近年來，我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，然而環(huán)境污染越來越嚴重，霧霾、沙塵暴嚴重影響到人們的生活。國家及其地方各級政府十分的重視環(huán)境保護，加大了可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，特別是電力設(shè)施方面的投資建設(shè)。經(jīng)過這幾年的發(fā)展，在電力方面取得了卓越成效，電網(wǎng)覆蓋面有了大幅度增加，但受自然條件和其他條件的制約，目前光伏電站普遍有存在如下問題：

1、由于各方面的原因，光伏電站一般都建在陽光充足、無人值守的邊遠地區(qū)，地理環(huán)境和自然條件較惡劣，按照以往的傳統(tǒng)的監(jiān)控方式進行實時監(jiān)測、維護是一件十分困難的事情，并且需要耗費大量的人力物力。

2、蓄電池是光伏電站故障率最高的設(shè)備，蓄電池提前失效的原因很多，除設(shè)計不合理、維護管理不到位外，蓄電池的運行管理不合理是導(dǎo)致蓄電池提前失效的重要原因。

3、由于電網(wǎng)的特殊性，需保持電能持續(xù)穩(wěn)定的輸出，傳統(tǒng)的監(jiān)控方式無法實時的記錄現(xiàn)場設(shè)備的運行情況，且設(shè)備出現(xiàn)故障時無法及時的發(fā)現(xiàn)并進行處理，影響這個光伏電站電能生產(chǎn)的效率。

因此建立光伏電站智能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對光伏電站的有效監(jiān)控，對光伏電站的安全可靠運行，具有十分重要的現(xiàn)實意義。并通過對下屬多個光伏電站內(nèi)不同類別、不同型號的逆變器、光伏電池組件、匯流箱、微機保護、溫度傳感器等設(shè)備進行管理。實現(xiàn)多個光伏電站完整、統(tǒng)一的實時監(jiān)測和運行管理，可以有效減少人為干擾、節(jié)省人力、降低維護費用等，實現(xiàn)智能監(jiān)測與控制，構(gòu)成一個安全的、智能化的、綠色能源調(diào)度管理大系統(tǒng)。

1. 項目設(shè)計

目前，大部分光伏監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控技術(shù)從通訊的實現(xiàn)方式，分為有線遠程監(jiān)控與無線遠程監(jiān)控兩種。有線方式的遠程監(jiān)控主要是通過在現(xiàn)場跟監(jiān)控中心布線實現(xiàn)遠距離信號傳輸，實時性好，但通信距離收到限制，即使是通過線路中繼器距離也不能太遠，且布線費用較高，安裝麻煩，不便于移動等缺點，尤其是系統(tǒng)安裝在地形較復(fù)雜的邊遠地區(qū)，采用有線遠程監(jiān)控是無法實現(xiàn)的。無線遠程監(jiān)控則不受地域與距離的限制,特別是在偏遠地區(qū)具有特別重要的意義，在節(jié)省人工維護成本及其安裝費用上面具有壓倒性的優(yōu)勢。

1.1
前端采集光能物理層設(shè)備

為實現(xiàn)設(shè)備的動態(tài)擴展接入，系統(tǒng)通過WBee的自組網(wǎng)方式即能完成新增監(jiān)控設(shè)備的快速接入。設(shè)備接入后采集的數(shù)據(jù)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(shè)備的集中遠程監(jiān)控，也可以為故障診斷提供技術(shù)手段和數(shù)據(jù)支持，也為電站管理提供全面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和各類報表。

1.2
數(shù)據(jù)采集傳輸層

光伏變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用了跨平臺及模塊化設(shè)計，部署方便、操作簡便，通過WCTU基于GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實現(xiàn)所轄變電站的統(tǒng)一管理，可根據(jù)電力行業(yè)自身管理需求和監(jiān)控現(xiàn)狀進行定制。統(tǒng)一集控平臺系統(tǒng)接入所有的光伏電站在線監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)：包括匯流系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、電能及電能質(zhì)量設(shè)備等；接入的數(shù)據(jù)非常全面：包括設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、警報數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)等；系統(tǒng)所提供的應(yīng)用服務(wù)面廣，服務(wù)的人員包含了電站的各類人員，包括運行人員、檢修人員、管理人員等。

1.3
上位機軟件應(yīng)用控制層

系統(tǒng)支持B/S和C/S應(yīng)用架構(gòu)，軟件遵循分層開放式體系結(jié)構(gòu)，各服務(wù)間各自獨立，分層部署，完全松耦合，各服務(wù)可獨立升級和維護，不影響其他功能的應(yīng)用。已經(jīng)在電力系統(tǒng)多個地區(qū)調(diào)度、集控中心以及變電站/電廠投入實際運行。

JTPV-RMS光伏變電站遠程監(jiān)控系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)生產(chǎn)管理的重要輔助手段，集成化、高清化、智能化的系統(tǒng)給光伏變電站安全運行提供了可靠的保障。

1.4
光伏系統(tǒng)監(jiān)測拓撲圖

圖1.4-1

2. 系統(tǒng)功能

光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)可對太陽能光伏電站里的電池陣列、匯流箱、逆變器、交直流配電柜、溫度傳感器、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備進行實時監(jiān)控和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握電站的運行情況，其友好的用戶界面、強大的分析功能、完善的故障報警確保了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運行。

2.1 數(shù)據(jù)采集

實時監(jiān)測太陽能電池板輸出的電壓和電流；電池組電壓、充放電電流、瞬時發(fā)電功率、累計發(fā)電量、單體電池電壓、單體電池溫度、環(huán)境溫度、逆變器輸出電壓、電流以及配電開關(guān)狀態(tài)等。同時，實時監(jiān)控周邊設(shè)備的運行狀況的數(shù)據(jù)采集，比如防雷器狀態(tài)、斷路器狀態(tài)、CO2、SO2減排量等。

2.2
故障監(jiān)測

實時監(jiān)測光伏電站設(shè)備運行狀態(tài)和監(jiān)測其故障信息。當設(shè)備發(fā)生故障時，通過WCTU的I/O腳發(fā)送短信告警信息，并把設(shè)備故障信息通過WCTU傳送到監(jiān)控中心，通知維修人員及時處理，并對設(shè)備的故障信息進行記錄，方便以后數(shù)據(jù)查詢使用，以便于故障分析跟定位。

2.3
電池管理

根據(jù)蓄電池的工作特點，選擇適當?shù)男铍姵爻潆姺绞健Ｌ岣唠姵厝萘垦娱L使用壽命。當電池處于放電狀態(tài)時，太陽能電池板停止充電；如果蓄電池超過負載，系統(tǒng)自動發(fā)送切斷指令，蓄電池停止放電，以保護電池的使用壽命，減少維護成本。

2.4
遠程監(jiān)控

監(jiān)控中心具有遠程控制通訊接口，以保證監(jiān)控中心對光伏電站工作狀態(tài)的了解及遠程控制的功能，監(jiān)控中心對現(xiàn)場的太陽能電池板及其周邊設(shè)備，具有遙測、遙控、遙信、遙調(diào)等易用的參數(shù)設(shè)置功能。監(jiān)控中心的系統(tǒng)軟件可以詳細運行參數(shù)顯示，具有電量累計、系統(tǒng)分析、歷史記錄功能。