:设计了一套更超高的性价比,且容易操作的电站监控系统。该系统融合了互联网和物联网,并为光伏电数据的传输构建了相应的通道,可支持云存储等功能,同时也为用户更好的提供了多元化的查询功能。
当前,分布式光伏发电系统相对复杂,传统的智能监控系统,很难对其做全面的管控,而且在准确度以及效率等层面,都相比来说较低。因此,构建效率高和准确的分布式光伏电站智能监控系统就显得很重要。本次开发的系统,涵盖了感应、监控模块,以及计算机集群等。其中监控模块,重要完成的是数据的采集和传输。其中采集的内容涵盖了电源流量,电路状况,元件的上班时间等,同时还提供了一些安全风险隐患处理技术。感应模块,则涵盖了温度和光学两个模块。前者主要是对电路元件中的温度进行监控,而后者,则是对当前的太阳能强度进行实时监控。这一些数据可以让相关管理人员能够越来越好的管控这种光伏电站。此外,软件还提供了基于计算机集群处理的远程监控流程图,同时还提供了基于CISC单片机传输载波的算法设计,大量实现结果为,本次设计的系统,能够完全满足效率性和准确性需求。
本次开发的智能监控系统,主要的构成就是监控、感应以及计算机集群这几个模块,对于监控模块而言,能轻松实现光伏电站中的诸多数据的传输,包括元件的上班时间以及电路的运作情况等进行监控。同时还能为提出隐患报警和处理功能。而感应模块能够让本系统获得诸多的一线数据,进而让应用人员能够对光伏电站的运作情况有着更清晰的了解。这两个模块的数据都能够最终靠计算机做处理和显示,而处理不同电力模块的相关计算机,采用分布式方式实现集群化,进而实现整体智能监控系统的构建。
针对监控模块的实现,主要使用了CISC单片机,它是该模块的核心元件。这种单片机具有较高的灵敏度,还能够提供丰富的指令,在工业应用领域使用十分广泛。实际上,这种单片机在本次开发的监控系统中,扮演者很重要的角色,可以让系统实现智能化运转,同时还能够显著节约人力资源。该监控模块提供了三个主流电路,其他的还有五个支路电路,前者最重要的包含数据传输、流量以及计时电路。而支流电流则包括了:计算机接口、中断、展示、通信以及存储装置电路。它们都需要接受CISC单片机的管控,并由其将有关数据,传递至计算机进行统一分析。
该感应模块主要涵盖了温度和光学两个部分,前者主要是对电路中的诸多元件的温度值进行采集,如果其中的元件的温度出现异常,那么就需要启动报警机制,或者对其进行调节。光学传感装置,主要是对电站中的太阳能的强度进行感测,并将相关的数据传递至使用人员。这样,他们就能结合这一些数据对当前的电站运行细节有着更全面的了解,由此也可以在一定程度上完成对未来经济效益的预测。太阳能强度,也决定着光伏电站的选址。所以,该传感器在本次开发的智能系统中,同样具备极其重大作用。该传感装置实现机制为:当其感测到太阳光之时,就会将其光强转换成电信号,然后将其置入短路电路,观测相应的电流值,接着将其传递至计算机做处理,由此就可以算出该电站所能得到的太阳能强度。
本计算机群组,可支持数据收发和电路修正等诸多功能,可以借助于系统软件,对光伏电站进行远程监控,其具体流程为:首先对系统中的硬件部分进行初始化,然后对电站中的载波进行观测。这个载波主要是由CISIC单片机所产生,可以对该载波进行仔细的检测,来分析当前该系统的运行十分正常。若无法发现载波,那么就要重新初始化系统硬件,如果持续五次未曾发现,那么系统就需要给出相应的错误日志,并将给出警报的信息,让有关人员做处理。假如发现该载波,那么就开展后续的工作直至整个监控体系的成功构建。此时,就能轻松实现远程数据的收发,并结合系统的处理,来对光伏电站中所存在着的隐患做修复和改善。
为了更好地方分析本次开发的远程监控系统的准确性和效率性能否满足需求,就需要将传统的远程智能监控系统和本次开发的系统来进行对比分析。其中选择的实验对象为某市分布式光伏电站。最后通过实验得出:传统的基于SCAD分布式智能监控系统,其泰勒逼近误差曲线具有非常明显的波动性,而本次开发的系统,在这方面的误差表现较为稳定,仅为0.21350。电压误差均值仅为0.14560。显著的低于国际标准,这在某种程度上预示着本次开发的系统,在准确性方面相比来说较高。此外,本次开发的系统,其计算机接口的数据传输效率,均值也达到了84.750%,这个数值也远高于传统的SCADA远程智能监控系统下的计算机传输效率。这从速度层面,也证实了本次开发的系统具有更多的优势。
从功能角度来看,监控模块可以对相关的分布式光伏电站的相关的传输信息、电路以及相关部件的运行时间等信息做全面的监管。而其中的感应模块,则能够借助于温度和光学传感装置,一方面能够对光伏电站中的诸多元件的健康度做多元化的分析,另一方面,还能够感测到太阳能强度,从而帮助管理人员更好的对光伏电站进行管控。
AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台通过监测光伏站点的逆变器设备,气象设备和摄像头设备、帮助用户管理分散在各地的光伏站点。基本功能包括:站点监测,逆变器监测,发电统计,逆变器一次图,操作日志,告警信息,环境监视测定,设备档案,运维管理,角色管理。用户可通过WEB端以及APP端访问平台,及时掌握光伏发电效率和发电收益。
目前我国的两种分布式应用场景分别是:广大农村屋顶的户用光伏和工商业企业屋顶光伏,这两类分布式光伏电站今年都发展迅速。
在光伏变电站安装逆变器、以及多功能电力计量仪表,通过网关将采集的数据上传至服务器,并将数据来进行集中存储管理。用户都能够通过PC访问平台,及时获取分布式光伏电站的运行情况以及各逆变器运行状况。平台整体结构如图所示。
AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台软件采用B/S架构,任何具备权限的用户都能够最终靠WEB浏览器根据权限范围监视分布在区域内各建筑的光伏电站的运行状态(如电站地理分布、电站信息、逆变器状态、发电功率曲线、是否并网、当前发电量、总发电量等信息)。
●视频监控:通过安装在现场的视频摄像头,可以实时监视光伏站运作情况。对于有硬件条件的摄像头,还支持录像回放以及云台控制功能。
部分小型光伏电站为自发自用,余电不上网模式,这种类型的光伏电站要安设防逆流保护设施,避免往电网输送电能。光伏电站规模较小,而且比较分散,对于光伏电站的管理者来说,通过云平台来管理此类光伏电站非常有必要,安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面:
Q/GDW1480-2015《分布式电源接入电网技术规定》,8kW~400kW可380V并网,超出400kW的光伏电站视情况也能够使用多点380V并网,以当地电力部门的审批意见为准。这类分布式光伏多为工商业企业屋顶光伏,自发自用,余电上网。分布式光伏接入配电网前,应明确计量点,计量点设置除应考虑产权分界点外,还应考虑分布式电源出口与用户自用电线路处。每个计量点均应装设双向电能计量装置,其设备配置和技术方面的要求符合DL/T448的相关规定,以及有关标准、规程要求。电能表采用智能电能表,技术性能应满足国家电网公司关于智能电能表的有关标准。用于结算和考核的分布式电源计量装置,应安装采集设备,接入用电信息采集系统,实现用电信息的远程自动采集。
380V电网,实现自发自用,余电上网。在380V并网点前要安设计量电表用于计量光伏发电量,同时在企业电网和公共电网连接处也要安设双向计量电表,用于计量企业上网电量,数据均应上传供电部门用电信息采集系统,用于光伏发电补贴和上网电量结算。
部分光伏电站并网点需要监测并网点电能质量,包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等,要安设单独的电能质量监测装置。部分光伏电站为自发自用,余电不上网模式,这种类型的光伏电站要安设防逆流保护设施,避免往电网输送电能,系统图如下。
这种并网模式单体光伏电站规模适中,可通过云平台采用光伏发电数据和储能系统运行数据,安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面:
此类分布式光伏装机容量一般比较大,一定要通过升压变压器升压后接入电网。由于装机容量较大,可能对公共电网造成比较大的干扰,因此供电部门对于此规模的分布式光伏电站稳控系统、电能质量以及和调度的通信要求都比较高。光伏电站并网点需要监测并网点电能质量,包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升
1MW分布式光伏电站的示意图,光伏阵列接入光伏汇流箱,经过直流柜汇流后接入集中式逆变器(直流柜依据情况可不设置),最后经过升压变压器升压至10kV或35kV后并入中压电网。由于光伏电站装机容量比较大,涉及到的保护和测控设备比较多,主要如下表:
[2]王明,高翔,文峥.光复书局可视化系统研究与实现[J].控制与信息技术,2018(2):144
陈怡锦,女,本科,安科瑞电气股份有限公司,主要是做智能电网供配电相关的研究和应用