隨著新能源在國內(nèi)市場(chǎng)的大規(guī)模開發(fā)和利用，光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)逐步趨于成熟和完善，如何對(duì)分布式光伏發(fā)電站實(shí)現(xiàn)高效的監(jiān)控，滿足光伏發(fā)電入網(wǎng)的需求，提高電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，是擺在我們業(yè)主面前急需解決的問題。分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)遵循安全可靠、技術(shù)先進(jìn)適度超前、經(jīng)濟(jì)合理、符合國情的原則，滿足電力系統(tǒng)自動(dòng)化總體規(guī)劃要求，且充分考慮光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展需求，對(duì)提高分布式光伏發(fā)電站的運(yùn)行管理效率，提升生產(chǎn)運(yùn)行管理水平，降低生產(chǎn)運(yùn)行和設(shè)備維護(hù)成本有著重大的意義。

　　1)信息系統(tǒng)的建立應(yīng)遵循“科學(xué)合理，適度超前，經(jīng)濟(jì)實(shí)用”的指導(dǎo)原則，把系統(tǒng)的安全性、可靠性、可擴(kuò)展性放在首位。

　　2)系統(tǒng)的建設(shè)，亦應(yīng)體現(xiàn)“便捷、高效”的原則，界面簡(jiǎn)潔、操作規(guī)范易行、傳輸及處理快捷。系統(tǒng)建設(shè)遵循“一次規(guī)劃，分步實(shí)施，集中開發(fā)，分片接入”的指導(dǎo)原則，達(dá)到“集約化管理，費(fèi)用最省，維護(hù)升級(jí)容易，擴(kuò)展性強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)安全性高”的基本要求。

　　3)系統(tǒng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和使用新的技術(shù)，系統(tǒng)安全可靠、功能實(shí)用完整、經(jīng)濟(jì)合理適中、技術(shù)先進(jìn)；系統(tǒng)具有針對(duì)性、實(shí)用性，具有先進(jìn)的支撐平臺(tái)，系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

　　4)系統(tǒng)應(yīng)滿足發(fā)展需要，系統(tǒng)配置按設(shè)計(jì)水平年的要求考慮，具備遠(yuǎn)景年發(fā)展所要求的擴(kuò)充能力；系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上符合國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，真正做到開放性，同時(shí)便于系統(tǒng)擴(kuò)展，具備應(yīng)用的即插即用。

　　5)系統(tǒng)軟件采用功能化和模塊化設(shè)計(jì)，功能模塊之間的接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一；提供應(yīng)用編程接口，支持用戶應(yīng)用軟件程序的開發(fā)，保證能和其他系統(tǒng)互聯(lián)和無縫集成；采用現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、圖形圖像及多媒體技術(shù)、分布式對(duì)象技術(shù)、面向?qū)ο蟮能浖こ碳夹g(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)；防火墻、物理隔離等安全防護(hù)技術(shù)，總體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平；本系統(tǒng)設(shè)計(jì)兼容linux/UNIX/WINDOWS操作平臺(tái)和各類關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

　　6)系統(tǒng)軟硬件應(yīng)嚴(yán)格遵循可靠性、先進(jìn)性、通用性和實(shí)用性、開放性原則，并完全符合國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　7)系統(tǒng)采用開放性分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分為站控層、網(wǎng)絡(luò)層、間隔層，各層功能專一又相互融合，滿足系統(tǒng)部署、配置上的靈活的要求。

　　8)網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力、傳送速率及傳送距離應(yīng)滿足系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)度要求。網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備相互獨(dú)立。

　　9)為保證系統(tǒng)信息接入的安全性，滿足《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》（電監(jiān)會(huì)5號(hào)令）的規(guī)定，此系統(tǒng)采用了信息集中處理，系統(tǒng)內(nèi)信息分發(fā)的機(jī)制，從而保證了系統(tǒng)信息安全。

　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次

　　分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由站控層、網(wǎng)絡(luò)層和間隔層三部分組成，圖如下：

　　l 站控層

　　分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控主站層設(shè)備采用分布式、開放式的設(shè)計(jì)和高性能的計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)，運(yùn)行人員通過站控層實(shí)現(xiàn)對(duì)接入各個(gè)光伏發(fā)電單元的集中狀態(tài)監(jiān)視和控制、保護(hù)信息記錄與分析等功能，并對(duì)異常情況及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

　　站控層由系統(tǒng)服務(wù)器、后臺(tái)應(yīng)用軟件系統(tǒng)、打印機(jī)、對(duì)時(shí)設(shè)備等組成。

　　l 網(wǎng)絡(luò)層

　　分分布式光伏發(fā)電站集中監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層主要采用通信管理機(jī)來完成采用多種通信規(guī)約的智能裝置的數(shù)據(jù)接入服務(wù)，用于多種繼電保護(hù)裝置及其它智能設(shè)備與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、保護(hù)信息管理裝置等通信，并采集開關(guān)設(shè)備位置、工作狀態(tài)等信息，對(duì)開關(guān)實(shí)施分合控制。

　　主要設(shè)備有光纖、屏蔽雙絞線、通信管理機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)等。

　　l 間隔層

　　間隔層的測(cè)控裝置具有良好的電磁兼容性能，較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，低功耗，較寬的工作溫度范圍。各保護(hù)測(cè)控單元通過現(xiàn)場(chǎng)總線送入通信管理機(jī)，再通過以太網(wǎng)與站控層互聯(lián)，把數(shù)據(jù)上傳給站控層。保護(hù)測(cè)控單元在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。

　　注意：間隔層測(cè)控單元可以沒有，則設(shè)備層既為間隔層

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置靈活，可以滿足各種條件的需求。提供豐富的通信接口，實(shí)現(xiàn)與地調(diào)的通信，上傳數(shù)據(jù)給調(diào)度中心，并接受地調(diào)的管理及功率控制和電壓調(diào)節(jié)。監(jiān)控系統(tǒng)通過用外網(wǎng)把將數(shù)據(jù)上傳至集團(tuán)/企業(yè)數(shù)據(jù)中心，在滿足《可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》的具體協(xié)議格式和發(fā)送數(shù)據(jù)格式的情況下，將本光伏發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至國家可再生能源數(shù)據(jù)中心。

　　圖4-1集中監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　圖5-1系統(tǒng)功能模塊

　　5.1.1數(shù)據(jù)采集

　　智能通訊終端負(fù)責(zé)采集設(shè)備實(shí)時(shí)信息，信息類型分為環(huán)境參數(shù)、模擬量、狀態(tài)量。環(huán)境參數(shù)包括主要包括日照強(qiáng)度（平面和垂直）、風(fēng)速、風(fēng)向、室外溫度、室內(nèi)溫度和電池板溫度等參量；模擬量包括電壓、電流及功率等電氣模擬量；狀態(tài)量包括開關(guān)狀態(tài)、事故跳閘信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、異常信號(hào)。

　　5.1.2實(shí)時(shí)監(jiān)視

　　監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)管轄的各個(gè)發(fā)電單元的生產(chǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，通過生產(chǎn)模擬圖、趨勢(shì)圖、棒狀圖和參數(shù)分類表等多種監(jiān)視方式各個(gè)發(fā)電單元的主要運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)。系統(tǒng)可以按招標(biāo)方要求進(jìn)行實(shí)時(shí)畫面組態(tài)。

　　5.1.3控制操作

　　控制各電氣間隔的斷路器、電動(dòng)隔離刀閘的分閘/合閘操作。控制操作可由站級(jí)工作站實(shí)現(xiàn)，也可在各間隔層測(cè)控裝置通過手動(dòng)操作完成。

　　5.1.4報(bào)警處理

　　提供完善的報(bào)警功能保證各種故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、定位、報(bào)警和恢復(fù)。報(bào)警處理分兩種方式，第一類為事故信號(hào)（緊急報(bào)警）即由非手動(dòng)操作引起的斷路器跳閘信號(hào)。第二類為預(yù)告信號(hào)，即報(bào)警接點(diǎn)的狀態(tài)改變、模擬量的越限、測(cè)控單元不正常狀態(tài)的出現(xiàn)。監(jiān)控的故障信息至少因包括以下內(nèi)容：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、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗，匯流箱數(shù)據(jù)異常等。對(duì)隨時(shí)出現(xiàn)的故障可進(jìn)行報(bào)警提示。報(bào)警內(nèi)容顯示在最前端，便于運(yùn)行人員查看報(bào)警內(nèi)容。

　　5.1.5報(bào)表功能

　　系統(tǒng)有專門的報(bào)表管理功能，定制靈活，功能豐富。具有全圖形的人機(jī)界面、所見即所得的功能、電子制表功能，能方便生成各種表格。

　　5.1.6時(shí)鐘同步

　　系統(tǒng)配置一臺(tái)GPS時(shí)鐘，支持北斗/GPS雙對(duì)時(shí)，保證各工作站的時(shí)間同步達(dá)到1ms精度要求。監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)時(shí)接口采用網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)方式。

　　5.1.7功率預(yù)測(cè)

　　以實(shí)時(shí)功率、測(cè)光數(shù)據(jù)和云況圖等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，滾動(dòng)預(yù)測(cè)光伏電站功率、功率變化率運(yùn)行趨勢(shì)。對(duì)每個(gè)光伏陣列的實(shí)際功率曲線進(jìn)行自動(dòng)繪制，并與光伏組件廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)曲線作對(duì)比，充分挖掘光伏電站潛力，提高滿負(fù)荷率。把預(yù)測(cè)光伏電站功率以曲線的形式在曲線管理里面進(jìn)行展示。

　　5.1.8系統(tǒng)管理

　　5.1.8.1系統(tǒng)設(shè)置

　　提供專用畫面，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)置和配置維護(hù)，保證系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。

　　5.1.8.2用戶管理功能

　　提供用戶管理功能，可分別設(shè)置用戶名稱、密碼及權(quán)限。用戶共分為系統(tǒng)管理員、操作員和一般用戶三種權(quán)限。

　　5.1.8.3操作指導(dǎo)

　　提供系統(tǒng)操作的操作向?qū)?，便于用戶熟悉本系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，并針對(duì)一些典型和日?；静僮魈峁┎僮髦笇?dǎo)及操作票，對(duì)目前電站普遍存在的典型事故提供簡(jiǎn)潔明了的處理指導(dǎo)及典型事故處理操作畫面等。