如何讓分布式光伏發(fā)電站智能化起來？
摘要：文章結合“互聯網＋光伏電站"的思想，利用互聯網技術，通過將光伏電站數字化，建立了本地智能運維管理系統(tǒng)和遠程協同運維管理系統(tǒng)，將現場光伏電站中各類設備的數據實時傳輸到集團數據中心并存儲，并對數據進行統(tǒng)計和分析，實現了以大屏的方式實時展示。
關鍵詞：互聯網技術；光伏監(jiān)控平臺；能源管理；分布式光伏
如何讓分布式光伏發(fā)電站智能化起來？
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研究背景
太陽能屬于可再生能源的一種，具有儲量大、可再生、就地可取等特點，因此成為目前人類所知可利用的較佳能源選擇。隨著全球可待續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，該技術得到了許多國家政府的大力支待，在全球范圍內廣泛使用。隨著光伏發(fā)電行業(yè)逐步邁入了“平價上網"時代，未來我國的光伏行業(yè)具有巨大的發(fā)展空間，2019年我國光伏新增裝機容量將達到43GW,累計裝機容量達到216GW。
隨著規(guī)模性的光伏電站的陸續(xù)建設和投入運行，光伏電站的建設質量問題、安全問題大量出現，設計缺陷、設備質盤缺陷施工不規(guī)范等問題都給光伏電站的質量和后期運維帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。這些問題單靠人力進行現場管理，不光是一種人力資源的浪費，而且無法及時發(fā)現和預防各種電站故障。為達到保證光伏發(fā)電系統(tǒng)質量、安全、經濟運行的目的，建設一套集實時監(jiān)控、集中管理、智能預警分析、災害防范為一體的光伏電站智能化遠程運營信息管理系統(tǒng)，來保證電站建立規(guī)范的管理機制，特別是保證電站質量管理和運維管理，顯得尤為重要。
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現狀及目的
目前，市場上相關的光伏監(jiān)控類產品比較雜，但是基于“互聯網＋＂的光伏大數據平臺應用不多，整個行業(yè)方向尚處于探索階段。業(yè)內比較有名的監(jiān)控平臺廠家主要是針對單個電站進行智能化管理，只是簡單地運用了相關的信息技術，尚未將大數據技術融合到光伏系統(tǒng)中去。同時，這類企業(yè)在光伏行業(yè)的涉及面不廣，在光伏的整個產業(yè)鏈方面具有一定的局限性。
智能光伏電站是全數字化電站，可實現"可信、可視、可管可控"。智能光伏電站采用創(chuàng)新組網方案，打破現有設計束縛，從簡化建設、系統(tǒng)性能匹配、簡化維護等角度重新對組件、線纜逆變器、升壓變、監(jiān)控與數據采集單元等系統(tǒng)部件進行組合優(yōu)化。智能光伏電站具有主動電網自適應技術，利用智能逆變器的高速處理能力、高采樣和控制頻率、控制算法等優(yōu)勢主動適應電網的變化，實現更好的多機并聯控制、更佳的并網諧波質量，更好地滿足電網接入要求，提高在惡劣電網環(huán)境下的適應能力。建設光伏電站監(jiān)控平臺主要解決的問題及目的：
(1)提高對生產現場的實時監(jiān)控能力。
(2)實現對光伏電站的質量監(jiān)控。
(3)實現對發(fā)電生產的信息化、自動化管理。
(4)為提高管理與決策水平提供信息支撐。
(5)建設光伏電站監(jiān)控設備的統(tǒng)一管理平臺。
(6)整合各類監(jiān)測數據，實現對不同人員的差異化服務。
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設計與實現
結合"互聯網＋光伏電站"的思想，利用互聯網技術，通過將光伏電站數字化、建立本地智能運維管理系統(tǒng)和遠程協同運維管理系統(tǒng)，將現場光伏電站中各類設備的數據實時傳輸到集團數據中心并存儲，然后對數據進行統(tǒng)計和分析，并大屏的方式實時展示，以充分滿足用戶對光伏電站的高發(fā)電量、低初始投資、低運維成本、高可靠性和安全性等需求為目的。在25年生命周期內，實現高收益、可運營、可管理、可演進。使管理人員快速、準確地了解光伏電站的發(fā)電效率和發(fā)電量，使運維人員對光伏電站中出現的設備故障做出及時的響應，對可能出現的質量問題做出預防，從而提高光伏電站的發(fā)電效率和運行質量。
監(jiān)控平臺整體布局
光伏監(jiān)控平臺采用純?yōu)g覽器和服務器(Browser/Server,B/S)結構的模式，以實現分布于不同地域的電站集中監(jiān)控管理為目標而進行開發(fā)設計，為電站提供接入服務。平臺系統(tǒng)主要由子站數據采集系統(tǒng)和遠程監(jiān)控中心兩部分組成。實時采集各光伏電站運行參數數據，通過互聯網遠程傳送到監(jiān)控平臺數據服務器內。監(jiān)控中心服務器對每個電站數據進行匯總分析、管理和展示，實現區(qū)域內所有光伏電站的狀態(tài)監(jiān)控和運行指導。數據中心支持用戶通過瀏覽器或智能手機終端遠程登錄查詢。
監(jiān)控中心提供強大的后臺數據庫服務器集群、數據磁盤陣列，以提供海量數據存儲；完備的災難恢復策略使用戶的運行數據不丟失；數據檢索、數據寫入分離設計，提高數據庫訪問速度。監(jiān)控數據服務中心的建設為實現光伏電站無人值守、投資安全、較優(yōu)運行、較佳維護提供技術保障
系統(tǒng)架構設計
光伏監(jiān)控平臺從設備端、數據服務、應用服務3方面進行設計。設備端支持光伏電站中常用的設備如逆變器、匯流箱、環(huán)境監(jiān)測儀、電表等，通過工業(yè)網關或通信管理機將不同廠家、不同型號及類型的設備進行統(tǒng)一數據管理，然后再通過不同的協議將數據上傳到數據服務端。數據服務端通過數據接入模塊、實時計算模塊、規(guī)則映射模塊將數據進行處理、統(tǒng)計、分析、分類存儲。應用服務將數據實時展示給決策管理人員及電站運維人員。
系統(tǒng)技術實現
監(jiān)控平臺可運行在Windows或Linux系統(tǒng)中，Web及APP應用接口采用PHP技術進行開發(fā)，可運行在IIS,Apache,Ngix服務器上；數據庫包含Redis,influxdb,MySQL數據庫；數據接入、實時計算、規(guī)則映射模塊采用C++開發(fā)。
系統(tǒng)展示
決策層、管理層及運維人員可以在不同地點用多種不同的方式通過監(jiān)控平臺實時了解、掌握各個電站運行的情況，可以快速響應電站出現的異常情況，減少電站的發(fā)電損失，提高運行效率。
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安科瑞分布式光伏運維云平臺介紹
概述
AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺通過監(jiān)測光伏站點的逆變器設備，氣象設備以及攝像頭設備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括：站點監(jiān)測，逆變器監(jiān)測，發(fā)電統(tǒng)計，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環(huán)境監(jiān)測，設備檔案，運維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺，及時掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。
應用場所
目前我國的兩種分布式應用場景分別是：廣大農村屋頂的戶用光伏和工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。
系統(tǒng)結構
在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀表，通過網關將采集的數據上傳至服務器，并將數據進行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺，及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平臺整體結構如圖所示。
系統(tǒng)功能
AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件采用B/S架構，任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據權限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內各建筑的光伏電站的運行狀態(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、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。
1）光伏發(fā)電
（1）綜合看板
●顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實時發(fā)電功率。
●累計日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。
●累計社會效益。
●柱狀圖展示月發(fā)電量
（2）電站狀態(tài)
●電站狀態(tài)展示當前光伏電站發(fā)電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數。
●統(tǒng)計當前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。
●攝像頭實時監(jiān)測現場環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風速等環(huán)境參數。
●顯示當前光伏電站逆變器接入數量及基本參數。
（3）逆變器狀態(tài)
●逆變器基本參數顯示。
●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。
●通過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。
●直流側電壓電流查詢。
●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢。
（4）電站發(fā)電統(tǒng)計
●展示所選電站的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計報表。
（5）逆變器發(fā)電統(tǒng)計
●展示所選逆變器的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計報表
（6）配電圖
●實時展示逆變器交、直流側的數據。
●展示當前逆變器接入組件數量。
●展示當前輻照度、溫濕度、風速等環(huán)境參數。
●展示逆變器型號及廠商。
（7）逆變器曲線分析
●展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線。
2）事件記錄
●操作日志：用戶登錄情況查詢。
●短信日志：查詢短信推送時間、內容、發(fā)送結果、回復等。
●平臺運行日志：查看儀表、網關離線狀況。
●報警信息：將報警分進行分級處理，記錄報警內容，發(fā)生時間以及確認狀態(tài)。
3）運行環(huán)境
●視頻監(jiān)控：通過安裝在現場的視頻攝像頭，可以實時監(jiān)視光伏站運行情況。對于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺控制功能。
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