2023光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集規(guī)范指南

光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集規(guī)范指南目??錄前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14數(shù)據(jù)采集范圍 24.1氣象數(shù)據(jù) 24.2發(fā)電數(shù)據(jù) 24.3其他 25數(shù)據(jù)布點 26測試設(shè)備要求 47測試設(shè)備運維 58采集系統(tǒng)要求 99數(shù)據(jù)處理方法 1010數(shù)據(jù)分析 10光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集規(guī)范指南范圍本文件規(guī)定了光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集要求，內(nèi)容包括：術(shù)語和定義、數(shù)據(jù)采集范圍、數(shù)據(jù)布點、測試設(shè)備要求、測試設(shè)備運維、采集系統(tǒng)要求、數(shù)據(jù)處理方法、數(shù)據(jù)分析等相關(guān)要求。本文件適用于容量超過50MWp的新建大型地面太陽能光伏發(fā)電站。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2421.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗概述和指南GB/T2423.3電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗GB/T2423.60電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗U：引出端及整體安裝件強度GB/T30153-2013光伏發(fā)電站太陽能資源實時監(jiān)測技術(shù)規(guī)范GB/T31163-2014太陽能資源術(shù)語術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。太陽能光伏發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)photovoltaicPowerPlantMonitoringSystem是指將光伏電站的逆變器、匯流箱、輻照儀、氣象儀、電表等設(shè)備通過數(shù)據(jù)線連接起來，用光伏電站數(shù)據(jù)采集器進行這些設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，并通過GPRS、\t"/item/%E5%85%89%E4%BC%8F%E7%94%B5%E7%AB%99%E7%9B%91%E6%8E%A7/_blank"以太網(wǎng)、WIFI等方式上傳到\t"/item/%E5%85%89%E4%BC%8F%E7%94%B5%E7%AB%99%E7%9B%91%E6%8E%A7/_blank"網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或本地電腦，使用戶可以在互聯(lián)網(wǎng)或本地電腦上查看相關(guān)數(shù)據(jù)，方便電站管理人員和用戶對光伏電站的運行數(shù)據(jù)查看和管理。數(shù)據(jù)范圍dataRange是指監(jiān)控系統(tǒng)的采集及計算的設(shè)備以及數(shù)據(jù)點位。數(shù)據(jù)構(gòu)成dataComposition是指監(jiān)控系統(tǒng)采集以及用于計算的數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)頻次dataFrequency包含數(shù)據(jù)采集頻率以及數(shù)據(jù)輸出頻率。設(shè)備時鐘deviceClock即要求不同設(shè)備的時鐘差異范圍。數(shù)據(jù)應(yīng)用dataApplication即要求監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)展示以及基本分析功能。數(shù)據(jù)采集范圍電站監(jiān)控系統(tǒng)包含氣象數(shù)據(jù)及光伏發(fā)電站發(fā)電數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)容量超過50MWp的光伏電站均要設(shè)立氣象站，采集輻照、溫度、風(fēng)速風(fēng)向、濕度、降雨量。輻照采集水平輻照及傾角輻照，傾角輻照角度為電站設(shè)計角度。溫度采集環(huán)境溫度及組件溫度，環(huán)境溫度放置于空氣中，每種類型組件采集四個位置組件，均牢靠粘貼于組件背板中心。風(fēng)速風(fēng)向、濕度、降雨量均參考相關(guān)國家及行業(yè)標準。發(fā)電數(shù)據(jù)各段設(shè)備均要將發(fā)電相關(guān)數(shù)據(jù)傳入至監(jiān)控系統(tǒng)，包括光伏逆變器、交/直流匯流箱、變壓器、電表等主要發(fā)電設(shè)備。逆變器數(shù)據(jù)包括各支路直流輸入電流、電壓、功率、累計發(fā)電量，交流輸出電流、電壓、功率、累計發(fā)電量、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率、開機狀態(tài)。交/直流匯流箱要求采用具有數(shù)據(jù)采集功能的匯流箱，數(shù)據(jù)包括各支路輸入電流、電壓、功率、累計發(fā)電量，輸出電流、電壓、功率、累計發(fā)電量。變壓器數(shù)據(jù)包括低壓側(cè)及高壓側(cè)電流、電壓、功率、累計發(fā)電量、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率。其他逆變器須配置手動IV曲線掃描功能。若電站采用轉(zhuǎn)動支架，角度信息則通過增加角度傳感器或直接采集跟蹤支架須上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)布點氣象站布置氣象站布置數(shù)量電站容量ABC0-100MWp——1100-200MWp——1200-500MWp—21500WMp-1000MWp4211000MWp以上542單氣象站設(shè)備清單設(shè)備名稱ABC備注自動太陽跟蹤儀●——用于搭載直射輻照儀與散射輻照儀直射輻照儀●———水平輻照儀●●●—散射輻照儀●--—傾角輻照儀●●●與電站固定支架設(shè)計角度相同全功能天氣傳感器●●●至少包括溫度、濕度、降雨量、風(fēng)速風(fēng)向等氣象信息天空攝像頭●———P型晶硅參考片●●——N型晶硅參考片●●——正反面輻照儀●●——灰塵傳感器●●——組件溫度傳感器組件溫度傳感器用于采集組件運行溫度，采用貼片式溫度傳感器，可采用PT100、T-type熱電偶，或其他量程在組件工作范圍內(nèi)的溫度傳感器。選擇支架中間位置組件，貼于組件中間位置，若組件為雙面組件，則貼于組件中間位置空白處，若單面組件，則直接貼于組件中間位置電池片上。電站內(nèi)不同類型不同廠家組件至少設(shè)置一組溫度傳感器。輻照計輻照測試，選擇熱電堆輻照計或與組件材料相同的參考片測試輻照。單面組件只布置正面輻照計，雙面組件布置正反兩面輻照計。輻照計布置在線式IV測試儀每種組件至少設(shè)置4塊組件及1個組串在線式IV測試儀，選擇地勢平坦無遮擋位置，組件IV測試儀與組串IV測試儀測量同一串組件。測試組串位于支架最上排，挑選平坦位置測試對象。逆變器測量箱測量逆變器各路輸入及輸出電流、電壓、功率，可以采用逆變器本身數(shù)據(jù)，也可另外增加設(shè)備。角度傳感器測量季節(jié)可調(diào)支架、平單軸支架、斜單軸支架、垂直軸支架等各類旋轉(zhuǎn)支架角度，可直接接入支架運行信息，也可重新安裝設(shè)備。設(shè)備布置不同電站等級測試設(shè)備布置要求測試設(shè)備名稱ABC組件溫度傳感器●●-輻照計●●●在線IV測試儀●——逆變器測量箱●——角度傳感器●●—測試設(shè)備要求自動太陽跟蹤儀自動太陽跟蹤儀設(shè)備要求主動跟蹤時：指向精度≤0.02°扭矩≥20Nm有效負載≥20kg角速度≥5°/s角角速度≥3.6°/s防護等級≥IP65信號輸出RS485接口、以太網(wǎng)接口輸出保護功能須帶有物理限位停止功能其他要求帶有跟蹤平臺和水平平臺，至少帶有兩個遮擋小球輻照儀輻照儀設(shè)備要求適用類型直射、水平、散射、傾角輻照儀光譜范圍200-4000nm輻照測量范圍0-1600W/m2視角范圍5°（≤±0.5°）零點漂移≤1W/m2不穩(wěn)定性≤0.5%非線性≤0.2%日累計不確定性≤1%防護等級≥IP67信號輸出RS485Modbus輸出保護功能附帶強制通風(fēng)設(shè)備全功能天氣傳感器全功能天氣傳感器設(shè)備要求采集參數(shù)環(huán)境溫度、相對濕度、風(fēng)速風(fēng)向、降雨量、大氣壓力等環(huán)境溫度測量范圍-30～+40℃環(huán)境溫度測量精度≤0.5℃相對濕度測量范圍0-100%RH相對濕度測量精度≤±2%RH風(fēng)向測量范圍0-360°風(fēng)向測量精度≤3°風(fēng)速測量范圍0-60m/s風(fēng)速測量精度≤±3m/s降雨量分辨力≤0.2mm降雨量測量精度≤2%大氣壓力測量范圍30-120kpa大氣壓力測量精度≤0.05kpa防護等級≥IP66晶硅參考片晶硅參考片設(shè)備要求標準要求滿足IEC60904-1（2017）光譜響應(yīng)范圍0-1100nm輻照測量范圍0-1400W/m2防護等級≥IP66適用性適用于P型晶硅參考片與N型晶硅參考片，其材料與選擇晶硅參考片類型相同組件溫度傳感器組件溫度傳感器設(shè)備要求傳感器類型吸盤式，可選擇PT100、T-type熱電偶或其他類型溫度測量范圍-30～+80℃測量精度≤0.3mm℃防護等級≥IP66在線式IV測試儀在線式IV測試儀設(shè)備要求量測方式四線式量測時序可同時測量或順序測量（可選擇）IV曲線測量方向可正掃或反掃(可選擇)測試數(shù)據(jù)點短路電流、開路電壓、最大功率、組件在線效能、工作電流、工作電壓、組件溫度數(shù)據(jù)采集點≥1000點IV掃描時間≤0.5s在線切換時間≤0.3s掃描頻率≥10min/次數(shù)據(jù)存儲≥32G，可至少儲存一個月數(shù)據(jù)防護等級≥IP65組件IV測試儀：電壓測量范圍≥0-100V電流測量范圍≥0-20A功率測量范圍≥0-800W測試精度等級0.2%FS組串IV測試儀：電壓測量范圍≥0-1500V電流測量范圍≥0-20A功率測量范圍≥0-15kW測試精度等級0.2%FS光伏逆變器測量箱光伏逆變器測量箱設(shè)備要求測量位置MPPT單元、逆變器交流測符合標準GB/T12325-2008電能質(zhì)量

供電電壓偏差GB/T15543-2008電能質(zhì)量

三相電壓不平衡GB/T15945-2008電能質(zhì)量

電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T14549-1993電能質(zhì)量

公用電網(wǎng)諧波測量系統(tǒng)霍爾式測量傳感器，單獨系統(tǒng)直流電壓測量范圍1500Vdc直流電流測量范圍50Adc交流電壓測量范圍1000Vac交流電流測量范圍200Aac測試精度≤0.2%同步率≤1ms采樣率≥10kHz輸入輸出輸入回路為12路，輸出為單回路系統(tǒng)組成直流輸入單元信號轉(zhuǎn)換單元保護單元電源單元信號調(diào)理單元數(shù)據(jù)采集單元數(shù)據(jù)處理單元通訊單元交流輸出單元測試設(shè)備運維氣象站維護要求A、數(shù)據(jù)觀察現(xiàn)場運維人員每天查看數(shù)據(jù)監(jiān)控后臺，或根據(jù)監(jiān)控后臺告警信息，了解所有氣象設(shè)備當前的運行情況，若發(fā)現(xiàn)氣象設(shè)備采集數(shù)據(jù)異常（值為零、死值、監(jiān)控系統(tǒng)標記紅色的數(shù)據(jù)等），對所有異常問題進行統(tǒng)計并到現(xiàn)場進行核查，找出問題的根源，并詳細記錄問題。若是設(shè)備故障，及時更換備品備件；若是接線問題，重新進行接線；B、維護內(nèi)容主要包括氣象設(shè)備的日常清潔和定期維護，定期維護重點檢查氣象設(shè)備的安裝角度，若角度有問題及時進行維護，確保所有氣象設(shè)備保持水平或與設(shè)計傾角相符。C、維護頻次氣象站的所有氣象設(shè)備的日常清潔和定期維護頻率為一周兩次，并同步進行。若遇見特殊天氣，如沙塵暴、下雨和降雪天氣，不進行維護，待天氣晴好后要及時清潔和維護所有氣象設(shè)備。維護要求氣象站維護設(shè)備日常清潔定期運維備注輻照儀玻璃表面保持清潔：a.使用試鏡布；b.使用酒精或蒸餾水擦拭；c.紀錄所有清潔動作;d.清潔過程不能影響設(shè)備固定的角度。1.確保設(shè)備保持水平或與設(shè)計傾角相符；2.確認底部干燥劑狀態(tài)；3.確保外罩扣緊無松脫；4.確保電氣接線；5.確保安裝穩(wěn)固?！Ч鑵⒖计?.確保設(shè)備保持水平或與設(shè)計傾角相符；2.確保電氣接線;3.確保安裝穩(wěn)固。—直射輻照儀1.確認底部干燥劑狀態(tài);2.確保直輻照儀對準太陽;3.確保電氣接線;4.確保安裝穩(wěn)固?！炜諗z像頭1.確保設(shè)備保持水平(利用儀器自帶水平儀);2.確保電氣接線;3.確保安裝穩(wěn)固;4.確認LED燈警示狀態(tài)5.確認底部干燥劑是狀態(tài)。—全功能氣象傳感器1.目視判斷傳感器是否臟污，若有臟污沉積及時進行處理。1.聽設(shè)備風(fēng)扇運作情況，來判斷傳感器是否故障，若故障，及時進行維修或更換?！椪諆x通風(fēng)設(shè)備1.定期（半年）清洗/更換濾網(wǎng)?？梢允褂脧S家附帶備用品替換1.確保外罩扣緊無松脫;2.確保電氣接線;3.確保安裝穩(wěn)固?！柛檭x1.確認電氣接線和傳感器正常;2.確保需對正太陽設(shè)備仍然準確對準(太陽感應(yīng)器,直輻照儀,光譜儀);3.冬天需加上防凍護罩(僅有齒輪驅(qū)動需要)1.確保陰影遮擋設(shè)備保持遮擋；2.確保所有設(shè)備保持水平(利用儀器自帶水平儀)；3.確保平臺與底座螺絲穩(wěn)固，確保底座與機身螺絲穩(wěn)固；4.確保電氣接線。*安裝后第一個冬天請密集檢查設(shè)備狀況!測試設(shè)備維護要求A、數(shù)據(jù)觀察現(xiàn)場運維人員每天查看數(shù)據(jù)監(jiān)控后臺，或根據(jù)監(jiān)控后臺告警信息，了解所有測試設(shè)備當前的運行情況，若發(fā)現(xiàn)測試設(shè)備采集數(shù)據(jù)異常（值為零、死值、監(jiān)控系統(tǒng)標記紅色的數(shù)據(jù)等），對所有異常問題進行統(tǒng)計并到現(xiàn)場進行核查，找出問題的根源，并詳細記錄問題。若是設(shè)備故障，及時更換備品備件；若是接線問題，重新進行接線；B、維護內(nèi)容主要包括逆變器測量箱主要是對箱體密封情況、接線情況、以及對數(shù)據(jù)采集進行檢測和和維護；組件（組串）在線IV測試的接線情況以及MC4接頭接線情況進行檢查和維護。C、維護頻次所有測試設(shè)備日常運維頻率為每個月一次，定期運維每半年一次。若遇到特殊天氣，如沙塵暴、大風(fēng)、大雨和強降雪等天氣，不進行維護，待天氣晴好后要及時對所有測試設(shè)備進行維護。維護要求測試設(shè)備維護要求設(shè)備日常運維定期運維后臺查看備注測量箱：包括組串逆變器測量箱、集中式逆變器測量箱、直流匯流箱測量箱、交流匯流箱測量箱a.檢查測量箱箱體密封情況b.檢查測量箱接線是否牢固c.檢查測量箱內(nèi)是否積灰或污染a.萬用表抽測（5%比例）測量性的電流，電壓，與電表數(shù)據(jù)進行對比b.紅外熱像儀測試測量箱接線處溫度。c.緊固接線a.查看數(shù)據(jù)是否存在0值、死值和明顯偏大偏小的值；b.對同一系統(tǒng)的幾個數(shù)據(jù)進行對比，偏差較大的及時去現(xiàn)場排查a.若電表與萬用表測量值偏差0.5%以上，上報技術(shù)公司;b.若溫度超過80度，重新整理接線c.明顯偏大偏小的值：監(jiān)控系標記的紅色數(shù)據(jù)。死值：查看歷史曲線是一個恒定不變的值。IV測試儀：包括組件式IV測試儀、組串式IV測試儀a.查看IV測試儀工作燈號及POE供電交換機燈號狀態(tài)b.目測POE測量箱密封情況。c.查看MC4接頭牢固情況a.緊固組件MC4接頭。

b、紅外熱像儀測試測量箱接線處溫度。a.檢查測試IV曲線是否完整b.對同一系統(tǒng)的幾個數(shù)據(jù)進行對比，偏差較大的及時去現(xiàn)場排查a.若燈號異常，重新插拔網(wǎng)線使通訊恢復(fù)。b.若溫度超過80度，重新整理接線傳感器維護要求A、數(shù)據(jù)觀察現(xiàn)場運維人員每天查看數(shù)據(jù)監(jiān)控后臺，或根據(jù)監(jiān)控后臺告警信息，了解所有傳感器當前的運行情況，若發(fā)現(xiàn)傳感器采集數(shù)據(jù)異常（值為零、死值、監(jiān)控系統(tǒng)標記紅色的數(shù)據(jù)等），對所有異常問題進行統(tǒng)計并到現(xiàn)場進行核查，找出問題的根源，并詳細記錄問題。若是設(shè)備故障，及時更換備品備件；若是接線問題，重新進行接線；B、維護頻次組件溫度傳感器、角度傳感器的日常運維頻率為兩個月一次。維護要求傳感器維護要求設(shè)備日常運維定期運維后臺查看備注組件溫度傳感器a.傳感器是否脫落b.傳感器貼片與背板間是否有空隙c.膠帶是否固定牢固，后期是否存在脫落的風(fēng)險d.現(xiàn)場接線是否斷對所有組件背板溫度傳感器進行重新粘貼固定a.查看溫度數(shù)據(jù)是否存在0值、死值和明顯偏大偏小的值；b.對同一系統(tǒng)的幾個溫度傳感器數(shù)據(jù)進行對比，偏差較大的及時去現(xiàn)場排查明顯偏大偏小的值：監(jiān)控系標記的紅色數(shù)據(jù)。死值：查看歷史曲線是一個恒定不變的值。偏差定為±3℃角度傳感器a.傳感器是否脫落b.傳感器下表面與組件平面是否平行c.傳感器x方向是否指向南北向，y方向是否指向東西向d.是否存在接線斷落問題a.使用角度儀對所有傳感器的安裝方位和角度進行調(diào)節(jié)，使傳感器下表面與組件平面平行，x方向指向南北向，y方向指向東西向b.對所有傳感器螺絲進行重新緊固a.查看角度數(shù)據(jù)是否存在死值和明顯偏大偏小的值；b.對同一類型支架的幾個角度傳感器數(shù)據(jù)進行對比，偏差較大的及時去現(xiàn)場排查明顯偏大偏小的值：監(jiān)控系標記的紅色數(shù)據(jù)。死值：查看歷史曲線是一個恒定不變的值。偏差定為±5° 采集系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)頻率監(jiān)控數(shù)據(jù)包括直接采集數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)，所有設(shè)備（不包含IV曲線掃描數(shù)據(jù)）采樣周期均為10s，得到原始數(shù)據(jù)，取5分鐘平均值作為5分鐘整編數(shù)據(jù)點，常規(guī)數(shù)據(jù)報表輸出及常規(guī)分析以5分鐘整編數(shù)據(jù)點為基礎(chǔ)。設(shè)備時鐘電站內(nèi)所有設(shè)備均以北京時間為始終基準，最大偏差不超過100ms。上傳數(shù)據(jù)氣象站系統(tǒng)氣象站采集數(shù)據(jù)設(shè)備名稱數(shù)據(jù)名稱單位自動太陽跟蹤儀太陽瞬時方位角度（°）太陽瞬時高度角度（°）輻照儀

輻照儀晶硅參考片

高精度晶硅參考片瞬時輻照W/m^2當日累計輻照

當月累計輻照

當年累計輻照kWh全功能天氣傳感器環(huán)境溫度攝氏度（°C）相對濕度%RH氣壓kpa風(fēng)向度（°）風(fēng)速m/s降水量mm測試設(shè)備測試設(shè)備采集數(shù)據(jù)設(shè)備名稱數(shù)據(jù)名稱單位逆變器測量箱直流電流A直流電壓V交流電流A交流電壓V逆變器效率%在線式組件IV測試儀

在線式組串IV測試儀IscAVocVPmaxWImppAVmppVIdcAVdcVPdcW組件溫度攝氏度（°C）系統(tǒng)構(gòu)成建立采集柜和總服務(wù)器。采集柜管轄其區(qū)域內(nèi)所有上傳的信號點，所有數(shù)據(jù)每秒采集1次，要求采集時間偏差不超過0.1s，每半小時形成一個數(shù)據(jù)文件上傳到總服務(wù)器中，采集柜內(nèi)數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，不做任何剔除，直接上傳到總服務(wù)器中。數(shù)據(jù)處理方法在數(shù)據(jù)應(yīng)用之前，要對采集到的數(shù)據(jù)進行整理，對異常數(shù)據(jù)進行剔除。數(shù)據(jù)剔除須通過閾值及離散判定。1、閾值判定：對超過測試設(shè)備閾值的點剔除，判定范圍能夠調(diào)整設(shè)定；2、離散判定：對同類發(fā)電及測試設(shè)備不同數(shù)據(jù)點做中值，以中值作為基準，對過大或過小數(shù)據(jù)剔除，數(shù)據(jù)范圍可以設(shè)定。數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)采集通過一定的算法形成相應(yīng)報表及可視化展示成果。氣象分析功能監(jiān)控系統(tǒng)至少包括以下氣象分析功能輻照度計算：從輻照計中導(dǎo)出累計輻照或通過瞬時輻照積分得到，形成水平/傾角日、月、年累計輻照。溫度計算：以瞬時溫度計算日平均溫度（傾角輻照度大于50W/m2），計算日最