關鍵詞： 變電所;匯流箱；逆變器
摘要：該系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000 V8.0型光伏監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的管理。
0 概述
湖北九州方園新能源股份有限公司的獨資子公司，2012年6月成立，注冊資本1.69億元。公司專業(yè)從事并網(wǎng)光伏電站、光伏建筑一體化電站、光伏農業(yè)一體化電站的投資建設、運營維護和管理；生產、研發(fā)光伏照明、光伏充電等光伏集成應用系統(tǒng)。
光伏電站必須配備自動運行、功能完善的監(jiān)控系統(tǒng)。這種監(jiān)控系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)或變電站綜合自動化系統(tǒng)，相對來說，光伏電站內設備種類不及傳統(tǒng)電廠豐富，生產控制流程也不太復雜。但其典型特點是裝機容量大、占地面積廣、維護人員很少，這就要求生產運行、設備監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安保技防等各環(huán)節(jié)集中統(tǒng)一起來，且能夠適應其位置分散、配置靈活的特點。基于現(xiàn)場總線設計的大型光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)可以滿足這些要求。
由于太陽能電池板發(fā)電參數(shù)是不穩(wěn)定的，而且是波動和間斷的，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、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設備進行實時監(jiān)控和控制。光伏電站光伏監(jiān)控系統(tǒng)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。
本項目為3MW的廠區(qū)屋頂光伏并網(wǎng)發(fā)電。據(jù)客戶需求我司只需監(jiān)控逆變器及匯流箱?？蛻羧缧鑼崿F(xiàn)溫度、濕度、光照度、風向、風速模擬量采集，可另安裝環(huán)境監(jiān)控儀。
本項目共有5臺逆變器,41臺匯流箱。其中廠區(qū)有4臺逆變器，33臺匯流箱分布在1#廠房屋面、2#廠房屋面、倉庫屋面，監(jiān)控室在逆變器室旁。國貿大廈有1臺逆變器，8臺匯流箱分布在大廈屋頂，監(jiān)控室在大廈一層。
Acrel-2000 V8.0型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的最新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。
1 系統(tǒng)結構描述
本項目共有5臺逆變器,41臺匯流箱。其中廠區(qū)有4臺逆變器，33臺匯流箱分布在1#廠房屋面、2#廠房屋面、倉庫屋面，監(jiān)控室在逆變器室旁。國貿大廈有1臺逆變器，8臺匯流箱分布在大廈屋頂，監(jiān)控室在大廈一層。
本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，即站控層，通訊層 間隔設備層主要為：逆變器、匯流箱、環(huán)境監(jiān)測儀等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
網(wǎng)絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
以上網(wǎng)絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。
2 光伏監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
2.1 數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：逆變器相電壓U、相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度EPI、等數(shù)據(jù)，匯流箱電壓、各路電流等，環(huán)境監(jiān)測儀溫度、濕度、風速、風向、光照度等，遠程設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
2.2 人機交互
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設備狀態(tài)及相應實時運行參；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續(xù)記錄顯示等。
2.3 歷時事件2.4 數(shù)據(jù)庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
2.5 用戶權限管理
針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。
2.6 運行負荷曲線
負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨
勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
2.7 遠程報表查詢
報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。
報表具有自由設置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。
3 案例分析
3.1 客戶要求
本項目共有5臺逆變器,41臺匯流箱。其中廠區(qū)有4臺逆變器，33臺匯流箱分布在1#廠房屋面、2#廠房屋面、倉庫屋面，監(jiān)控室在逆變器室旁。國貿大廈有1臺逆變器，8臺匯流箱分布在大廈屋頂，監(jiān)控室在大廈一層。
客戶提供的配電監(jiān)測需求表：
3.jpg
客戶對報表的要求：對逆變器輸出和輸入率的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和環(huán)境溫濕度光照的報表并支持查詢歷史數(shù)據(jù)打印功能，逆變器日月年電能以棒圖的形式顯示。
3.2 針對本項目軟件實現(xiàn)功能
本項目中監(jiān)測點分布廣，采用光纖組網(wǎng)方式，以減少數(shù)據(jù)傳輸中的干擾。
光伏陣列監(jiān)測功能，主要完成對各個匯流箱，單路直流電流、光伏電壓、光伏總電流、匯流箱溫度監(jiān)測，各匯流箱運行狀態(tài)的監(jiān)測，并對故障點進行異常顯示與報警提示。如圖（3）
歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。
與間隔層；
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世界上最遙遠的，不是南極與北極的距離，
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