微电网智能监控系统研究

吕元

摘 要：微电网作为分布式发电技术大规模应用的重要方向，其监控技术与控制策略是目前国内外研究的热点方向之一。文章构建了应用于微电网的智能监控系统，并分析了系统各单元的功能和技术特点。

关键词：微电网；智能监控；分布式发电

绪论

近些年来，为促进低碳经济的发展，以太阳能光伏发电、风力发电为主的绿色能源产业发展迅速，分布式发电系统日益兴起。分布式发电系统有一定的特殊性，其本身具有不同于常规电源的随机性和间歇性的特点，故其并网运行对电网的电能质量和安全稳定性必将构成一定威脅。分布式发电的原动力可控性不强，是否处于发电状态及其发电出力受限于天气状况，日出日落、天气阴晴、风大风小等因素都会直接导致分布式发电的出力产生波动性和间歇性。从电网的角度，并网运行的分布式发电系统相当于一个具有随机性的扰动源，随时可能对电网运行的可靠性造成影响。而微电网的提出与应用，为分布式发电技术的大规模应用开辟了新途径。微电网可接纳更多的分布式电源，并根据实际情况互补配置各可再生能源。作为微电网的核心技术方向之一，微电网的监控技术与控制策略，日益成为各国学者研究的热点。

1 系统构成

监控系统首先需要本地采集逆变器的关键参数，如发电量、发电时间等，并通过无线通信的方式发送到监控服务器上，用户可以通过PC，手机，平板电脑等终端设备，通过浏览器等工具实时查看电站的发电量等关键数据。终端应该提供给用户界面友好，直观，图形化的数据展示，能够提供历史数据和实时数据。同时，作为数字化远程管理系统的数据采集点，构建机构总部监测管理平台，将多个分布式发电系统统一集中监测管理。同时，后续建设的分布式发电系统可加入到该监控系统中，实现统一监控、集中管理的目标。系统的核心组成和功能包括：

1.1 GPRS远程数据采集器及硬件系统

需定制GPRS远程数据采集器及接收器、服务器，数据采集器是基于GPRS数据通信网络的终端产品，可以实现对远程逆变器，气象站，电表，汇流箱，防逆流等设备实时数据采集和监控。

1.2 分布式电站远程监控中心系统

配备远程数据采集器的分布式电站远程监控中心，可实时远程监控各分布式电站所有设备：气象站、汇流箱、逆变器、直流柜、智能开关、交流柜、电表、防逆流、变压器、升压屏、高压柜、安保系统等。实现远程设备的统一集中监控。并自动保存到在线监控平台数据库。

1.3 在线监控平台

在线监控平台，可通过Web，手机提供实时数据显示，客户端通过浏览器访问，实时显示电站各设备信息，包括Logo状态图、面板状态图、设备运行状态、输出功率波形、当天发电量波形、逆变器采集详细数据、电表采集详细数据、温度采集详细数据、PV面板温度采集详细数据、光照采集详细数据、报警信息（短信、Email报警）、现场历史图像浏览、实时视频浏览等。提供各种图表，曲线等分析和详细报告系统。

1.4 分布式电站监控客户端

分布式电站监控客户端从数据中心的光伏电站远程监控中心系统实时接收监控数据。可在会议室，展示大厅，展览会上展示光伏电站监控系统实时状态。

2 系统功能特点

该监控系统主要实现的功能极其技术特点如下：

2.1 7*24小时的分布式能源远程实时查看及集中管理

系统采用分布式控制，模块化设计，方便实现扩容以及与其他相关系统通信，遵从开放系统原则；实现基于物联网的实时数据和图表的查看对比，以及设备的远程控制，使业主能够不受时间空间限制，通过互联网7*24小时直接查看电站的运行情况。

2.2 分布式电站故障监控和报警

具备详细的事故预警功能，可大大减少意外。全面的故障过程记录，可帮助快速查找故障原因；全面的监视信息可传输到监控中心，并进行信息处理；通过电站实时数据不间断的采集和对海量数据的分析和处理，同时结合互联网技术，利用不同的互联网终端，实现分布式电站故障的监控和报警。

2.3 满足项目各类数据上传需求

通过分布式电站现场配置的计算机和通讯系统，如依照项目需求可以实时向南京金太阳数据中心和北京鉴衡CGC数据中心上传数据，多数据库以多种规约上传电站数据信息，并通过不同的数据加密手段保证数据信息安全。

2.4 提供与智能电网地调接口

可配合国家电网的要求，上述分布式电站综合管理系统将提供与国家智能电网的接口，便于当地电网调度和将来系统升级。

2.5 奠定实现分布式电站数字化运维的基础

高精度的硬件产品以及领先的软件平台支持业主不同地域，不同规模的多个电站实现远程数字化集中管理。为业主电站实现精准运维奠定基础。可插拔式追加电站运维管理系统和资产管理系统，构建电站的三级运维管理体系，实现运维成本的最低化和运维效率的最大化。

3 结束语

文章从微电网的智能监控系统出发，分析了系统的主要组成单元，及各单元技术的功能。该新型微电网智能监控系统的设计与构建，为微电网的运行控制管理提供了有力支撑，必将在未来微电网建设中发挥关键作用。

参考文献

[1]鲁宗相，王彩霞，闵勇，等.微电网研究综述[J].电力系统自动化，2007，31（19）：100-107.

[2]肖朝霞，方红伟，张献.智能微电网研究综述[A].天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C].天津，2009.