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力控ForceControl在微電網(wǎng)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
項目概述
為了解決監(jiān)測設(shè)備分散獨立、無法進行遠程集中監(jiān)控和診斷的問題,本系統(tǒng)在不進行二次開發(fā)的情況下,實現(xiàn)所有光伏電站在線監(jiān)測設(shè)備的動態(tài)擴展接入,進行設(shè)備的統(tǒng)一管理,實現(xiàn)設(shè)備運行數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、查看和分析,提供綜合全面的運行狀態(tài)監(jiān)測、運行故障分析與告警通知、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計與分析、設(shè)備運行管理。
設(shè)備數(shù)據(jù)接入后進行分級存儲,分類匯總統(tǒng)計,利用監(jiān)測數(shù)據(jù)和事件信息,可以實現(xiàn)電站設(shè)備的集中遠程監(jiān)控,也可以為故障診斷提供技術(shù)手段和數(shù)據(jù)支持,同時為電站管理提供各類報表和全面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。監(jiān)測數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)類型和應(yīng)用特性分類存儲,實現(xiàn)不同層面和不同人員關(guān)注不同的信息,同時各級數(shù)據(jù)可自上而下進行追溯。
系統(tǒng)架構(gòu)

該微電網(wǎng)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)劃分為四個層次,包括:站控層、網(wǎng)絡(luò)層、調(diào)度層、信息層。

 

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如右圖所示:

1. 站控層
設(shè)備是由監(jiān)控主機(配監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl)、采集網(wǎng)關(guān)pFieldComm等組成;功能包括:提供子站所有設(shè)備的接入、監(jiān)控和管理、視頻監(jiān)控,以及將數(shù)據(jù)上傳到調(diào)度層。
2. 網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備由現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)線路等構(gòu)成;功能包括:提供全站運行和監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)與通信。
3. 調(diào)度層
設(shè)備包括:實時歷史服務(wù)器(配實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace)、Web服務(wù)器、打印機等組成;功能包括:實現(xiàn)對分散的光伏電站子系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)的采集、歷史數(shù)據(jù)存儲、WEB發(fā)布等。
4. 信息層
設(shè)備是由WEB客戶端、手機客戶端、遠程訪問服務(wù)器、安全網(wǎng)關(guān)(pSafetyLink)等組成;功能包括:使用者可以對自己關(guān)心的數(shù)據(jù)進行遠程訪問和管理,并且能保證調(diào)度層系統(tǒng)的安全性。
1、 數(shù)據(jù)采集與控制

1)逆變器監(jiān)控,采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括:當前總功率、發(fā)電量、二氧化碳減排量、直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、電流、逆變器機內(nèi)溫度等。
2)匯流箱監(jiān)控,采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括:光伏陣列每路電流或每個光伏陣列電流。報警數(shù)據(jù)涵蓋設(shè)備可提供的所有報警數(shù)據(jù)。
3)光伏陣列監(jiān)控,采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括:高度角、方位角、運行狀態(tài)、報警數(shù)據(jù)。
4)氣象監(jiān)測儀監(jiān)控,采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括:環(huán)境溫度 、光照強度、風速、風向等。

 

2、 統(tǒng)一的設(shè)備維護管理

力控軟件平臺提供設(shè)備使用狀況監(jiān)控功能,顯示逆變器等設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況、電流和電壓、設(shè)備的故障信息,提供自動報警功能,并對重要儀表進行統(tǒng)一管理,提示維修人員及時更換備件、及時維護,延長儀表的使用壽命。

 

3、 數(shù)據(jù)存儲與展現(xiàn)

調(diào)度中心負責實時采集重要參量并進行定期存儲,操作人員可以查詢歷史數(shù)據(jù),并且以報表和曲線、棒圖等形式進行展示并打印輸出,為技術(shù)人員分析系統(tǒng)運行狀況提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

 

4、 系統(tǒng)報警與告警通知

當系統(tǒng)任何節(jié)點、任何模塊出現(xiàn)故障或異常,在處理系統(tǒng)實時或歷史數(shù)據(jù)過程中發(fā)現(xiàn)異常、故障時,系統(tǒng)自動進行提示報警,包含預(yù)設(shè)的語音報警、報警簡報窗口顯示、報警總表顯示、報警即時打印、報警畫面、圖元變色等。
系統(tǒng)產(chǎn)生的報警信息,包括:告警時間、站點信息、告警類別、告警描述等。同時可以按時間、地域信息、報警類別、描述等做復(fù)雜的關(guān)鍵字組合查詢和復(fù)雜的統(tǒng)計分析。
告警通知向使用者提供故障設(shè)備的告警以及設(shè)備在故障前的預(yù)警功能,告警方式包括:
A、監(jiān)控界面集中告警
B、手機短信告警
C、E-mail電子郵件報警

 

5、 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控功能能夠展示實時的視頻內(nèi)容,從而實現(xiàn)“遙視”。視頻監(jiān)控可以單獨使用,即選擇某個視頻設(shè)備后,展示選定視頻設(shè)備傳輸過來的視頻影像;同時,視頻監(jiān)控可以實現(xiàn)視頻拍攝方向的調(diào)整、視頻的放大、縮小。

 

6、 分析診斷

分析診斷功能向使用者提供設(shè)備的故障分析功能,具體包括比對分析、專家分析。比對分析是通過多個設(shè)備運行數(shù)據(jù)的比較來發(fā)現(xiàn)問題,比如將兩臺逆變器的日發(fā)電量進行對比發(fā)現(xiàn),如果有一臺逆變器的發(fā)電量總是比另外一臺低,那么我們就可以認為發(fā)電量低的這一臺逆變器效率低下或疑似故障,借此也可以用來判斷逆變器的好壞。

 

7、 統(tǒng)計報表

系統(tǒng)可以為管理人員提供豐富的統(tǒng)計報表,并根據(jù)業(yè)務(wù)需要,系統(tǒng)可以自動按照日、月、季、年等方式提供不同粒度的數(shù)據(jù)分析;所有報表均可以導(dǎo)出為使用者非常習(xí)慣使用的EXCEL 或是通過連接的打印機進行打印輸出。

 

8、 數(shù)據(jù)的在線統(tǒng)計

能夠?qū)Πl(fā)電站運行的各種常規(guī)參數(shù)進行統(tǒng)計計算,包括按照日、月、年或任意時段,計算最大、最小值及其出現(xiàn)時間、平均值、越限次數(shù)、越限時間、越限率、合格率等。

 

9、 Web發(fā)布

通過力控軟件提供的Web功能,可以使用戶從IE瀏覽器上訪問工程畫面,瀏覽的效果與在力控軟件運行系統(tǒng)中看到的工程畫面完全相同,包含全部動態(tài)數(shù)據(jù)和動畫,方便系統(tǒng)的遠程管理。

 

10、 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)

力控軟件提供了用戶側(cè)光伏電站在線監(jiān)測系統(tǒng)認證技術(shù)規(guī)范V7.0、《可再生能源建筑應(yīng)用示范項目數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》等轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議,可以將數(shù)據(jù)傳到住建部以及金太陽中心。

 

項目總結(jié)

基于力控軟件平臺搭建的光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng),可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù),實現(xiàn)信息共享、交換、傳輸?shù)裙δ?,滿足用戶中心對數(shù)據(jù)的要求。

實現(xiàn)所有光伏電站在線監(jiān)測設(shè)備的動態(tài)擴展接入,進行設(shè)備的統(tǒng)一管理,實現(xiàn)設(shè)備運行數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、查看和分析,提供綜合全面的運行狀態(tài)監(jiān)測、運行故障分析與告警通知、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計與分析、設(shè)備運行管理。

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