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力控ForceControl在微電網光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的應用
項目概述
為了解決監(jiān)測設備分散獨立、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)測設備的動態(tài)擴展接入,進行設備的統(tǒng)一管理,實現(xiàn)設備運行數(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、設備運行管理。
設備數(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)電站設備的集中遠程監(jiān)控,也可以為故障診斷提供技術手段和數(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)類型和應用特性分類存儲,實現(xiàn)不同層面和不同人員關注不同的信息,同時各級數(shù)據(jù)可自上而下進行追溯。
系統(tǒng)架構

該微電網光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)劃分為四個層次,包括:站控層、網絡層、調度層、信息層。

 

系統(tǒng)網絡架構如右圖所示:

1. 站控層
設備是由監(jiān)控主機(配監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl)、采集網關pFieldComm等組成;功能包括:提供子站所有設備的接入、監(jiān)控和管理、視頻監(jiān)控,以及將數(shù)據(jù)上傳到調度層。
2. 網絡層
網絡層設備由現(xiàn)場網絡交換設備、網絡線路等構成;功能包括:提供全站運行和監(jiān)控設備的互聯(lián)與通信。
3. 調度層
設備包括:實時歷史服務器(配實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace)、Web服務器、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
設備是由WEB客戶端、手機客戶端、遠程訪問服務器、安全網關(pSafetyLink)等組成;功能包括:使用者可以對自己關心的數(shù)據(jù)進行遠程訪問和管理,并且能保證調度層系統(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、逆變器機內溫度等。
2)匯流箱監(jiān)控,采集的基礎數(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)一的設備維護管理

力控軟件平臺提供設備使用狀況監(jiān)控功能,顯示逆變器等設備的運轉情況、電流和電壓、設備的故障信息,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,為技術人員分析系統(tǒng)運行狀況提供科學的數(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,包含預設的語音報警、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、描述等做復雜的關鍵字組合查詢和復雜的統(tǒng)計分析。
告警通知向使用者提供故障設備的告警以及設備在故障前的預警功能,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,即選擇某個視頻設備后,展示選定視頻設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;所有報表均可以導出為使用者非常習慣使用的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

能夠對發(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)的轉發(fā)

力控軟件提供了用戶側光伏電站在線監(jiān)測系統(tǒng)認證技術規(guī)范V7.0、《可再生能源建筑應用示范項目數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)技術導則》等轉發(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

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)測設備的動態(tài)擴展接入,進行設備的統(tǒng)一管理,實現(xiàn)設備運行數(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、設備運行管理。

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