大型并网光伏电站计算机监控系统研究

齐洪恩

摘要：近几年，光伏产业发展增速较快，为了打造更加科学的光伏发电系统，要对运行性能和设计要求予以关注，推进产业的可持续进步，配合计算机监控系统，实现过程化监督，从而提升常规化工作的综合实效性。本文分析了大型并网光伏发电站计算机监控系统的关键技术，并对总体设计方案展开讨论。

关键词：大型并网光伏电站;计算机监控系统;关键技术;设计方案

为了更好地提升大型并网光伏电站管控效果，要发挥计算机监控系统的应用优势作用，整合具体资源内容，结合实际应该能用需求未完成开放式平台的构建工作，从而维持综合应用效果。

一、大型并网光伏发电站计算机监控系统关键技术

（一）光伏功率预测技术

指的是对未来一段时间内光伏电站输出功率进行智能型预测分析，并以此技术建立匹配的预测系统，提供高精度数值天气预报服务内容，打造更加合理的数据统计模式，并且，要结合现场采集的监控数据和环境数据予以汇总，与历史统计数据相对比，匹配物力模型、人工神经网络模型，全面分析后获取有价值且可信度较高的预测结果[1]。

目前，较为常见的光伏功率预测技术体系主要分为短期光伏功率预测和超短期光伏功率预测（见表1）。

（二）自动发电控制技术

在大型并网光伏发电站常规化工作中，结合全厂的实际负荷参量，要秉持最少操作断路次数的原则，确保相应的工序能满足发电单元运行限制条件，配合发电单元运行组合内容，有效完成发电单元自动开机和停机操作功能要求。

（三）综合数据可视化技术

在技術应用的过程中，要建立面向对象的多层检索处理平台，有效实现实时性数据展示处理，并且能获取检索内容和显示内容之间的层次关系，分析不同对象的不同属性。例如，图形系统能支持脚本语言，且能完成二次开发工作，支持任意属性方案的决策信息，匹配相关属性就能提升操作效率，更好地完成大型并网光伏发电站实时性监控。

二、大型并网光伏发电站计算机监控系统需求分析

在大型并网光伏发电站计算机监控系统架构工作中，要结合功能需求内容，落实具体的设计方案，维持相关系统应用效果的基础上，确保综合监控效果满足预期。

（一）业务需求

大型并网光伏发电站设置计算机监控系统，主要是对太阳能光伏电站内的相关设备进行实时性监控，包括光伏阵列、直流汇流箱、箱式变电站、升压站等，打造完整的应用平台，不仅能为用户提供较为多样化的信息界面，还能建构科学性的监测报警体系，维持综合应用效率。现场系统主要分为3层：

1）站控层，包括监控主机和远动通信装置，并且能为全站提供运行监控和视频实时性监控，配合调度中心通信联动，就能打造完整的站控平台[2]。

2）网络层，包括现场网络交换设备和网络线路，配合站控层的交换设备维持网络信息交换处理的科学性，并且能打造全站实时性运行和监控互联通信的孔辉体系。

3）现场设备层，包括发电设备和配电计量设备等，维持良好的全站运行应用平台，并且能配置独立监控功能。

（二）功能需求

第一，大型并网光伏发电站设置计算机监控系统要具备数据采集和处理功能，有效结合模拟量和开关量，实现数据的实时性记录，打造完整的智能装置应用模式。具体采集内容见表2：

第二，能建立事件和报警功能模块，主要事件包括遥测越限、遥信变位、动作/故障信号灯，并且配合可分层、分类事件处理模式，有效对不同条件下历史事件予以查询和检索分析。

第三，能满足运行监控的需求，能有效调用并且显示相关运行报表、运行曲线等，配合操作命令的控制过程，还能完成数据库的定义和修改。值得一提的是，在运行监控需求中，能实现图形监控画面调用、操作对象实时性控制模块、调节操作权限检查等[3]。

（三）非动能性需求（安全性需求）

大型并网光伏发电站计算机监控系统设计过程中，要充分发挥系统维持安全性的优势，建立相应的需求控制模块。

首先，节点备份功能模块，能结合功能节点的要求完成节点备份，匹配安全认证机制，就能打造多级保护模式。

其次，能实现节点级安全控制，主要是对计算机系统用户进行识别和授权，结合特性就能完成节点、数据文件、程序和访问权限控制等工作。

最后，数据库级安全管理，结合安全要求，实现对数据库、数据库类、数据库对象和对象属性等予以维护，并建立相应的访问控制单元。

三、大型并网光伏发电站计算机监控系统总体设计

（一）整体架构

具体结构件图1。

由图可知，整个系统主要分为5个基础层级：

1）硬件平台层，配合硬件平台，选取对应体系结构的计算机，或者是诶和CISC体系结构计算机及，一般是选取64位。

2）操作系统平台，选取较为常见的操作系统，一般是Linux、Microsoft Windows 、凝思等系统。

3）通用中间层，结合系统整体需求，有效维持系统运行中多种操作系统和硬件平台的匹配度，具备较好的可移植特性，能更合理地落实相应处理工作，维持计算机监控系统的应用效果。

4）统一支撑平台层，建构在通用中间层级以上，系统应用软件开发和运行能打造完整的支撑平台，匹配数据库、网络管理和系统管理等多个子系统。

5）应用软件层，建构在统一支撑平台层以上，能结合SCADA、告警软件以及人机界面等落实对应软件功能。

（二）设计数据库

主要是应用实时性库和商用历史数据库，打造更加完整的数据库应用平台，配合通用管理模式，就能有效提升数据的可靠性和数据的一致性，并且配合DBMS能维持统一访问接口的规范性。

一方面，系统化数据库的设计处理能大大提升计算机监控功能实时性数据的处理效果，并且完善数据集的管控效率，及时完成对象运行参数、网络结构参数和实时性数据库管理控制参数的汇总，保证数据传输、数据交换和数据共享的规范性。

另一方面，利用数据库接口动态链接库进行接口处理，并且配合接口访问的方式，维持历史库和实时库的应用效率，因为实时库本身就是虚拟库，所以，一般不会出现连接不到位或者是连接阻塞的问题，结合实时库读写访问就能满足数据的检索和分析。值得一提的是，历史库应用的是商用数据库，存储速度和连接稳定性受限，所以，要结合数据服务进程进行写库操作的缓存处理，维持应用进程的可行性。

（三）网络通信管理

为了保证大型并网光伏发电站计算机监控系统运行的规范性，也要对网络通信管理过程予以关注，实现平台和高级应用之间建立完整的进程間通讯服务，维持跨平台数据传输的规范性，并提升应用安全效果。

1.中间件模块设计

中间件模块是提升跨平台数据传输可靠性和高效性的重点，在双网链路管理基础上，配合安全管理、节点管理和应用管理，就能有效完成程序开发接口的应用。

第一，完成静态配置设计，在构建大型并网光伏发电站计算机监控系统前，要利用文件编辑的方式实现静态配置，并统一完成文件的汇总处理。

第二，完成节点配置设计，主要是结合配置节点的双网节点域名和组号，有效匹配进程属性。

2.双网链路管理

建立节点管理和网络应用进程管理单元，从而保证双网切换管理、网络中间件管理等工作有序开展。而在大型并网光伏发电站计算机监控系统中，也要匹配完整的节点管理内容，及时更新节点信息表的基础上，建立或者是拆除相关链路内容，维持节点之间的稳定性和数据传输的可靠性。

3.应用接口模块设计

选取匹配大型并网光伏发电站计算机监控系统应用程序的组类函数和网络中间件系统交换信息，打造完整的传输平台。并完成网络注册接口类设计、事件订阅/取消接口类设计、发送接收接口类设计、事件发布接口类设计等，配合运行监视管理模块，就能及时获取节点信息，从而保证监控的实时性和可靠性。

结束语：

总而言之，大型并网光伏发电站计算机监控系统的应用能大大提升管理效率，建立规范化的管控模式，及时完成信息的收集和处理，更好地提升应用效率和控制水平。

参考文献

[1]徐 晓. 大型并网光伏电站计算机监控系统探讨[J]. 建筑工程技术与设计，2018（23）：3192.