離網光伏電站集中監控系統設計

呂 元

（ 中興能源（天津）節能服務有限公司，天津 300162）

1 概述

為解決偏遠地區電力工業薄弱，無法滿足生活用電需求的問題，我國建設了大量無電地區離網光伏電站。電站建設地區不僅地理位置偏遠，人員的區域分布也極不集中，除了相對較為集中的用戶外，還分散著游牧農戶和人數較少的寺廟，為改善這一現象，利用這些區域內得天獨厚的日照資源，采用離網型光伏發電系統，使當地擺脫無電或少電狀況，保障居民的生活基礎用電。

隨著無電地區離網電站數量的快速增加，并且分布散、環境差異大、業主需要將為分散在不同地區的多座光伏電站作納入一套遠程集中監測管理系統，對不同品牌、不同容量、不同型號的逆變器設備進行集中監測和統一管理，以實現不同區域范圍內多座電站的遠程集中監測，在電站壽命周期內，安全、平穩、高效運行，實現電站收益最大化。

2 系統方案設計

2.1 硬件系統

遠程集中監控的本地數據采集通訊以智能數據采集通訊集成箱為核心。以單個電站為單元，在單元內通過485屏蔽雙絞線將逆變器的通訊端接入智能數據采集通訊集成箱，使逆變器數據獲得采集，再通過智能數據采集通訊集成箱設備自帶的無線通訊模塊，使逆變器數據通過冗余的專網GPRS無線網絡傳輸至遠程集中監測管理中心。

智能數據采集通訊集成箱的采集設備除滿足數據采集、處理、發送和命令接收的要求外，還具有緩存功能，在外部環境不穩定或現場情況異常情況下，可實現斷點續傳功能。同時具備逆變器的通信功能，并且容量可擴，組態靈活，并內嵌電站現場設備通訊規約，可實現接口的轉換，規約轉換（支持Modbus-TCP，ASIIC， RTU標準規約，并支持將非標準Modbus規約轉換成標準的Modbus通訊規約）。

硬件設備均為工業級設備，同時具有高精度（關鍵監測設備偏差＜0.1%）、寬溫寬（溫寬范圍-40℃-80℃）、超高穩定性等顯著優勢。

2.2 軟件系統

在該項目中，軟件系統可描述為，數字化光伏電站監控管理系統是完整的操作系統軟件，它包括操作系統生成包、編譯系統、診斷系統和各種軟件維護、開發工具。操作系統能防止數據文件丟失或損壞，支持系統生成及用戶程序裝入，支持虛擬存儲，能有效管理多種外部設備。

數字化光伏電站監控管理系統為用戶提供交互式的、面向對象的、方便靈活的、易于掌握的、多樣化的工具，用戶能很方便的對圖形、曲線、報表、報文進行在線生成、修改。

數字化光伏電站監控管理系統采用模塊化結構，具有良好的實時響應速度和可擴充性。

數字化光伏電站監控管理系統采用帶隔離的、可靠的、抗干擾能力強的網絡結構。系統的數據采集器和數據服務器管理各個逆變器站和就地監測單元相互之間的數據通信，保證它們的有效傳送、不丟失。系統7x24小時自動監測網絡總線和各個接點的工作狀態，自動選擇、協調各接點的工作和網絡通信。監控系統提供通信接口驅動軟件，包括與站內各智能設備的通信接口軟件及與鑒衡數據中心的通信接口軟件等。數字化光伏電站遠程管理系統保證重要的數據和文件不被更改、刪除、非法拷貝；關鍵業務、進程不被非法停止，系統使用的數據處理與存儲服務器，數據采集器均配置高可靠的防火墻和自修補架構，防止外界入侵。 用戶可通過數字化光伏電站的本地監控平臺友好的用戶界面配合硬件產品實現：顯示電站裝機容量、業主信息、項目信息、日、月、年發電量、累計總發電量、有功功率、無功功率、功率因素、電流值、電壓值、故障報警、CO2減排量等。此外，我司已取得和通過相關信息安全資質和認證，可通過一流的技術手段和完善管理機制有效保障業主的信息安全。管理平臺的用戶權限可按照業主需求設置成管理員級別和一般用戶級別，其中管理員級別可同時開通訪問和控制權限，一般用戶級別可僅開通訪問權限。至于用戶名數量和外網訪問權限可依照業主需求設置。

3 系統功能

系統的主要功能和技術特點如下：

（1）該集中監控系統，可實現現有的離網電站的遠程集中監測（首批示范擬包含公司現有的213座已建成的離網電站）；

（2）系統支持后續持續建造的更多電站的系統加入；

（3）系統支持包括手機、電腦、平板電腦在內的多種移動終端顯示。

（4）可通過采用靈活高效的無線通訊方式，突破網絡環境制約；

（5）通過高集成采集通訊一體化設備，確保本地端設備插拔式使用；

（6）設備支持遠程調試，確保項目實施后的調試及維護時效性；

（7）實現遠程集控托管式服務，保證數據安全，集約業主投資成本。

結語

本文論述了應用于無電地區離網電站群的遠程集中監測管理系統，分析了系統的構建及功能特點。本系統的構建，將實現不同區域范圍內多座電站的遠程集中監測，為現有離網電站的管理和后續電站的建設提供了有力支撐。

[1]趙春江，楊金煥，陳中華，鄒乾林.太陽能光伏發電應用的現狀及發展[ J].節能技術. 2007. 461-465.

[2]朱偉鋼，林燕梅，周蕾.太陽能光伏發電在中國的應用[ J].現代電力.2007.19-23.