近年來，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，然而環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，霧霾、沙塵暴嚴(yán)重影響到人們的生活。國家及其地方各級(jí)政府十分的重視環(huán)境保護(hù)，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(yuǎn)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(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、維護(hù)是一件十分困難的事情，并且需要耗費(fèi)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(jì)不合理、維護(hù)管理不到位外，蓄電池的運(yùn)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(shí)時(shí)的記錄現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況，且設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)無法及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，影響這個(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站的有效監(jiān)控，對(duì)光伏電站的安全可靠運(yùn)行，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。并通過對(duì)下屬多個(gè)光伏電站內(nèi)不同類別、不同型號(hào)的逆變器、光伏電池組件、匯流箱、微機(jī)保護(hù)、溫度傳感器等設(shè)備進(jìn)行管理。實(shí)現(xiàn)多個(gè)光伏電站完整、統(tǒng)一的實(shí)時(shí)監(jiān)測和運(yùn)行管理，可以有效減少人為干擾、節(jié)省人力、降低維護(hù)費(fèi)用等，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測與控制，構(gòu)成一個(gè)安全的、智能化的、綠色能源調(diào)度管理大系統(tǒng)。

1. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

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(shí)現(xiàn)方式，分為有線遠(yuǎn)程監(jiān)控與無線遠(yuǎn)程監(jiān)控兩種。有線方式的遠(yuǎn)程監(jiān)控主要是通過在現(xiàn)場跟監(jiān)控中心布線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸，實(shí)時(shí)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(yuǎn)，且布線費(fèi)用較高，安裝麻煩，不便于移動(dòng)等缺點(diǎn)，尤其是系統(tǒng)安裝在地形較復(fù)雜的邊遠(yuǎn)地區(qū)，采用有線遠(yuǎn)程監(jiān)控是無法實(shí)現(xiàn)的。無線遠(yuǎn)程監(jiān)控則不受地域與距離的限制,特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)具有特別重要的意義，在節(jié)省人工維護(hù)成本及其安裝費(fèi)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(shí)現(xiàn)設(shè)備的動(dòng)態(tài)擴(kuò)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(jìn)行分級(jí)存儲(chǔ)，分類匯總統(tǒng)計(jì)，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)和事件信息，可以實(shí)現(xiàn)電站設(shè)備的集中遠(yuǎn)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(jì)數(shù)據(jù)和各類報(bào)表。

1.2
數(shù)據(jù)采集傳輸層

光伏變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用了跨平臺(tái)及模塊化設(shè)計(jì)，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(shí)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(jìn)行定制。統(tǒng)一集控平臺(tái)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(yùn)行數(shù)據(jù)、警報(bào)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(yùn)行人員、檢修人員、管理人員等。

1.3
上位機(jī)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(dú)立，分層部署，完全松耦合，各服務(wù)可獨(dú)立升級(jí)和維護(hù)，不影響其他功能的應(yīng)用。已經(jīng)在電力系統(tǒng)多個(gè)地區(qū)調(diào)度、集控中心以及變電站/電廠投入實(shí)際運(yùn)行。

JTPV-RMS光伏變電站遠(yuǎn)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(yùn)行提供了可靠的保障。

1.4
光伏系統(tǒng)監(jiān)測拓?fù)鋱D

圖1.4-1

2. 系統(tǒng)功能

光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)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(jìn)行實(shí)時(shí)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(yùn)行情況，其友好的用戶界面、強(qiáng)大的分析功能、完善的故障報(bào)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(yùn)行。

2.1 數(shù)據(jù)采集

實(shí)時(shí)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(shí)發(fā)電功率、累計(jì)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(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)控周邊設(shè)備的運(yùn)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(shí)時(shí)監(jiān)測光伏電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和監(jiān)測其故障信息。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，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(shí)處理，并對(duì)設(shè)備的故障信息進(jìn)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(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)男铍姵爻潆姺绞�。提高電池容量延長使用壽命。當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時(shí)，太陽能電池板停止充電；如果蓄電池超過負(fù)載，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送切斷指令，蓄電池停止放電，以保護(hù)電池的使用壽命，減少維護(hù)成本。

2.4
遠(yuǎn)程監(jiān)控

監(jiān)控中心具有遠(yuǎn)程控制通訊接口，以保證監(jiān)控中心對(duì)光伏電站工作狀態(tài)的了解及遠(yuǎn)程控制的功能，監(jiān)控中心對(duì)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(xì)運(yùn)行參數(shù)顯示，具有電量累計(jì)、系統(tǒng)分析、歷史記錄功能。