摘要：設(shè)計(jì)了一套更高性?xún)r(jià)比，且容易操作的電站監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合了互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，并為光伏電數(shù)據(jù)的傳輸構(gòu)建了相應(yīng)的通道，可支持云存儲(chǔ)等功能，同時(shí)也為用戶(hù)提供了多元化的查詢(xún)功能。

  關(guān)鍵詞：分布式太陽(yáng)能光伏電站；監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

  當(dāng)前，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，傳統(tǒng)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，很難對(duì)其進(jìn)行全面的管控，而且在準(zhǔn)確度以及效率等層面，都相對(duì)較低。因此，構(gòu)建效率高和準(zhǔn)確的分布式光伏電站智能監(jiān)控系統(tǒng)就顯得極為重要。本次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，涵蓋了感應(yīng)、監(jiān)控模塊，以及計(jì)算機(jī)集群等。其中監(jiān)控模塊，重要完成的是數(shù)據(jù)的采集和傳輸。其中采集的內(nèi)容涵蓋了電源流量，電路狀況，元件的工作時(shí)間等，同時(shí)還提供了一些安全隱患處理技術(shù)。感應(yīng)模塊，則涵蓋了溫度和光學(xué)兩個(gè)模塊。前者主要是對(duì)電路元件中的溫度進(jìn)行監(jiān)控，而后者，則是對(duì)當(dāng)前的太陽(yáng)能強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這些數(shù)據(jù)可以讓相關(guān)管理人員能夠更好的管控這種光伏電站。此外，軟件還提供了基于計(jì)算機(jī)集群處理的遠(yuǎn)程監(jiān)控流程圖，同時(shí)還提供了基于CISC單片機(jī)傳輸載波的算法設(shè)計(jì)，大量實(shí)現(xiàn)結(jié)果顯示，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以滿(mǎn)足效率性和準(zhǔn)確性需求。

一分布式光伏電站遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1總體設(shè)計(jì)分析

  本次開(kāi)發(fā)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，主要的構(gòu)成就是監(jiān)控、感應(yīng)以及計(jì)算機(jī)集群這幾個(gè)模塊，對(duì)于監(jiān)控模塊而言，可以實(shí)現(xiàn)光伏電站中的諸多數(shù)據(jù)的傳輸，包括元件的工作時(shí)間以及電路的運(yùn)行情況等進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)還能為提出隱患報(bào)警和處理功能。而感應(yīng)模塊能夠讓本系統(tǒng)獲得諸多的一線數(shù)據(jù)，進(jìn)而讓?xiě)?yīng)用人員能夠?qū)夥娬镜倪\(yùn)行情況有著更加清晰的了解。這兩個(gè)模塊的數(shù)據(jù)都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和顯示，而處理不同電力模塊的相關(guān)計(jì)算機(jī)，采用分布式方式實(shí)現(xiàn)集群化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體智能監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建。

2監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)

  針對(duì)監(jiān)控模塊的實(shí)現(xiàn)，主要使用了CISC單片機(jī)，它是該模塊的核心元件。這種單片機(jī)具有較高的靈敏度，而且可以提供豐富的指令，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域使用十分廣泛。實(shí)際上，這種單片機(jī)在本次開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)中，扮演者極為重要的角色，可以讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)還能夠顯著節(jié)約人力資源。該監(jiān)控模塊提供了三個(gè)主流電路，另外還有五個(gè)支路電路，前者主要包括數(shù)據(jù)傳輸、流量以及計(jì)時(shí)電路。而支流電流則包括了：計(jì)算機(jī)接口、中斷、展示、通信以及存儲(chǔ)裝置電路。它們都需要接受CISC單片機(jī)的管控，并由其將相關(guān)數(shù)據(jù)，傳遞至計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一分析。

3感應(yīng)模塊設(shè)計(jì)

  該感應(yīng)模塊主要涵蓋了溫度和光學(xué)兩個(gè)部分，前者主要是對(duì)電路中的諸多元件的溫度值進(jìn)行采集，如果其中的元件的溫度出現(xiàn)異常，那么就需要啟動(dòng)報(bào)警機(jī)制，或者對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。光學(xué)傳感裝置，主要是對(duì)電站中的太陽(yáng)能的強(qiáng)度進(jìn)行感測(cè)，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳遞至使用人員。這樣，他們就能結(jié)合這些數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前的電站運(yùn)行細(xì)節(jié)有著更加全面的了解，由此也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的預(yù)測(cè)。太陽(yáng)能強(qiáng)度，也決定著光伏電站的選址。所以，該傳感器在本次開(kāi)發(fā)的智能系統(tǒng)中，同樣具有重要作用。該傳感裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)制為：當(dāng)其感測(cè)到太陽(yáng)光之時(shí)，就會(huì)將其光強(qiáng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后將其置入短路電路，觀測(cè)相應(yīng)的電流值，接著將其傳遞至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，由此就可以算出該電站所能得到的太陽(yáng)能強(qiáng)度。

二遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

  本計(jì)算機(jī)群組，可支持?jǐn)?shù)據(jù)收發(fā)和電路修正等諸多功能，可以借助于系統(tǒng)軟件，對(duì)光伏電站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，其具體流程為：首先對(duì)系統(tǒng)中的硬件部分進(jìn)行初始化，然后對(duì)電站中的載波進(jìn)行觀測(cè)。這個(gè)載波主要是由CISIC單片機(jī)所產(chǎn)生，可以對(duì)該載波進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)分析當(dāng)前該系統(tǒng)的運(yùn)行十分正常。如果不能發(fā)現(xiàn)載波，那么就需要重新初始化系統(tǒng)硬件，如果持續(xù)五次沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，那么系統(tǒng)就需要給出相應(yīng)的錯(cuò)誤日志，并將給出警報(bào)信息，讓相關(guān)人員進(jìn)行處理。如果發(fā)現(xiàn)該載波，那么就開(kāi)展后續(xù)的工作直至整個(gè)監(jiān)控體系的成功構(gòu)建。此時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的收發(fā)，并結(jié)合系統(tǒng)的處理，來(lái)對(duì)光伏電站中所存在著的隱患進(jìn)行修復(fù)和改善。

三分布式太陽(yáng)能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

  為了更好地方分析本次開(kāi)發(fā)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和效率性能否滿(mǎn)足需求，就需要將傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)和本次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析。其中選擇的實(shí)驗(yàn)對(duì)象為某市分布式光伏電站。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出：傳統(tǒng)的基于SCAD分布式智能監(jiān)控系統(tǒng)，其泰勒逼近誤差曲線具有顯著的波動(dòng)性，而本次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，在這方面的誤差表現(xiàn)較為穩(wěn)定，僅為0.21350。電壓誤差均值僅為0.14560。顯著的低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這意味著本次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，在準(zhǔn)確性方面相對(duì)較高。此外，本次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，其計(jì)算機(jī)接口的數(shù)據(jù)傳輸效率，均值也達(dá)到了84.750%，這個(gè)數(shù)值也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的SCADA遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)下的計(jì)算機(jī)傳輸效率。這從速度層面，也證實(shí)了本次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)具有更多的優(yōu)勢(shì)。

  從功能角度來(lái)看，監(jiān)控模塊可以對(duì)相關(guān)的分布式光伏電站的相關(guān)的傳輸信息、電路以及相關(guān)部件的運(yùn)行時(shí)間等信息進(jìn)行全面的監(jiān)管。而其中的感應(yīng)模塊，則能夠借助于溫度和光學(xué)傳感裝置，一方面能夠?qū)夥娬局械闹T多元件的健康度進(jìn)行分析，另一方面，還能夠感測(cè)到太陽(yáng)能強(qiáng)度，從而幫助管理人員更好的對(duì)光伏電站進(jìn)行管控。

四安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)介紹

1概述

  AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)通過(guò)監(jiān)測(cè)光伏站點(diǎn)的逆變器設(shè)備，氣象設(shè)備以及攝像頭設(shè)備、幫助用戶(hù)管理分散在各地的光伏站點(diǎn)。主要功能包括：站點(diǎn)監(jiān)測(cè)，逆變器監(jiān)測(cè)，發(fā)電統(tǒng)計(jì)，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環(huán)境監(jiān)測(cè)，設(shè)備檔案，運(yùn)維管理，角色管理。用戶(hù)可通過(guò)WEB端以及APP端訪問(wèn)平臺(tái)，及時(shí)掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。

2應(yīng)用場(chǎng)所

  目前我國(guó)的兩種分布式應(yīng)用場(chǎng)景分別是：廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽?hù)用光伏和工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類(lèi)分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計(jì)量?jī)x表，通過(guò)網(wǎng)關(guān)將采集的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)管理。用戶(hù)可以通過(guò)PC訪問(wèn)平臺(tái)，及時(shí)獲取分布式光伏電站的運(yùn)行情況以及各逆變器運(yùn)行狀況。平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

4系統(tǒng)功能

  AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)軟件采用B/S架構(gòu)，任何具備權(quán)限的用戶(hù)都可以通過(guò)WEB瀏覽器根據(jù)權(quán)限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

光伏發(fā)電；事件記錄；運(yùn)行環(huán)境

5系統(tǒng)硬件配置

【參考文獻(xiàn)】

[1]剡昕.分布式太陽(yáng)能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J].民營(yíng)科技，2018年第10期

[2]wang明，高翔，文崢．光復(fù)書(shū)局可視化系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].控制與信息技術(shù)，2018(2)：144

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版