向 韜，孫杰臣

（揚州大學廣陵學院，江蘇 揚州 225000）

太陽能光伏發(fā)電是當前新能源產業(yè)中非常重要的一個，它是利用太陽能電池實現(xiàn)光電轉換，再將電能通過直流電轉換成符合使用規(guī)定的交流電。光伏發(fā)電符合低碳經濟的發(fā)展要求，是我們新能源產業(yè)中的關鍵產業(yè)之一。另外，光伏發(fā)電的優(yōu)勢也十分明顯，它無污染、安全、可靠、資源比較豐富、安裝十分方便，因此，太陽能光伏發(fā)電在世界范圍內被廣泛使用。

太陽能光伏發(fā)電受場地限制的情況比較少，空曠的場地和沙漠、房屋頂等都可以安裝設備，而從分布形式來看，主要有集中分布和多點離散分布等。太陽能光伏發(fā)電的重點和難點是在對設備的監(jiān)控上，需要對所涉及的設備進行跟蹤監(jiān)控，獲取設備運行的數據信息，進而保障設備的健康運行。因此，相關部門要加強對光伏電站的監(jiān)控，以保證光伏發(fā)電無線監(jiān)控系統(tǒng)的運行安全。

1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括以下幾部分：①太陽電池板陣列。這是太陽能光伏發(fā)電的關鍵部分，太陽電池是將光能轉換成電能的關鍵，然后通過電池串并聯(lián)可以有效擴大電流電壓，進而為電能的輸出提供基礎。②逆變器。這是在太陽能電池板陣列中將直流電轉換成交流電的主要設備。③跟蹤裝置。該裝置主要調節(jié)電池板和太陽的位置，確保電池板能夠充分利用太陽能。④蓄能裝置。這是太陽能光伏發(fā)電的關鍵環(huán)節(jié)，當沒有陽光時，蓄能裝置是十分重要的，儲能裝置可以在缺乏光源的時候為設備運行提供能源。⑤監(jiān)控系統(tǒng)。這也是太陽能光伏發(fā)電的重要設備，它對整個發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況進行實時監(jiān)管，以保障發(fā)電系統(tǒng)的健康運行。這些設備的和系統(tǒng)的設置會根據實際情況進行相應的調整，并不是所有的太陽能光伏發(fā)電都需要這些設備，如果不需要跟蹤裝置也可以不設置。

2 太陽能光伏發(fā)電無線監(jiān)控系統(tǒng)

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行需要一定的監(jiān)控，無線監(jiān)控系統(tǒng)是當前主流的監(jiān)控系統(tǒng)之一。運用無線監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對發(fā)電系統(tǒng)運行數據的采集和運行狀態(tài)的監(jiān)管，及時調整太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行參數，以保障太陽能發(fā)電系統(tǒng)的運行安全?，F(xiàn)階段，在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)管方面還存在一些問題，需要進一步優(yōu)化相關內容。

2.1 傳感器與執(zhí)行機構層

傳感器與執(zhí)行機構層是無線監(jiān)控系統(tǒng)的首要層次，環(huán)境數據傳感器、站點數據傳感器與逆變器等系統(tǒng)的連接，能夠及時將這些信息傳遞給管理人員，管理人員通過分析這些信息來判斷太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況。

傳感器與執(zhí)行機構層是系統(tǒng)第一層。該層的環(huán)境數據傳感器、逆變器、站點數據傳感器和執(zhí)行機構通過各從站與現(xiàn)場總線相連接。太陽能光伏發(fā)電站的正常運行需要多設備系統(tǒng)的支持，需要多組發(fā)電單元，發(fā)電單元的組成是太陽電池板和跟蹤裝置共同構成的。同時，還要掌握電池組的相關信息，比如溫度、輸出電壓、輸出電流等，這些信息的收集是通過各站點數據傳感器完成的。逆變器也是太陽電池板發(fā)電的重要裝置之一，它實現(xiàn)了直流電向交流電的轉換。在選擇逆變器時，要結合電站功率的大小，在設置上可以采用單臺或多臺的形式。逆變器也是數據輸出的重要設備之一，通過逆變器可以傳輸單日發(fā)電量、總發(fā)電量、功率因數等信息，以便工作人員全面監(jiān)控太陽能光伏發(fā)電設備。

2.2 PLC現(xiàn)場監(jiān)控層

PLC現(xiàn)場監(jiān)控層也是太陽能光伏發(fā)電無線監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，通過接入模塊、PLC控制器、操作屏和GPRS無線傳輸模塊，可以實現(xiàn)對太陽跟蹤裝置的全面控制，進而保障太陽跟蹤裝置的順利運行。對于太陽跟蹤方法，有不同方法可供選擇，而光感跟蹤和時間跟蹤是2種主要的方法。將光感跟蹤與時間跟蹤相結合，能夠更好地掌握天氣變化情況，進而確定跟蹤方式，保障對光源的采集。PLC現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的順利運行與控制方法有密切的關系，在實際工作中，不僅要設置主處理器單元，還要設置備用處理器單元，防止主處理器單元失效的情況發(fā)生，進而更好地保障太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的健康運行。

2.3 遠程網絡監(jiān)控層

遠程網絡監(jiān)控層也是十分重要的，利用互聯(lián)網技術可以實現(xiàn)對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制，及時排查故障信息，同時，通過互聯(lián)網可以實現(xiàn)對運行數據的采集，修改相關參數，利用信號警報流程實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時監(jiān)視。另外，通過互聯(lián)網還可以實現(xiàn)對太陽能光伏發(fā)電整個運行過程的監(jiān)管，這是互聯(lián)網與客戶端結合所產生的控制效果。遠程網絡監(jiān)控階段的另一大特點是，組態(tài)控制服務器采用冗余設計，通過該設計可以實現(xiàn)2臺服務器同時工作，這樣既能實現(xiàn)相互監(jiān)控，又能保障客戶端的正常運行，一旦某個設備發(fā)生故障，另一個設備也能起到很好的替代作用，及時對數據進行采集和歸檔，有效恢復故障期的數據。

3 結束語

太陽能光伏發(fā)電是我國能源產業(yè)發(fā)展的重要方向，同時，它也符合低碳環(huán)保的經濟發(fā)展理念。近年來，我國在太陽能光伏發(fā)電項目上也進行了一定的研發(fā)和投入，取得了一定的成績。無線監(jiān)控系統(tǒng)是對太陽能光伏發(fā)電運行狀況的控制系統(tǒng)之一，通過該系統(tǒng)可以及時掌握太陽能光伏發(fā)電的運行狀況，及時排查太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的故障和潛在問題，以保障設備的健康運行，從而推動我國太陽能光伏發(fā)電產業(yè)的進一步發(fā)展。

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［3］周立峰，肖章，宋百姓.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑供配電中的應用研究［J］.城市建設理論研究（電子版），2015（20）.