
2.2 监控平台监控平台是光伏电厂监控系统的核心,负责接收、存储和分析监控数据。
监控平台通过网络与数据采集设备进行通信,并将采集到的数据存储到数据库中。
用户可以通过监控平台进行实时监控、查询历史数据、生成报表等操作。
2.3 云平台为了方便用户远程监控和管理光伏电厂,监控平台可以将采集到的数据上传到云平台。
云平台提供了更强大的计算和存储能力,可以实现多个光伏电厂的集中管理和监控。
3. 功能概述光伏电厂监控系统主要具备以下功能:3.1 实时监控监控系统能够实时监测光伏电厂的运行状态,包括发电量、电压、电流、温度等参数。
通过监控界面,用户可以随时查看光伏电厂的实时数据,并及时发现问题。
3.2 历史数据查询监控系统可以存储光伏电厂采集到的历史数据,用户可以通过监控平台对历史数据进行查询和分析。
可以根据时间段、设备、参数等条件进行数据查询,以便更好地了解光伏电厂的运行情况。
3.3 报警功能监控系统会根据预设的报警规则对光伏电厂的运行状态进行监测,一旦发现异常情况,会通过短信、邮件等方式进行报警通知。
用户可以根据需求设置报警规则,以及接收报警的方式。
3.4 故障诊断当光伏电厂发生故障时,监控系统能够进行故障诊断,并提供相应的解决方案。
监控系统通过分析采集到的数据,识别故障类型,帮助用户快速定位问题并采取相应的措施。
*****电站新能源场站电力监控系统安全防护总体方案*****电站新能源场站2017年09月16目录*****电站新能源场站电力监控系统 (1)安全防护总体方案 (1)1。
概述 (14)2。
适用范围 (15)3.方案依据 (15)4。
总体目标 (16)5.防护原则 (16)5。
1安全分区 (16)5.2网络专用 (16)5.3横向隔离 (17)5.4纵向认证 (17)5。
5综合防护 (17)6.电力监控系统基本情况介绍 (18)6.1监控系统 (18)6。
2 系统性能指标 (19)6。
2。
2 设备技术要求 (19)6。
4。
5系统功能要求 (25)7。
总体安全防护措施 (32)7。
1安全区划分 (32)7。
1.1控制区(安全区I) (33)7。
1.2非控制区(安全区II) (36)7。
1。
3管理信息大区 (36)7。
2安全区边界防护 (37)7。
2。
1生产控制大区和管理信息大区边界安全防护 (37)7。
2。
2安全区I与安全区II边界安全防护 (37)7.2.3系统间安全防护 (37)7.2。
4纵向边界防护 (37)7。
2。
5横向隔离 (38)7。
2。
6管理信息大区与外部网络之间边界防护 (38)7。
2。
7第三方边界安全防护 (38)8。
技术防护措施 (39)8.1入侵检测 (39)8.2主机设备加固 (39)8.3安全审计 (40)8。
4专用安全产品的管理 (40)8。
5备用与容灾 (41)8。
6恶意代码防范 (41)8。
7设备选型及漏洞整改 (42)9.管理安全措施 (42)9。
1安全管理制度 (43)9。
2安全管理机构 (43)9。
3人员安全管理 (44)9.4系统建设管理 (45)9。
5系统运维管理 (45)10.应急保障措施 (47)10。
1应急指挥机构 (47)10。
2安全应急预案 (47)10。
3应急响应与处置 (48)10。
4应急培训与演练 (49)附件目录 (50)附件一:*****电站系统网络拓扑结构图 (50)附件二:*****电站系统资产清单 (50)附件三:*****电站系统安全产品清单 (50)附件四:*****电站系统安全产品资质证明 (50)附件五:《保密协议》 (50)附件六:《外来人员访问管理规定》 (50)附件七:《信息安全培训管理规范》 (50)附件八:《*****电站新能源场站机房管理规定》 (50)附件九:《*****电站新能源场站设备及系统安全维护管理规范》 (50)附件十:《*****电站新能源场站存储介质管理规范》 (51)附件十一:《*****电站新能源场站恶意代码防护管理规范》 (51)附件十二:《*****电站新能源场站数据及系统备份管理规范》 (51)附件十三:《*****电站新能源场站系统用户及密码安全管理规范》 (51)附件十四:《*****电站新能源场站电力监控系统信息安全应急预案》 (51)附件四: (59)*****电站系统安全产品资质证明 (59)第一章总则 (66)第二章出入管理 (67)第三章工作管理 (68)第三章环境卫生 (69)第四章附则 (70)信息安全培训管理规定 (76)二〇一七年九月二十一日 (77)目录 (78)一章总则 (79)第二章值班管理 (79)第三章机房环境卫生 (80)第四章机房出入与门禁管理 (81)第五章机房设备管理 (82)第六章开发安装调试管理 (82)第七章附则 (83)附件九: (89)*****电站新能源场站设备及系统安全维护管理规范 (89)第一章职责分工 (90)第二章值班与巡视 (91)第三章事件处置与报告 (92)第四章预警与应急 (95)第五章日常运维 (96)第六章安全检查与重大活动保障 (97)第七章运行评价 (98)第八章附则 (98)1。
光伏电站智能运维管理系统的设计与实施随着可再生能源的快速发展和电力市场的改革,光伏电站作为一种清洁、可持续的能源发电方式,在全球范围内得到了广泛应用。
然而,光伏电站的运维管理面临着一系列的挑战,例如区域分布广泛、设备众多、远程监控与调度难度大等问题。
为了提高光伏电站的运维效率和可靠性,光伏电站智能运维管理系统的设计与实施变得至关重要。
光伏电站智能运维管理系统是一种基于互联网、物联网和大数据技术的综合管理系统。
它通过数据采集、传输和分析实现对光伏电站运行状态的实时监测与分析,进而提供相应的运维管理决策支持。
下面我将从系统架构设计、功能实现和实施流程三个方面介绍光伏电站智能运维管理系统的设计与实施。
首先,光伏电站智能运维管理系统的设计应该是一个分层、分布式的架构。
在系统架构层面上,可以将系统分为数据采集层、数据传输层、数据存储层和应用层。
数据采集层负责对光伏电站关键设备的运行数据进行采集,包括温度、辐照强度、电压电流等参数。
数据传输层负责将采集到的数据传输至数据存储层,并确保数据的安全性和完整性。
数据存储层承担着对采集数据的存储和管理工作,可以使用云计算或者大数据平台实现对数据的存储和分析。
应用层则是系统的核心部分,负责根据运维需求进行数据处理、分析和可视化展示。
其次,光伏电站智能运维管理系统应该实现一系列的功能模块。
首先是实时监测功能,通过对光伏电站设备运行数据的实时采集与分析,可以实时监测光伏电站的运行状态,包括设备故障、异常告警等。
这有助于运维人员及时发现和处理问题,提高光伏电站的可靠性和运维效率。
其次是故障诊断与预测功能,运用机器学习和数据分析算法,可以对设备异常进行诊断和判断,预测故障发生的概率以及提供相应的维修建议。
此外,光伏电站智能运维管理系统还可以实现远程调度功能,通过远程监控和无人值守技术,实现对电站的远程遥控和操作。
最后,系统还应提供数据统计和分析功能,通过对历史数据的统计和分析,挖掘潜在问题,为光伏电站的长期运维管理提供参考依据。
大型及分布式光伏电站视频监控系统典型配置方案目录(一)大型光伏电站视频监控系统 (1)一、概述 (1)1.1项目概述 (1)1.2设计依据 (1)1.3设计原则 (2)二、系统概述 (3)2.1概述 (3)2.2建设原则 (3)2.3功能概述 (4)三、供货范围 (5)3.1供货范围 (5)3.2视频监控点分布 (6)1)监控点分布 (6)2)摄像机选型 (7)3)监控点部署 (8)四系统技术方案 (9)4.1系统结构 (9)4.2系统组成及功能 (10)4.2.1 前端监控点 (10)4.2.2 传输通信网 (10)4.2.3 监控中心 (11)4.3设备功能及技术参数 (11)4.3.1设备功能 (11)4.3.2设备技术参数 (15)4.4配套工程 (20)4.4.1 供电电源及接地 (20)4.4.2 防雷要求 (20)4.4.3 工作环境条件 (21)4.4.4 存储环境条件 (21)(二)分布式光伏电站视频监控系统 (22)一、概述 (22)1.1 总述 (22)1.2 视频监视范围 (22)二、供货范围 (22)三、系统功能 (25)四设备性能参数 (27)(三)视频选型原则 (33)(一)大型光伏电站视频监控系统一、概述1.1项目概述根据“无人值班,少人值守”的需要,为了提高对XX太阳能光伏电站工程现场监控的能力,最大程度的掌握现场的实时情况,保障安全生产和规范化管理,在重点区域建设公共安全视频监控系统。
视频监控系统主要考虑对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候的图像监视,以满足电力系统安全生产所需的监视设备关键部位的要求,同时,该系统可实现光伏电站安全警卫的要求。
环境条件:XX地区。
1.2设计依据设计按国家和地方相关规范与标准,详细如下:1.3设计原则系统总的设计方针是“连续、实用、可靠、先进、标准、开放”。
为贯彻和落实这一方针,在进行系统设计时要充分遵循综合比较、统筹兼顾的原则,质量第一、可靠性第一的原则和标准化、规范化、局部视频监控系统服从视频监控中心平台的原则,同时还要做到因地制宜、经济实用,在系统设计阶段就应处理好本系统的先进性和实用性之间的关系、系统建设和系统管理之间的关系,以确保本系统能完全达到预期的建设目标。
光伏电站运维与监控系统设计随着清洁能源的快速发展和应用,光伏电站已成为一种重要的发电方式。
在光伏发电过程中,电站的稳定运行和高效运维至关重要。
为了实现这一目标,光伏电站运维与监控系统的设计显得非常重要。
一、光伏电站运维系统设计1. 数据采集与分析光伏电站的运维首先需要对电站内各个组件和设备进行全面的数据采集与分析。
这些数据包括光伏组件功率输出、逆变器工作状态、天气状况等等。
通过对这些数据进行分析,可以及时发现并解决电站运行中的故障和问题。
2. 故障诊断与预警运维系统应具备诊断光伏电站故障和问题的能力。
通过对采集的数据进行分析,可以及时识别可能出现的故障,并提前进行预警。
例如,当某个光伏组件出现故障时,系统可以发出警报,并标识出具体的故障位置,以便维护人员能够快速响应并修复故障。
3. 维护计划和工单管理运维系统还应具备生成维护计划和工单的功能。
维护计划可以根据设备的实际状态和运行时间生成,并提醒维护人员进行相应的维护工作。
工单管理则可以有效跟踪和记录维护过程,包括工单的分配、执行、完成和评估等。
4. 在线监控和遥控功能运维系统应支持光伏电站的在线监控和远程控制。
通过网络连接,可以实时监测电站的运行状态、功率输出情况等,并对电站进行调整和控制。
例如,在天气预警或电网故障情况下,可以远程调节电站的运行模式,确保电站的安全和稳定运行。
5. 数据管理与报表分析运维系统还应具备数据管理和报表分析的功能。
系统应能够对电站的运行数据进行存储和管理,并生成可视化的报表和图表,以便运营人员和管理人员能够根据这些数据进行分析和决策。
报表和图表应提供多种展示形式,方便用户选择和比较。
二、光伏电站监控系统设计1. 实时监控和画面展示光伏电站监控系统应具备实时监控和画面展示的功能。
通过监控系统,可以实时监测电站内各个组件和设备的工作状态、电流、电压等参数,并将监控画面直观地展示在监控中心的显示屏上。
监控系统还可以提供历史数据查询功能,方便用户了解电站的运行情况。
1 / 11 光伏电站监控系统实施方案分析 2 / 11 ———————————————————————————————— 作者: ———————————————————————————————— 日期: 个人收集整理,勿做商业用途 3 / 11 光伏电站监控系统分析 摘 要:综合论述了目前国内具有实际工程意义的大型光伏电站及分布式光伏系统的几种监控系统方案。光伏监控系统采用的通讯手段主要包括:有线方式:工业RS485总线、PROFIBUS总线、工业以太网、CAN总线、Modern电话线;无线方式:ZIGBEE、GPRS、WIFI、BLUETEETH、IRDA红外。文中对各种通讯方式的构成、特点及应用作了简要阐述及对比。 引言 太阳能光伏发电项目随中国政府持续出台的支持光伏产业发展的政策不断增多[1],截至2012 年底,我国累计建设容量7.97 GW,其中大型光伏电站4.19 GW,分布式光伏系统3.78 GW [2]。国家能源局发布的《太阳能发电发展“十二五”规划》称,到2015 年底,太阳能发电装机容量达到2100万kW(即21 GW)以上,年发电量达到250 亿kWh。随着大型光伏电站及分布式光伏系统的建设和投运,业主及电网公司对设备的实时监控提出了更高的要求。 光伏监控系统需实现的功能有:1)汇流箱、逆变器、电池板、蓄电池组及其控制器(带储能功能的光伏系统)、环境温度等底层设备实时数据及状态的采集;2)底层设备故障报警;3)重要数据的历史存储;4)远方及本地对电站设备的必要操控。即集遥测、遥控、遥信、遥调功能为一体,且需具备高可靠性,全年不间断工作。目前具有实际工程意义的监控系统从物理实现方式上可分为有线及无线两种。有线方式主要包括:工业RS485总线、PROFIBUS现场总线、CAN总线、Modem电话线、工业以太网;无线方式主要包括:ZIGBEE、GPRS、WIFI、BLUETEETH、IRDA红外。需根据实际工程要求及各种通讯方式的特点选择适合的监控方案。 1 基于现场总线的光伏监控系统 1.1 兆瓦级及以上并网光伏电站监控系统
兆瓦级及以上光伏电站占地面积广、设备数量及种类庞大、建设集中。目前最为广泛采用的是有线监控方式。整体架构包括:本地数据采集、数据传输、数据存储与处理三部分,如图1所示。 个人收集整理,勿做商业用途
4 / 11 本地数据采集 通过数据采集器与底层设备相连接,采集设备的实时数据,如汇流箱电流、逆变器功率和发电量、环境监测仪温度和风向、安防装置视频数据、保护装置(高压开关状态、直流接地状态)、计量装置(电量/电压/电能质量等计量仪器数据)。物理层广泛采用造价低廉的工业RS485总线,MODBUS协议作为总线协议。 1.1.2数据传输 本地数据采集器与监控中心通讯网络间相距较远,一般为几千米至几十千米,采用工业以太网(TCP/IP),光纤连接。基于TCP/IP的以太网是标准开放式网络,光纤组网可采用星形拓扑结构或环网拓扑结构。 星形拓扑结构属于集中控制型网络,整个网络由中心节点执行集中式通讯控制管理,各分节点均直接与中心节点连接,中心节点与分节点之间直接进行数据交互;若某节点线缆出现故障,数据无法传输;总布线距离长。如图2所示,环网拓扑结构可利用它的自愈性能,将线路切换至备用线路上,从而保证信号的实时畅通,实现高可靠性、多备份和信号迅速恢复的要求。且环网的线缆利用率高,线材的成本会大大降低。
数据存储与处理 通过电站监控中心的上位机监控软件对数据进行存储及处理。上位机监控软件目前有两种实现方式:1)基于VC、C++、VB或DELHI等高级语言作为管理软件开发平台开发的上位机软件,开发难度高、工作量庞大、开发周期长、开发完成无需后续资金投入;2)组态软件,基于C/S(Client/Server)客户机/服务器模式(如组态王、三维力控)或基于B/S结构(Browser/Server)浏览器/服务器模式(如研华科技)的组态软件,支持多种通讯协议,无需底层程序开发,只需进行画面、通讯点设置等二次开发后可直接使用,开发周期短、难度低、可靠性高,但需按每个工程通讯点的数量收费购买。 由于兆瓦级及以上并网光伏电站需由当地电网公司进行统一调度,因此,监控中心上位机还需按电网公司电力规约要求(如电力102、103、104规约等),将电站数据上传,并下发电网公司操作指令。“金太阳示范工程”需将数据上传至金太阳中心和住建部。 1.2 带有储能装置的光伏监控系统 个人收集整理,勿做商业用途 5 / 11 CAN总线采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据,废除了站地址编码,代之以对通信数据进行编码,使不同节点同时接收相同的数据,使数据通信的实时性增强,易构成冗余结构,提高了系统的可靠性和灵活性。通信距离最远可达10 km(速率低于5 kbps),速率可达1 Mbps(通信距离小于40 m)。带有大容量储能装置的光伏系统,由于充电电流大,充电过程中充电控制器投入/切出充电频繁,对蓄电池冲击较大,易损坏蓄电池。因此,在对实时性、可靠性和扩展灵活性均有较高要求的光伏储能系统,更适合用CAN总线构建系统[3],如图3所示。
CAN总线构建系统 CAN该系统由上位机PC、管理模块、n个充电模块组成。管理模块集显示、输入、数据存储、采样、通信为一体,与PC机通过RS232相连接,操作人员可通过PC机的上位机操作界面输入命令对系统进行操作。充电模块作为终端设备,包括电压及充电电流的采样单元,以及产生控制充电的PWM波形。充电模块根据管理模块的指令产生PWM波形,并将自身的充电状态通过CAN总线上报管理模块。其中由管理模块下发给充电模块的调整PWM占空比命令,在未达到充满电时,由管理模块每1 s(或秒级)发送一次;当接近充满电时,每10 ms(或毫秒级)调整一个充电模块的充电PWM占空比[5]。 1.3 PROFIBUS、CAN、工业以太网的比较 PROFIBUS总线速度较快、组态配置灵活、可实现总线供电,可适应不同应用对象和通讯速率要求,开放性好。接通或断开时不会影响其他站点工作,因此维修性好。PROFIBUS现场总线由于在网络增删节点时需重构逻辑环,参数不易设定,在对于光伏电站或分布式光伏系统这种后期随时可能扩展容量的应用上受到限制[4]。 CAN总线数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。多主方式工作,节点分成不同优先级,报文采用短帧结构出错率低,节点在错误严重情况下可自动关闭[4]。但不能与Internet互联,不能实现远程信息的共享,不易与上位机直接接口,通信距离与传输速率无法与工业以太网相比[5]。 工业以太网基于TCP/IP协议,为标准开放网络,兼容性和互操作性好,资源共享能力强,数据传输距离远,传输速率高,易与Internet互联,成本低,易组网,与计算机、服务器的接口十分方便,技术支持广泛。但以太网实时性相对较差,存在安全可靠性问题。超时重发机制,使单点故障可以造成整个网络瘫痪。个人收集整理,勿做商业用途 6 / 11 抗干扰能力不强,无法实现总线供电。表1为ROFIBUS现场总线、CAN现场总线及工业以太网网络协议规范的比较[6][7]。
PROFIBUS总线传输速率快,开放性好,能适应不同应用对象,其基于工业以太网通信的解决方案——Profinet实现了办公室自动化和工业自动化的连接。CAN总线通信网络连接简单,实时性与准确性高,开发相对简单,增删节点灵活,但与工业以太网互联需通过特定网关。工业以太网应用于信息需求量大、对实时性要求不高的上层企业管理网络和中间的过程监控网络。 2 基于无线通讯技术的光伏监控系统 2.1 基于ZIGBEE无线通讯技术的监控系统 ZIGBEE技术有以下特点:1)无线化,专为工业领域开发的无线通讯技术;2)成本低,ZIGBEE协议免收专利费,通讯不收取任何费用;3)低功耗,2节5号干电池可支持1个ZIGBEE终端设备工作6~24个月,甚至更长;4)近距离,相邻节点间传输范围在10m~3km,增加发射功率和基站,距离可无限扩展;5)高容量支持星型、树型、网型网络等多种网络拓扑结构,1个主节点可支持254个子节点,最多组成65 000个节点的网络;6)高安全,三级安全模式:无安全设定、使用访问控制清单及采用高级加密标准的对称密码;7)免执照频段,工业科学医疗(ISM)频段,915 MHz(美国),868 MHz(欧洲),2.4 GHz(全球);8)设个人收集整理,勿做商业用途 7 / 11 备配置操作简单、易懂、集成化程度高、技术成熟、安装方便[9]。图4为一种基于ZIGBEE技术的光伏监控系统。
Zigbee 该系统由分散于ZIGBEE通讯区域的若干终端ZIGBEE设备组建的网状通讯结构,每个终端设备通过RS485总线连接1台光伏逆变器及汇流箱,ZIGBEE中心节点位于监控站,收集ZIGBEE通讯区域内所有终端设备采集的数据,并通过RS485或RS232与监控站内上位机进行数据交互。 2.2 基于GPRS无线通讯技术的监控系统 当监控中心与中心节点距离较远时,终端数据通过ZIGBEE无线网传输到中心节点后,可再通过GPRS(General Packet Radio Service)网络传输到监控中心,如图5所示。 GPRS是移动通信技术和数据通信技术二者的结合体,具有如下几个特点:1)永久在线,无需为每次数据的访问建立呼叫连接;2)按流量计费,按数据流量而非时间计费;3)高速传输,10倍于GSM,可达171.2 kbps,可稳定传送大容量音频与视频文件;4)接入时间短,1~3 s即可激活,登陆互联网;5)覆盖面广,GPRS信号已基本覆盖所有GSM网络,包括很多偏远地区;6)组网方便、迅速、灵活,GPRS可通过Internet网络随时随地构建覆盖全中国的虚拟移动数据通信专用网络[10]。