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  • 微電網光伏發電監控系統應用案例


    一、系統概述



    隨著規模性的太陽能電站在中國開始陸續建設并投入運行,如何實時了解電站的運行狀況,如何滿足上一級系統或電網調度系統的監控需求,是電站業主和電網公司所共同關心的問題。而現有光伏電站監控系統主要從本廠逆變器出發,對電站運行的一些參數進行監測,同時獲取電站中其它設備的信息并對其進行控制,來滿足電網調度系統對電站的實時監控要求。

    為了解決監測設備分散獨立、無法進行遠程集中監控和診斷的問題,本系統在不進行二次開發的情況下,實現所有光伏電站在線監測設備的動態擴展接入,進行設備的統一管理,實現設備運行數據統一采集、查看和分析,提供綜合全面的運行狀態監測、運行故障分析與告警通知、數據查詢統計與分析、設備運行管理。

    設備數據接入后進行分級存儲,分類匯總統計,利用監測數據和事件信息,可以實現電站設備的集中遠程監控,也可以為故障診斷提供技術手段和數據支持,同時為電站管理提供各類報表和全面的統計數據。監測數據按數據類型和應用特性分類存儲,實現不同層面和不同人員關注不同的信息,同時各級數據可自上而下進行追溯。




    二、項目目標



    建設光伏電站監控設備的統一管理平臺。實現電站設備的統一運行監控,數據的集中管理,為運行人員、檢修人員、管理人員提供全面、便捷、差異化的數據和服務;建立電站設備的承載平臺,為電站設備的規劃、新設備的接入提供載體;建立統一的數據庫,為監控平臺和其它各種專業監控系統提供數據服務。

    整合各類監測數據,實現對不同人員的差異化服務。對運行人員、檢修人員、管理人員、領導等不同級別的用戶提供不同的用戶界面、展現方式、數據信息等。在不同用戶登錄系統后,即可看到各自關注的內容,提供差異化服務,為運行人員提供設備狀態信息、告警信息、實時數據等數據應用服務,為管理人員提供各類監測數據的統計分析、變化趨勢、狀態信息等應用服務,為檢修人員提供設備告警及故障信息等應用服務。

    數據上傳。針對國網公司地方調度,以及鑒衡認證中心、北京市節能環保中心等職能機構,按照規定的協議進行數據傳輸,從而實現光伏電站完整、統一的本地和遠程運行監控和數據的集中管理,方便電站業主和電網公司的管理。




    三、系統架構



    系統網絡架構如下圖所示:






    系統劃分為四個層次,包括:站控層、網絡層、調度層、信息層。

    站控層,設備是由監控主機(配監控組態軟件ForceControl)、采集網關pFieldComm等組成;功能包括:提供子站所有設備的接入、監控和管理、視頻監控,以及將數據上傳到調度層。

     網絡層,網絡層設備由現場網絡交換設備、網絡線路等構成;功能包括:提供全站運行和監控設備的互聯與通信。

    調度層,設備包括:實時歷史服務器(配實時歷史數據庫pSpace)、Web服務器、打印機等組成;功能包括:實現對分散的光伏電站子系統的海量數據的采集、歷史數據存儲、WEB發布等。

    信息層,設備是由WEB客戶端、手機客戶端、遠程訪問服務器、安全網關(pSafetyLink)等組成;功能包括:使用者可以對自己關心的數據進行遠程訪問和管理,并且能保證調度層系統的安全性。




    四、應用功能



    1、 數據采集與控制

           1)逆變器監控,采集的基礎數據包括:當前總功率、發電量、二氧化碳減排量、直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、電流、逆變器機內溫度等。




    2) 匯流箱監控,采集的基礎數據包括:光伏陣列每路電流或每個光伏陣列電流。報警數據涵蓋設備可提供的所有報警數據。

    3) 光伏陣列監控,采集的基礎數據包括:高度角、方位角、運行狀態、報警數據。




         4)氣象監測儀監控,采集的基礎數據包括:環境溫度 、光照強度、風速、風向等。



    2、 統一的設備維護管理

    力控軟件平臺提供設備使用狀況監控功能,顯示逆變器等設備的運轉情況、電流和電壓、設備的故障信息,提供自動報警功能,并對重要儀表進行統一管理,提示維修人員及時更換備件、及時維護,延長儀表的使用壽命。




    3、 數據存儲與展現

    調度中心負責實時采集重要參量并進行定期存儲,操作人員可以查詢歷史數據,并且以報表和曲線、棒圖等形式進行展示并打印輸出,為技術人員分析系統運行狀況提供科學的數據依據。

    4、 系統報警與告警通知

    當系統任何節點、任何模塊出現故障或異常,在處理系統實時或歷史數據過程中發現異常、故障時,系統自動進行提示報警,包含預設的語音報警、報警簡報窗口顯示、報警總表顯示、報警即時打印、報警畫面、圖元變色等。

    系統產生的報警信息,包括:告警時間、站點信息、告警類別、告警描述等。同時可以按時間、地域信息、報警類別、描述等做復雜的關鍵字組合查詢和復雜的統計分析。

    告警通知向使用者提供故障設備的告警以及設備在故障前的預警功能,告警方式包括:

    A、監控界面集中告警

    B、手機短信告警

    C、E-mail電子郵件報警

    5、 視頻監控

    視頻監控功能能夠展示實時的視頻內容,從而實現“遙視”。視頻監控可以單獨使用,即選擇某個視頻設備后,展示選定視頻設備傳輸過來的視頻影像;同時,視頻監控可以實現視頻拍攝方向的調整、視頻的放大、縮小。

    6、 分析診斷

    分析診斷功能向使用者提供設備的故障分析功能,具體包括比對分析、專家分析。比對分析是通過多個設備運行數據的比較來發現問題,比如將兩臺逆變器的日發電量進行對比發現,如果有一臺逆變器的發電量總是比另外一臺低,那么我們就可以認為發電量低的這一臺逆變器效率低下或疑似故障,借此也可以用來判斷逆變器的好壞。

    7、 統計報表

    系統可以為管理人員提供豐富的統計報表,并根據業務需要,系統可以自動按照日、月、季、年等方式提供不同粒度的數據分析;所有報表均可以導出為使用者非常習慣使用的EXCEL 或是通過連接的打印機進行打印輸出。

    8、 數據的在線統計

    能夠對發電站運行的各種常規參數進行統計計算,包括按照日、月、年或任意時段,計算最大、最小值及其出現時間、平均值、越限次數、越限時間、越限率、合格率等。

    9、 Web發布

    通過力控軟件提供的Web功能,可以使用戶從IE瀏覽器上訪問工程畫面,瀏覽的效果與在力控軟件運行系統中看到的工程畫面完全相同,包含全部動態數據和動畫,方便系統的遠程管理。

    10、 數據的轉發

    力控軟件提供了用戶側光伏電站在線監測系統認證技術規范V7.0、《可再生能源建筑應用示范項目數據監測系統技術導則》等轉發協議,可以將數據傳到住建部以及金太陽中心。






    五、項目總結



    基于力控軟件平臺搭建的光伏發電監控系統,可實現監測數據,實現信息共享、交換、傳輸等功能,滿足用戶中心對數據的要求。


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