分布式光伏电站智能管理系统

随着能源需求的增加，各种各样的光伏电站工程建设出现不同形式的技术缺陷。设计了分布式光伏电站区域智能系统，实现 了各个园区用电数据的集中管理。对光伏电站分布式运营管理进行了研究，采用集中运营管理中心的方法，建立了区域分布型光伏 电站集中运营管理结构模型。

我国太阳能丰富，在政府大力扶持光伏发电产业的当下，光伏发电相关技术均得到了长足的进步，其中最具代表性的就是分布式光伏发电技术。其主要优势是能够解决各地区日照长度、太阳能储能不均的情况，通过对各构件进行科学布设的方式，使太阳能得到充分的开发，再利用该技术对光伏发电项目的开发中，仍有许多问题存在，例如，相关人员无法严格管控组件质量， 导致不达标组件进入项目，影响发电系统运行的稳定性与安全性。

目前，分布式光伏发电系统的总容量比较小，并且光伏电站的功率受外界环境影响容易出现大起大落的现象。这使电压调整变得很困难。光伏电站运行维护人员不足，长时间不保养维护会影响光伏电站的发电效率。 针对上述问题，国内外学者作出了相关研究。提出了光伏电站并网运行工程建设及运营管理方法，改善了配电网供电质量。但该方法对用户信息的管理非常困难。该方法没有分区域管理，很难计算出用户的用电量信息。提出了基于无线组网的分布式光伏监控系统。该系统通过无线网实现了信息区域化管理，但对于光伏电站的功率控制能力较弱。

针对以上不足，本文根据电力系统自动化及无人值守的要求，总结国内外的研究生产的先进经验，专门研制出的新一代分布式光伏监控系统。系统具有保护、遥测、遥信、遥脉、遥调、遥控功能、可实现无人或者少人值守功能、为监控系统的安全、经济、可靠运行提供了全新的解决方案。

 为了能够在光伏设备发生故障时快速定位故障点，在硬件上选用智能型的汇流箱、逆变器；使用组态软件构建一个界面，将每个智能元器件在界面上显示出来，通过RS485总线将数据汇总到机柜串口后，通过光纤与上位机进行连接从而实现监视功能。该系统实现数据采集和状态监控的同时，可进行简单、直观的人机交互。其中，数据采集、状态监控和简单的数据分析由各种智能元器件来实现，人机交互通过组态软件实现；在组态软件中建立监控界面，将实时数据导入其中进行分析处理，两者之间的连接通过建立在C区的串口机柜实现，数据传输示意图如图1所示。

智能硬件系统通过Modbus驱动程序与上位机相连接，人机界面就可以显示设备数据的记录、数据报警等，系统软件结构如图2所示。 

 

 

系统功能

          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可以通过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）。

光伏发电

综合看板

显示所有光伏电站的数量，装机容量，实时发电功率。

累计日、月、年发电量及发电收益。

累计社会效益。

柱状图展示月发电量

 

电站状态

电站状态展示当前光伏电站发电功率，补贴电价，峰值功率等基本参数。

统计当前光伏电站的日、月、年发电量及发电收益。

摄像头实时监测现场环境，并且接入辐照度、温湿度、风速等环境参数。

显示当前光伏电站逆变器接入数量及基本参数。

 

逆变器状态

逆变器基本参数显示。

日、月、年发电量及发电收益显示。

通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线。

直流侧电压电流查询。

交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询。

 

电站发电统计

展示所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

 

逆变器发电统计

展示所选逆变器的时、日、月、年发电量统计报表

 

配电图

实时展示逆变器交、直流侧的数据。

展示当前逆变器接入组件数量。

展示当前辐照度、温湿度、风速等环境参数。

展示逆变器型号及厂商。

 

事件记录

操作日志：用户登录情况查询。

短信日志：查询短信推送时间、内容、发送结果、回复等。

平台运行日志：查看仪表、网关离线状况。

报警信息：将报警分进行分级处理，记录报警内容，发生时间以及确认状态。

 

运行环境

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行情况。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。

本文通过对物联网系统框架的研究，设计了集物联网应用控制平台、物联网终端通信平台和物联网终端设备的三级平台框架。该平台框架采用独特的数据传输格式，实现了不同设备不同命令按照一定规则组包，减少了无线通信交互次数，降低了物联网通信能耗。该平台框架还引入了多种加密算法动态选配的灵活机制，突破了物联网平台业务逻辑的复杂度，简化了事务处理过程，避免了增加不同通信协议繁琐的二次开发及测试流 程。这使得物联网应用控制平台和终端设备的接入化繁为简、化难为易，同时还解决了物联网平台的兼容性和可扩展性问题，并确保了数据传输的安全性和物联网 终端设备的通用性，从而有效地节约了人力、物力和财力，降低了接入成本和门槛，提高了企业效益。但该技术方案尚有未完善之处，后期还需深入研究。