張碩 薛源

國網(wǎng)河北省電力有限公司石家莊供電分公司 河北石家莊 050000

分布式光伏發(fā)電擁有良好的市場前景。分布式光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)能很好地集中管理分散的光伏電站，對提高分布式光伏發(fā)電站的運行管理效率，提升生產(chǎn)運行管理水平，降低生產(chǎn)運行和設(shè)備維護成本有著重大的意義。但現(xiàn)有的光伏電站的維護工作量比較大，還需進一步深入研究，給出智能專家診斷系統(tǒng)，更有效地提供光伏電站的維護策略。

1 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求

1.1 系統(tǒng)簡述

分布式光伏指的是將大量的光伏直接向配電網(wǎng)中接入，并且廣泛分布在各個用電負荷周圍，是一種有效的發(fā)電能源。有效利用分布式光伏，可以有效地節(jié)約成本，并且能夠靈活地發(fā)電，且具有環(huán)保的優(yōu)點。將分布式光伏接入配網(wǎng)中之后，可以有效提高整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率，安全可靠、靈活經(jīng)濟地滿足環(huán)保與節(jié)能需求。但是跟常規(guī)的電源相比，分布式光伏電源由于其波動性與間隙性特性，相對的可控制性與可預測性就比較低。

1.2 系統(tǒng)功能

分布式光伏具有強大的功能，包括對數(shù)據(jù)與環(huán)境的監(jiān)測，監(jiān)控與防竊電管理，數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)的管理，還有統(tǒng)計、報表以及打印功能，同時還能對故障進行有效分析，并具備必要的通信管理等功能。要實現(xiàn)上述系統(tǒng)功能，相應(yīng)地必須滿足系統(tǒng)當中各模塊的技術(shù)要求，技術(shù)方面要確保信息檢測、發(fā)電量監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)控、防竊電監(jiān)測、異常信息報警、數(shù)據(jù)傳輸以及信息互動各個模塊的技術(shù)要求。同時還要滿足分布式光伏監(jiān)控裝置的技術(shù)要求，確保各項指標正常，按照相應(yīng)功能與執(zhí)行標準進行具體的設(shè)計與操作。

2 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集單元采集電站現(xiàn)場的所有重要設(shè)備的實時信息。信息主要包括環(huán)境氣象參數(shù)、主要設(shè)備的狀態(tài)量和模擬量以及現(xiàn)場設(shè)備（逆變器、匯流箱）的故障信息。環(huán)境氣象參數(shù)主要包括室外溫度、輻照度、風向、風速和組件溫度等氣象參數(shù)；設(shè)備的狀態(tài)量主要包括電站逆變器、匯流監(jiān)測箱等設(shè)備的防雷狀態(tài)，斷路器狀態(tài)，通訊狀態(tài)等。模擬量包括直流電壓、直流電流及輸入輸出功率等電氣參數(shù)信號；故障信息主要有逆變器和匯流監(jiān)測箱的溫度報警、電流超限、通訊斷開等故障信號?，F(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至無線網(wǎng)關(guān)，無線網(wǎng)關(guān)并將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控軟件，可以實時顯示累計發(fā)電量、方陣電壓、方陣電流、方陣功率、電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)頻率、實際輸出功率、實際輸出電流、太陽能電池組件溫度、輻照度、風速、風向等。監(jiān)控系統(tǒng)每一分鐘可記錄一次數(shù)據(jù)。

2.2 信息采集

對此部分的設(shè)計主要依據(jù)無線與有線等各種各樣的通信方式。通信方式當中，無線通信可以對各個運營商提供的相關(guān)公網(wǎng)業(yè)務(wù)進行全面支持；利用有線方式可以在監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)場采集裝置當中實現(xiàn)加密裝置模塊的布控，并利用相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)各個站點之間信息通道的獨立。無線方式當中利用防火墻、縱向加密認證裝置模塊、正反隔離裝置以及安全接入?yún)^(qū)來實現(xiàn)對分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)各種身份進行鑒別，保護信息的完整性，有效消除無線通信的利用所產(chǎn)生的各種信息安全風險[1]。

2.3 報警裝置

監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠進行報警，同時，也能夠利用保護裝置來進行操作，有利于了解系統(tǒng)狀態(tài)變化，并制定系統(tǒng)報警處理限制，通過對系統(tǒng)設(shè)備以及相關(guān)界限進行分類，從而為系統(tǒng)裝置運作提供保障，也能夠解決系統(tǒng)運作過程出現(xiàn)的問題、分層進行，便于查閱、檢索。報警輸出信息直觀、醒目，并伴有聲、光報警。

2.4 功率預測

光伏電站的功率能反映出電站的發(fā)電效率，對功率的預測以及研究功率的變化趨勢有助于更好的發(fā)揮電站的潛力。監(jiān)控系統(tǒng)能便捷地查看各個逆變器的實時功率和歷史功率，同時，能在趨勢圖里與輻射度、溫度和發(fā)電量進行對比分析。系統(tǒng)可自動繪制光伏陣列的實際功率曲線，并對比光伏組件廠家所提供的標準曲線，調(diào)整設(shè)備相應(yīng)參數(shù)，充分挖掘光伏電站潛力，提高光伏電站的負荷率，最大限度的提高發(fā)電效率。

2.5 信息交互

要實現(xiàn)分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)與氣象系統(tǒng)之間信息的安全交互。設(shè)定嚴格的交互規(guī)則，并用電力專用的防火墻來實現(xiàn)分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)和政府氣象系統(tǒng)之間的有效隔離。利用相關(guān)服務(wù)器從氣象系統(tǒng)獲取相關(guān)氣象信息的時候，要確保安全之后再進行獲取，并利用反向隔離裝置實現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)向監(jiān)控系統(tǒng)的單向傳輸。

3 分布式光伏運維的未來發(fā)展趨勢

3.1 互聯(lián)網(wǎng)+

互聯(lián)網(wǎng)+分布式光伏發(fā)電監(jiān)控運維平臺通過對實時運行數(shù)據(jù)的采集、計算、處理、分析、存儲，結(jié)合天氣狀況對發(fā)電數(shù)據(jù)進行挖掘分析，建立業(yè)務(wù)專家知識庫，實現(xiàn)一鍵體檢、自動巡檢等體檢服務(wù)，及時發(fā)現(xiàn)電站運行故障或隱患，并基于消息推送技術(shù)、智能化派單技術(shù)完成自動化運維服務(wù)，提高光伏電站的發(fā)電效率，增加用戶的發(fā)電收益。其中，一鍵體檢、自動巡檢、大數(shù)據(jù)分析全方位電站檢查服務(wù)采用獨立任務(wù)體方式控制，可擴展性強，適應(yīng)不同業(yè)務(wù)的需求，內(nèi)存采用緩存技術(shù)提高了任務(wù)處理、訪問效率，減輕了服務(wù)器壓力[2]。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)，就是物互聯(lián)。通過不同的傳感網(wǎng)絡(luò)，將信息傳感設(shè)備相互連接形成物品與物品的分布式系統(tǒng)，從而實現(xiàn)物品感知、識別、位置跟蹤等功能。遠程抄表主要是通過遠程智能終端的計量和數(shù)據(jù)采集，并通過網(wǎng)絡(luò)或其他傳輸方式傳送到特定系統(tǒng)的一種抄表方式，并在系統(tǒng)中完成其他形式的操作。遠程抄表系統(tǒng)工作周期通常以年為單位計算，關(guān)鍵設(shè)備需要24h實時監(jiān)測，而復雜的現(xiàn)場環(huán)境決定要從系統(tǒng)功能、體系架構(gòu)、軟硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、設(shè)備功耗等角度進行評價，以智能化、小型化的監(jiān)控系統(tǒng)為設(shè)計宗旨。而嵌入式系統(tǒng)則迎合了微型化、智能化的發(fā)展趨勢，為遠程抄表系統(tǒng)的建設(shè)提供了有效途徑，嵌入式系統(tǒng)已成為遠程抄表系統(tǒng)發(fā)展的方向之一。

4 結(jié)語

目前我國對光伏發(fā)電技術(shù)的利用范圍越來越廣，并且在國家的相關(guān)支持之下，越來越多的分布式廣電站實現(xiàn)了向電網(wǎng)的接入。因此，要積極利用分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)并實現(xiàn)其有效應(yīng)用，有效實現(xiàn)對分布式光伏電站的控制，才能確保其功效的有效發(fā)揮。