光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

1、光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)1光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)解決方案引言煤炭、石油等化石能源頻頻告急，環(huán)境污染問題 日益嚴(yán)峻，而太陽能作為最具潛力的可再生能源， 因其儲(chǔ)量的無限性、存在的普遍性、利用的清潔性 以及實(shí)用的經(jīng)濟(jì)性，越來越被人們所青睞。大力發(fā) 展光伏產(chǎn)業(yè)、積極開發(fā)太陽能，在全球范圍得到了 空前重視，已成為各國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成 部分。光伏產(chǎn)業(yè)也稱太陽能電池產(chǎn)業(yè)，即利用太陽 能級(jí)半導(dǎo)體電子器件吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn) 換為電能的產(chǎn)業(yè)。浙江正泰太陽能科技有限公司將 最新的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于光伏電站，推出 AstroWeb2011光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)。1.總述光伏電站主要由光電池陣列、匯流箱、低壓直流 柜、逆變柜

2、、交流低壓柜、升壓變壓器等組成，最 后產(chǎn)生的高壓交流直接并入電網(wǎng)。針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)電 力參數(shù)檢測的需要，浙江正泰太陽能科技有限公司 推出針對(duì)光伏電站監(jiān)控的 AstroWeb 2011光伏電站 監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布在不同區(qū)域的光伏發(fā)電站的 監(jiān)控。AstroWeb 2011光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)太陽光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)2能光伏電站里的電池陣列、匯流箱、逆變器、交直 流配電柜、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測 和控制，提供設(shè)備數(shù)據(jù)采集、解析、處理、事件產(chǎn) 生、存儲(chǔ)，并通過各種樣式的圖表、趨勢、報(bào)表呈 現(xiàn)電站的運(yùn)行情況，確?？蛻暨h(yuǎn)程對(duì)電站數(shù)據(jù)的監(jiān) 控需求。其友好的用戶界面、強(qiáng)大的分析功能、完 善的故障報(bào)警確保

3、了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的完全可 靠和穩(wěn)定運(yùn)行。光伏電站主要由光電池陣列、匯流箱、低壓直流 柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等組成，最 后產(chǎn)生的高壓交流直接并入電網(wǎng)。針對(duì)光伏電站整 體監(jiān)控的需要，正泰太陽能公司推的了AstroWeb2011光伏電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)光伏電站的監(jiān)測 與控制。光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)32.監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架全球監(jiān)控屮心氐域監(jiān)栓中心j氐域監(jiān)控中心端D寧崑）光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)采用分級(jí)分布式結(jié)構(gòu)配置, 系統(tǒng)由就地監(jiān)控子站、區(qū)域監(jiān)控中心和全球監(jiān)控 中心組成。就地監(jiān)控子站位于光伏發(fā)電站現(xiàn)場。 區(qū)域監(jiān)控中心以省為單位，位于省會(huì)城市或者光 伏電站比較集中的市縣。全球監(jiān)控中心設(shè)在杭州 公司總部。光伏

4、電站監(jiān)控系統(tǒng)43.就地監(jiān)控子站部分主要完成逆變器、匯流箱、直流配電柜、交 流配電柜、環(huán)境監(jiān)測、升壓變壓器等設(shè)備參數(shù)的 采集及數(shù)據(jù)預(yù)處理。并將就地監(jiān)控子站采集到的 數(shù)據(jù)通過各種傳送方式傳輸給區(qū)域監(jiān)控中心或者全球監(jiān)控中心1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)NUOU-US-KIL1網(wǎng)關(guān)RTU：將現(xiàn)場各種智能設(shè)備的通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，傳送給監(jiān)控計(jì)算機(jī)及通訊服務(wù)器。數(shù)米R(shí)TU：米集現(xiàn)場模擬量及開關(guān)量信號(hào)，轉(zhuǎn) 換為標(biāo)準(zhǔn)MODBUSRTU協(xié)議后轉(zhuǎn)送監(jiān)控計(jì)算機(jī)及 通訊服務(wù)器。監(jiān)控計(jì)算機(jī)：實(shí)現(xiàn)光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、設(shè) I fin光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)5備監(jiān)測及環(huán)境控制等功能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)6通訊服務(wù)器：將光伏電站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信

5、號(hào)(IEC60870104 /MODBUSTCF)，通過不同通訊 方式傳送到區(qū)域監(jiān)控或全球監(jiān)控中心。設(shè)備清單序 號(hào)用途型號(hào)規(guī)格數(shù)量品 牌備注1就地 監(jiān)控 主機(jī)DELLT110主流配置1DELL/IBM就地 監(jiān)控2通訊 服務(wù) 器DELLT110主流配置1DELL/IBM通訊 監(jiān)控3網(wǎng)關(guān)RTU16個(gè) RS232/485 串口，4個(gè) 以太網(wǎng)接口1Chi tic協(xié)議 轉(zhuǎn)換4數(shù)米R(shí)TURTU10C16個(gè)I/O模塊，支持信 號(hào)萬能輸入， RS485接 口，Modbus-RTU協(xié)議。1Chi tic模擬 量采 集光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)7TP-網(wǎng)絡(luò)TL-16 口，LIN5交換SG1016 100M/1000M1K/

6、D組網(wǎng)機(jī)DT自適應(yīng)LINK2）數(shù)據(jù)采集RTU介紹數(shù)采RTU采用浙江正泰中自公司的 RTU100產(chǎn) 品，RTU100是浙江正泰中自控制工程有限公司在 DCS系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)上，結(jié)合豐富的系統(tǒng)集成與 工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過持續(xù)改進(jìn)與完善，推出的穩(wěn)定 可靠、先進(jìn)實(shí)用、友好開放的新型RTU組件。它可實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場信號(hào)的采集和對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的控制。 該產(chǎn)品采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)基于RS485網(wǎng)絡(luò)接口，配以功能單元、功能模塊和I/O模塊，實(shí)現(xiàn)各部分協(xié)調(diào)工作和數(shù)據(jù)輸入輸出。該產(chǎn)品支持 通用模擬量輸入（AI）、模擬量輸出（A0）、數(shù)字量 輸入（DI）、數(shù)字量輸出（D0）以及計(jì)頻率計(jì)數(shù) （PI）。通過標(biāo)準(zhǔn)Modbu

7、s-RTU協(xié)議很容易與主控制 器或上位機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集或集 散控制。光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)80M即4兒忡就圖4.2數(shù)采RTU結(jié)構(gòu)圖數(shù)采RTU100技術(shù)指標(biāo):分 類項(xiàng)目指標(biāo)控制模式本地/遠(yuǎn)程控 制 方 式控制運(yùn)算報(bào)警及越限控制AI誤差士 01%FS.A0誤差士 015%FS.精 確 度時(shí)間順序 記錄(SOE 時(shí)間分辨率1ms抗AI共模干120dB光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)9擾抑制比AI串模干 擾抑制比 60dB干擾能力隔離阻抗20MQ 500V冗余電源可選模塊熱插 拔是AO保持是（系統(tǒng)不掉電）平均無故 障運(yùn)行時(shí) 間 MTBFlOOOOOh平均維修 時(shí)間MTTR 99.95%實(shí) 時(shí) 性掃描周期數(shù)字

8、量50ms 模擬量100ms網(wǎng)絡(luò)性能靈巧總線SmartBus通訊速率19.2kbps光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)10RS485通訊ModbusRTU,1200-38400bps光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)11接口AI輸入阻 抗電壓10MQ;電流250QA0負(fù)載750Q 420mA1000Q 0 10mADI輸入阻 抗 6.8k QDQ最大負(fù) 載能力100mA 24VDC （晶體管） 5A 250VAC（繼電器隔離）PI頻率030KHz分辨率：士 1HzI/O通道配電輸出20mA 24 士 2VDC輸 入 輸 出 特 性過壓及過 流保護(hù)有電 源 參 數(shù)輸入電源 指標(biāo)5VDC/1A 24VDC/1.5A工作溫度0 55C

9、環(huán) 境 條存儲(chǔ)運(yùn)輸 溫度-20 70 C光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)12工作濕度1085%RH無凝結(jié)存儲(chǔ)運(yùn)輸 濕度 93%R(40C)件大氣壓力86106kPa機(jī) 械 結(jié) 構(gòu)外形尺寸(LXWKH)324mrX 204mrX 160mm網(wǎng)關(guān)RTU是一種提供數(shù)據(jù)通訊服務(wù)、協(xié)議轉(zhuǎn)換、 流量監(jiān)控、報(bào)警、GPS對(duì)時(shí)等功能于一體的通訊交換設(shè)備。它采用目前工業(yè)控制系統(tǒng)成熟的技術(shù)平臺(tái): 嵌入式高性能處理器及嵌入式操作系統(tǒng)、智能通訊 冗余技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、端口保護(hù)技術(shù)等。實(shí)現(xiàn) 智能配電監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控計(jì)算機(jī)與對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的 雙向數(shù)據(jù)傳輸，配合工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)監(jiān)控軟件完成 配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)、遠(yuǎn)程控制以 及集中管

10、理。圖4.3網(wǎng)關(guān)RTU外形圖光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)13智能網(wǎng)關(guān)服務(wù)器外形支持標(biāo)準(zhǔn)的19寸機(jī)架安裝、桌面安裝，提供多達(dá) 16個(gè)RS232/422/485串 口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，4個(gè)以太網(wǎng)接口可以通過軟件配置提 供從機(jī)、主機(jī)、交換以及冗余功能。提供LCD液晶屏和鍵盤作為人機(jī)交互設(shè)備，用以配置通訊參數(shù)以 及數(shù)據(jù)流量監(jiān)視。網(wǎng)關(guān)RTU技術(shù)指標(biāo)名 稱參數(shù)指標(biāo)備注中 央 處 理 單 元X86高性能嵌入式處理器，300MHz最大128M內(nèi) 存, 1GBDOC以 太 網(wǎng) 接 口4 口 10/100BaseT 自適應(yīng)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議： TCP/IP UDP可由軟件設(shè)定 為master/slave串 行?8 口隔離 RS232/4

11、85/422?數(shù)據(jù)位：5，6，7，8可由軟件設(shè)定 為光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)14接口?校驗(yàn)：Non e/Eve n/Odd/Space/Ma rk?停止位：1，1.5，2?流控：RTS/CTS Xon/Xof ?速 度：1200460800bps ?信號(hào)端 15 KVESD?隔離電壓2 KV?1 KV(level 2)浪涌保護(hù)?形式：RJ45?網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：Modbus-RTUmaster/slave/ ，每個(gè)端口可 以通過軟件配 置或鍵盤設(shè)置 為RS232 RS485 或 RS422人 機(jī) 界 面?16*2字符點(diǎn)陣LCD屏?每通道通訊狀態(tài)LED指 示燈鍵 盤?4鍵用于設(shè)置以太 網(wǎng)口 IP地址 和串口通訊

12、參 數(shù)，查詢通信 流量監(jiān)控、通 訊狀態(tài)等?85265VAC 47 63HZ?110370VDC光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)15電源功耗25W工 作 溫 度-20 55 C工 作 濕 度5 95%儲(chǔ) 存 溫 度-20 85 C儲(chǔ) 存 濕 度5 95%外 形19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架安裝，高度1U光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)16結(jié) 構(gòu)安 裝 方 式可選前后安裝或臺(tái)式放置外形尺寸440(L)X 215(W) X 44.2 (H)mm不含固定支架光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)17ti題死軸_|円 鳳堰.測| * 蔽艇用IUM 典典 M H tk It ?1 JiV：甘警惦息咼報(bào) 1皴鶻&訶皆噱_-累他罰策13）監(jiān)控計(jì)算機(jī)監(jiān)視功能3.1）光伏電站配電

13、電氣結(jié)構(gòu)監(jiān)控通過對(duì)電站內(nèi)一次及二次配電網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控， 了解電站內(nèi)各電氣設(shè)備的運(yùn)行情況及狀態(tài)，并對(duì)電 站的并網(wǎng)狀態(tài)、有/無功功率流向情況等進(jìn)行實(shí)時(shí) 監(jiān)控。畝:祀胡:丄汎討光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)18出功率，定位異常光伏組件。3.3）逆變器監(jiān)控逆變器主要監(jiān)測指標(biāo)包括:直流電壓、直流電流、直流功率 交流電壓、交流電流逆變器內(nèi)溫度、時(shí)鐘 頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率日發(fā)電量、累積發(fā)電量、累積 CO2減排量 電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低 電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低 直流電壓過咼、直流電壓過低3.2）光伏組件分布監(jiān)控能夠根據(jù)匯流箱采集數(shù)據(jù)顯示各個(gè)光伏方陣的輸光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)19短路r-imit|B,11 fr逆變

14、器過載、 散熱器過熱 逆變器孤島逆變器過熱、逆變器短路I4呻光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)20直流配電柜主要監(jiān)測指標(biāo)包括 進(jìn)線相電壓B% nr-n砂 iz： mOE VV：OEIwHMrfiF#W3.4）匯流箱監(jiān)控匯流箱主要監(jiān)測指標(biāo)包括:光伏組串輸出直流電壓、輸出直流電流、輸 出直流功率各路輸入總發(fā)電功率、總發(fā)電量匯流箱輸出電流、匯流箱輸出電壓、匯 輸出功率電流監(jiān)測允差報(bào)警傳輸電纜/短路故障告警空氣開關(guān)狀態(tài)、故障信息等3.5）直流配電柜監(jiān)控DSP故障、通訊故障等Hd?*巾S M尊*雀址a l 蘆鑫：iifS e9-H 汕:軒 iSLltf laic eiHi n3?iiut.i aionitiMKF6J-H

15、rhitXlM I 勿 2tink l* juio-oii-is i3*iM-i4iIhlj R.rw MlO-O-II I加翫2U】liMid縛如lsItiEl-, ISi 23lOI:耳.I 5fi2JIM3-J1 IJ31RI2I. IM QI&Oll I )3 Ilf Ik IH ?aio( (jj-sj iiintium 24tOttki:flio-ojru血 IBOMI 1)91710.1* 30UMKM1 IJalCsN. IM jfliD-ej-ii iidiiiMiufnKbOj-ii 旳 MJk* 和護(hù)HP料 raio-OT-n :atoa-JiJfllO-Bl-Jl aa

16、iD-onDsKif. 1 IhltlBLlU 卄外少HL1鄒 1)91119.144 |9tli9LIWIkMlfL IKIhNiMItl,*皿1九1鼻1)31411)1.1 IhDilklW IYl33klH呼FH -H : SEIftMOCT4W加垃0X009jroaOvitBUM MLAU Uktt UkW lun MANI MM UJ* AM UHR JtUlMujdV MXW C_2? UM LAFV aLMJLRM &jua ALAM*KJklV UM JLAXI JLAM iLM W Um ULffl ALUW KLBkV -p r,hf況。3.11）系統(tǒng)智能設(shè)備運(yùn)行工況圖：監(jiān)

17、控系統(tǒng)拓?fù)?結(jié)構(gòu)，各智能設(shè)備通訊情況展示。3.12）全站告警光子牌圖各單元間隔的告警光子牌匯總，集中監(jiān)視全 站設(shè)備工作狀態(tài)。3.13）告警信息簡報(bào)告警信息集中展示，內(nèi)容包括告警內(nèi)容描述、 告警等級(jí)、告警時(shí)間、是否復(fù)歸、是否確認(rèn)3.14）數(shù)據(jù)查詢檢索:iaifrcj-iiWJHuaLOtmiww心:毎1詢IltM耳 FM*b光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)24可以按不同條件（時(shí)間、設(shè)備、描述匹配等）進(jìn) 行告警信息的進(jìn)行分類檢索、顯示和打印輸 出。3.15）報(bào)表圖形功能根據(jù)運(yùn)行需求配置各種應(yīng)用圖形報(bào)表，如： 各發(fā)電設(shè)備功率日、周、月、季、年報(bào)表圖 形，設(shè)備工作時(shí)間和運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)，環(huán)境參 數(shù)統(tǒng)計(jì)，自定義圖形對(duì)比，組

18、件發(fā)電功率溫 度特性圖，組件發(fā)電功率日照強(qiáng)度特性圖等。不同設(shè)備同一參數(shù)的對(duì)比:光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)25歷史數(shù)據(jù)的詳細(xì)展現(xiàn):3.16）系統(tǒng)配置功能：設(shè)置用戶信息及管理權(quán)限、 設(shè)置告警等級(jí)對(duì)應(yīng)的操作等。3.17）用戶幫助功能：圖文結(jié)合方式對(duì)系統(tǒng)的基 本操作進(jìn)行信息指導(dǎo)。4）通訊服務(wù)器遠(yuǎn)程接入方式就地監(jiān)控系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)鏈路層接入遠(yuǎn)程主站 的方式，可根據(jù)實(shí)際情況靈活配置。應(yīng)用層原則 上規(guī)定采用IEC60870104或 MODBUSTCP協(xié)議。.-Tl Ja ifc H牛卜希!_ 侶上E I I Mk Pvr H* L I . I li I - hl , zR哥耕耶S*. S I：軸h：H- = HB |

19、- 4PJ 二冬二.* Ml T丄 *皿 * fliih LW-IB ?r f K n v so i. w- s*-1 Artsii.ni 吐丄此rum& 忖“廬 3 I. h. 4*kjnr Sjfrrr $ 卜討-n -u*比1Hqr ，:坤1阿 0 a 兀兀 Alb i at丐嗚=*； K KR.1KM=AE3MS: m- wrAH.HIU.： X 暉L. MrwwiB ; z r-mrSZPT齊：K W A A4ij4 折 zK|L A4HI fi g AW14 : n gWAA44 H 4 玉2 池HllA ： E CM. Ifc|t AHA ： W. Ta Ult : !?J Ok

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