摘要：光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，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)時監(jiān)控和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握電站的運(yùn)行情況，其友好的用戶界面、強(qiáng)大的分析功能、完善的故障報(bào)警確保了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；智能電力儀表；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)。
1 概述
本項(xiàng)目主要是通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測廣西交投大廈屋頂光伏發(fā)電，使用安科瑞品牌匯流箱AGFT-M4、深圳科士達(dá)逆變器KSG1－100K、利城環(huán)境檢測儀實(shí)時監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，并網(wǎng)柜使用安科瑞多功能儀表計(jì)量發(fā)電量。以上設(shè)備通過RS485通訊與后臺組網(wǎng)。
2 需求分析
為保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常工作。需要對項(xiàng)目現(xiàn)場的匯流箱、逆變器進(jìn)行電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)控。通過環(huán)境監(jiān)測儀實(shí)時掌握天氣情況，一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時越限報(bào)警，有關(guān)人員采取相應(yīng)的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)，便于用戶了解整個光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行情況。
數(shù)據(jù)采集
自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。
支持實(shí)時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。
支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗(yàn)，異常數(shù)據(jù)自動處理。
支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
數(shù)據(jù)實(shí)時顯示采用光伏發(fā)電主接線圖直觀顯示模式，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。
數(shù)據(jù)分析與處理
數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)、分析需要實(shí)現(xiàn)以下功能：
各匯流箱發(fā)電數(shù)據(jù)小時、日、月、年等時間段內(nèi)發(fā)電量的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算。
統(tǒng)計(jì)各分站及整體的發(fā)電量。
權(quán)限管理
要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機(jī)制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù)，防止信息的丟失、失竊和破壞。
為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐，并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。
3 系統(tǒng)方案
安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)廣西交投大廈光伏發(fā)電項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過光纖將數(shù)據(jù)上傳至值班室的監(jiān)控主機(jī)，保障了電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時性。
1）站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在廣西交投大廈光伏發(fā)電項(xiàng)目工程中主要指置于地下一層配電室的監(jiān)控主機(jī)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。通訊管理機(jī)主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使發(fā)電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了發(fā)電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，通訊服務(wù)器通過光纖到達(dá)該值班室監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4 系統(tǒng)功能
光伏發(fā)電一次實(shí)時系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到匯流箱、并網(wǎng)柜、逆變器等設(shè)備的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：電壓、電流、發(fā)電功率、總發(fā)電量等。如下圖所：
一次系統(tǒng)圖
監(jiān)控系統(tǒng)可分區(qū)域?qū)崟r監(jiān)控各光伏陣列的充電電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息，并對故障點(diǎn)進(jìn)行異常顯示與報(bào)警提示。
可針對光伏發(fā)電現(xiàn)場的各種事件進(jìn)行記錄，如:通訊采集異常、開關(guān)變位、操作記錄等，時間記錄支持按類型查詢，并可對越限報(bào)警進(jìn)行更改設(shè)置如下圖所示：
報(bào)警功能實(shí)時查詢
參數(shù)抄表功能，主要對匯流箱各回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢廣西交投大廈光伏發(fā)電各發(fā)電回路的電參數(shù)，主要包括：電流、發(fā)電功率和發(fā)電量。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示：
電參數(shù)抄表
系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。
5 總結(jié)語
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在廣西交投大廈光伏發(fā)電項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對發(fā)電回路的電參量的實(shí)時監(jiān)控，不僅能顯示回路發(fā)電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時顯示光伏系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對參數(shù)越限具有彈出報(bào)警對話框、語音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為項(xiàng)目解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。
