分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)

分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)【摘要】本文論述了分布式光伏集中監(jiān)控系統(tǒng)的配置和功能?！娟P(guān)鍵詞】分布式光伏;監(jiān)控系統(tǒng)隨著新能源在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的大規(guī)模開(kāi)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(duì)分布式光伏發(fā)電站實(shí)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(yùn)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(wèn)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(jìn)適度超前、經(jīng)濟(jì)合理、符合國(guó)情的原則，滿足電力系統(tǒng)自動(dòng)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(duì)提高分布式光伏發(fā)電站的運(yùn)行管理效率，提升生產(chǎn)運(yùn)行管理水平，降低生產(chǎn)運(yùn)行和設(shè)備維護(hù)成本有著重大的意義。1系統(tǒng)構(gòu)成分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)采用開(kāi)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。站控層為整個(gè)光伏電站設(shè)備監(jiān)視、測(cè)量、控制、管理的中心，由監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)兼操作員站和各種功能站構(gòu)成，間隔層由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的若干監(jiān)控子系統(tǒng)組成，在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨(dú)立完成間隔設(shè)備的就地監(jiān)控功能。1.1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(kāi)放式的設(shè)計(jì)和高性能的計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)，運(yùn)行人員通過(guò)站控層實(shí)現(xiàn)對(duì)接入各個(gè)光伏發(fā)電單元的集中狀態(tài)監(jiān)視和控制、保護(hù)信息記錄與分析等功能，并對(duì)異常情況及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。站控層由系統(tǒng)服務(wù)器、后臺(tái)應(yīng)用軟件系統(tǒng)、打印機(jī)、對(duì)時(shí)設(shè)備、音響報(bào)警裝置等組成。1.2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)層主要包括網(wǎng)絡(luò)連接裝置、光/電轉(zhuǎn)換器、接口設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)連線、電纜、光纜等，用于多種繼電保護(hù)裝置及其它智能設(shè)備與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、保護(hù)信息管理裝置等通信，并采集開(kāi)關(guān)設(shè)備位置、工作狀態(tài)等信息，對(duì)開(kāi)關(guān)實(shí)施分合控制。1.3間隔層間隔層測(cè)控裝置包括控制單元、I/O單元、網(wǎng)絡(luò)部件和微機(jī)保護(hù)通訊接口單元等，并設(shè)置必要的人機(jī)接口設(shè)備，間隔層的測(cè)控裝置具有良好的電磁兼容性能，較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，低功耗，較寬的工作溫度范圍，在脫離站控層時(shí)可獨(dú)立承擔(dān)本間隔的全部監(jiān)控任務(wù)，任何一個(gè)間隔設(shè)備故障不影響其它間隔設(shè)備的正常工作。2系統(tǒng)功能分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏發(fā)電站可靠、合理、完善的控制、信號(hào)、測(cè)量、等功能，并具備遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控全部的遠(yuǎn)動(dòng)功能和時(shí)鐘同步功能，具有與調(diào)度通信中心交換信息的能力。2.1數(shù)據(jù)采集智能通訊終端負(fù)責(zé)采集設(shè)備實(shí)時(shí)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(qiáng)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(kāi)關(guān)狀態(tài)、事故跳閘信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、異常信號(hào)。2.2數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)并不斷更新來(lái)自I/O單元及通信接口的全部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);建立歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)并定期更新需要保存的歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行報(bào)表數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)有極高的安全性，所有經(jīng)采集的數(shù)據(jù)均不能修改，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)能在線維護(hù)，或離線生成數(shù)據(jù)庫(kù)。2.3控制操作控制各電氣間隔的斷路器、電動(dòng)隔離刀閘的分閘/合閘操作?？刂普{(diào)節(jié)方式按照集控中心（調(diào)度端）、站控層、間隔層、設(shè)備級(jí)的分層操作原則設(shè)計(jì)。在任何一層操作時(shí)，其它操作層均應(yīng)處于閉鎖狀態(tài)。操作方式應(yīng)實(shí)時(shí)傳至集控中心（調(diào)度端）。2.4報(bào)警處理監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報(bào)警和預(yù)告報(bào)警功能。事故報(bào)警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào);預(yù)告報(bào)警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。報(bào)警處理分類、分層進(jìn)行，便于查閱、檢索。報(bào)警輸出信息直觀、醒目，并伴有聲、光報(bào)警。2.5在線計(jì)算及制表監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)所采集的各種電氣量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行工程計(jì)算。應(yīng)對(duì)變電站運(yùn)行的常規(guī)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，對(duì)主要設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，對(duì)自動(dòng)控制方案進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算等。計(jì)算結(jié)果應(yīng)可以處理和顯示。2.6時(shí)鐘同步系統(tǒng)采用GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)時(shí)，同時(shí)具備通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通信設(shè)備接收調(diào)度時(shí)鐘同步的功能，對(duì)時(shí)誤差不大于1ms。2.7功率預(yù)測(cè)以實(shí)時(shí)功率、測(cè)光數(shù)據(jù)和云況圖等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，滾動(dòng)預(yù)測(cè)光伏電站功率、功率變化率運(yùn)行趨勢(shì)。對(duì)每個(gè)光伏陣列的實(shí)際功率曲線進(jìn)行自動(dòng)繪制，并與光伏組件廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)曲線作對(duì)比，充分挖掘光伏電站潛力，提高滿負(fù)荷率。把預(yù)測(cè)光伏電站功率以曲線的形式在曲線管理里面進(jìn)行展示。2.8系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理功能基于繼電保護(hù)等方面的基本應(yīng)用理論、運(yùn)行規(guī)則以及設(shè)備或系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況等大量信息進(jìn)行綜合分析判斷，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行操作指導(dǎo)、事故記錄檢索、在線設(shè)備管理及運(yùn)行人員培訓(xùn)、軟件開(kāi)發(fā)等功能。2.9系統(tǒng)自診斷與自恢復(fù)系統(tǒng)具有在線自診斷功能，對(duì)系統(tǒng)的軟、硬件(包括各個(gè)通信接口)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)在軟件死鎖、硬件出錯(cuò)或電源掉電時(shí)，能夠自動(dòng)保護(hù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。在故障排除后，能夠重新啟動(dòng)并自動(dòng)恢復(fù)正常的運(yùn)行。3系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景系統(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(shí)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(guò)用外網(wǎng)把將數(shù)據(jù)上傳至集團(tuán)/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(xiàng)目數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)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(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至國(guó)家可再生能源數(shù)據(jù)中心。4結(jié)論分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)行狀態(tài)，