离网光伏电站集中监控系统设计

吕元

摘要：我国大量无电地区离网光伏电站，对集中监控和管理提出了迫切需求。本文设计了应用于离网光伏电站的集中监控系统，分析了各系统单元的构造、功能和技术特点。本系统的构建，为现有离网光伏电站的集中管理和今后新建电站的持续建设提供了有力支撑。

关键词：光伏发电；监控系统

中图分类号： TD63 文献标识码：A1概述

为解决偏远地区电力工业薄弱，无法满足生活用电需求的问题，我国建设了大量无电地区离网光伏电站。电站建设地区不仅地理位置偏远，人员的区域分布也极不集中，除了相对较为集中的用户外，还分散着游牧农户和人数较少的寺庙，为改善这一现象，利用这些区域内得天独厚的日照资源，采用离网型光伏发电系统，使当地摆脱无电或少电状况，保障居民的生活基础用电。

随着无电地区离网电站数量的快速增加，并且分布散、环境差异大、业主需要将为分散在不同地区的多座光伏电站作纳入一套远程集中监测管理系统，对不同品牌、不同容量、不同型号的逆变器设备进行集中监测和统一管理，以实现不同区域范围内多座电站的远程集中监测，在电站寿命周期内，安全、平稳、高效运行，实现电站收益最大化。

2系统方案设计

2.1硬件系统

远程集中监控的本地数据采集通讯以智能数据采集通讯集成箱为核心。以单个电站为单元，在单元内通过485屏蔽双绞线将逆变器的通讯端接入智能数据采集通讯集成箱，使逆变器数据获得采集，再通过智能数据采集通讯集成箱设备自带的无线通讯模块，使逆变器数据通过冗余的专网GPRS无线网络传输至远程集中监测管理中心。

智能数据采集通讯集成箱的采集设备除满足数据采集、处理、发送和命令接收的要求外，还具有缓存功能，在外部环境不稳定或现场情况异常情况下，可实现断点续传功能。同时具备逆变器的通信功能，并且容量可扩，组态灵活，并内嵌电站现场设备通讯规约，可实现接口的转换，规约转换（支持Modbus-TCP，ASIIC， RTU标准规约，并支持将非标准Modbus规约转换成标准的Modbus通讯规约）。

硬件设备均为工业级设备，同时具有高精度（关键监测设备偏差＜0.1%）、宽温宽（温宽范围-40℃-80℃）、超高稳定性等显著优势。

2.2软件系统

在该项目中，软件系统可描述为，数字化光伏电站监控管理系统是完整的操作系统软件，它包括操作系统生成包、编译系统、诊断系统和各种软件维护、开发工具。操作系统能防止数据文件丢失或损坏，支持系统生成及用户程序装入，支持虚拟存储，能有效管理多种外部设备。

数字化光伏电站监控管理系统为用户提供交互式的、面向对象的、方便灵活的、易于掌握的、多样化的工具，用户能很方便的对图形、曲线、报表、报文进行在线生成、修改。

数字化光伏电站监控管理系统采用模块化结构，具有良好的实时响应速度和可扩充性。

数字化光伏电站监控管理系统采用带隔离的、可靠的、抗干扰能力强的网络结构。系统的数据采集器和数据服务器管理各个逆变器站和就地监测单元相互之间的数据通信，保证它们的有效传送、不丢失。系统7x24小时自动监测网络总线和各个接点的工作状态，自动选择、协调各接点的工作和网络通信。监控系统提供通信接口驱动软件，包括与站内各智能设备的通信接口软件及与鉴衡数据中心的通信接口软件等。数字化光伏电站远程管理系统保证重要的数据和文件不被更改、删除、非法拷贝；关键业务、进程不被非法停止，系统使用的数据处理与存储服务器，数据采集器均配置高可靠的防火墙和自修补架构，防止外界入侵。 用户可通过数字化光伏电站的本地监控平台友好的用户界面配合硬件产品实现：显示电站装机容量、业主信息、项目信息、日、月、年发电量、累计总发电量、有功功率、无功功率、功率因素、电流值、电压值、故障报警、CO2减排量等。此外，我司已取得和通过相关信息安全资质和认证，可通过一流的技术手段和完善管理机制有效保障业主的信息安全。管理平台的用户权限可按照业主需求设置成管理员级别和一般用户级别，其中管理员级别可同时开通访问和控制权限，一般用户级别可仅开通访问权限。至于用户名数量和外网访问权限可依照业主需求设置。

3系统功能

系统的主要功能和技术特点如下：

（1）该集中监控系统，可实现现有的离网电站的远程集中监测（首批示范拟包含公司现有的213座已建成的离网电站）；

（2）系统支持后续持续建造的更多电站的系统加入；

（3）系统支持包括手机、电脑、平板电脑在内的多种移动终端显示。

（4）可通过采用灵活高效的无线通讯方式，突破网络环境制约；

（5）通过高集成采集通讯一体化设备，确保本地端设备插拔式使用；

（6）设备支持远程调试，确保项目实施后的调试及维护时效性；

（7）实现远程集控托管式服务，保证数据安全，集约业主投资成本。

结语

本文论述了应用于无电地区离网电站群的远程集中监测管理系统，分析了系统的构建及功能特点。本系统的构建，将实现不同区域范围内多座电站的远程集中监测，为现有离网电站的管理和后续电站的建设提供了有力支撑。

参考文献

[1] 赵春江，杨金焕，陈中华，邹乾林.太阳能光伏发电应用的现状及发展[ J] .节能技术. 2007. 461-465.

[2] 朱伟钢，林燕梅，周蕾.太阳能光伏发电在中国的应用[ J] .现代电力. 2007.19-23.