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　　安科瑞 張奇峰

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司 214405

　　摘要：20世紀(jì)70年代后,，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，能源危機(jī)和大氣污染問題日益突出,，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少,，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時約有20億人得不到正常的能源供應(yīng),。太陽輻射能是重要的能源,，是取之不盡、用之不竭的,、無污染,、廉價、人類能夠自由利用的能源,。光伏發(fā)電就是講太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能的有效方式之一。光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)作為光伏發(fā)電的重要組成部分,，光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)通過實(shí)時監(jiān)測光伏發(fā)電設(shè)備：匯流箱,、逆變器、環(huán)境監(jiān)測儀以及安裝在重要回路的智能監(jiān)測儀表,，采集,、存儲、顯示相關(guān)電力參數(shù),，實(shí)現(xiàn)其智能化管理,。本文就內(nèi)蒙古明華項目中使用的Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)做一簡要介紹。

　　關(guān)鍵詞：內(nèi)蒙古明華 光伏發(fā)電 無人值守 綠色環(huán)保 智能配電系統(tǒng) 配電自動化

　　0引言

　　太陽能資源的分布與各地的緯度,、海拔高度、自然地理狀況和氣候條件有關(guān),。我國西藏,、青海、新疆,、甘肅,、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總輻射量和日照時數(shù)均為全國zui高,，屬世界太陽能資源豐富地區(qū)之一,。光伏發(fā)電場所須光照條件好,，沒有遮蔽物，鑒于此特性,，光伏發(fā)電的場地面積都較大,。反應(yīng)光伏系統(tǒng)各個設(shè)備正常運(yùn)行時的電流、電壓等參數(shù)實(shí)時采集是光伏系統(tǒng)的一個關(guān)鍵,，若是采用人工巡檢,，費(fèi)時，費(fèi)力,，所采集的數(shù)據(jù)有一定的時差性,，不能客觀的反應(yīng)整個系統(tǒng)在模式時間點(diǎn)的整體運(yùn)行狀態(tài)。所以一套智能的后臺電力監(jiān)控設(shè)備就顯得十分重要,。

　　在重要的光伏發(fā)電設(shè)備和系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)上安裝智能儀表,，通過智能儀表采集設(shè)備的電壓、電流等電參量,，后臺監(jiān)測系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備將智能儀表的各項目電參量采集自系統(tǒng)主機(jī)實(shí)時顯示,、存儲、處理,。通過智能化設(shè)備對整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測,，通過光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行參數(shù)的積累，分析,，制定和采取合適的運(yùn)行和維護(hù)方案,。由上可見光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)對用戶可靠,、安全,、實(shí)時維護(hù)光伏系統(tǒng)有十分重要的意義。構(gòu)建智能光伏發(fā)電維護(hù)體系,，全面使用智能儀表以及智能監(jiān)測管理終端設(shè)備，以此達(dá)到高效,、科學(xué),、合理的維護(hù)目的,。

　　Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)正是針對以上趨勢而研發(fā)的管理方光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng),。本系統(tǒng)通過對內(nèi)蒙古光伏發(fā)電系統(tǒng)的部分重要設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，通過對監(jiān)測回路運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測采集器運(yùn)行時的電力參數(shù)并進(jìn)行存儲,、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個計量體系運(yùn)行狀況,，找出系統(tǒng)運(yùn)行的故障點(diǎn),，為提高維護(hù)效率,，用戶實(shí)時掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀況提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐,。

　　本文以內(nèi)蒙古明華光伏發(fā)電項目為例,，簡單介紹Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)在內(nèi)蒙古明華光伏發(fā)電項目中的應(yīng)用。

　　1項目介紹

　　本項目位于內(nèi)蒙古明華,，本項目總計安裝250Wp多晶硅光伏組件80000片,，總裝機(jī)容量20.0MWP。本項目的光伏組件每20片組件串聯(lián)成串,，設(shè)計500KWP光伏逆變器38臺,，1000KVa箱式變壓器19臺，匯流箱264臺,，其中16進(jìn)1出226臺,，12進(jìn)1出38臺,。

　　本項目前期現(xiàn)針對其2MWP設(shè)計光伏監(jiān)測系統(tǒng),，通過采集光伏發(fā)電系統(tǒng)中的各種電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集存儲,、處理,，以各種圖文報表的形式實(shí)時顯示監(jiān)控區(qū)域的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。所有的數(shù)據(jù)都存儲在系統(tǒng)后臺主機(jī)內(nèi),，通過對固定時間段的數(shù)據(jù)分析,，掌握整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)作狀態(tài)，針對當(dāng)下的發(fā)電效率,，制定合理的維護(hù)計劃和日常巡檢,。

　　本項目主要是針對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的匯流箱、逆變器,、環(huán)境監(jiān)測儀等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,。

　　本項目的光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)須監(jiān)控的匯流箱共計27臺，逆變器2臺,，環(huán)境監(jiān)測儀1臺,。

　　Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)通過采集光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電力設(shè)備的數(shù)據(jù)，將匯流箱的每個回路的發(fā)電電流,，逆變器的逆變兩側(cè)的數(shù)據(jù)以及環(huán)境監(jiān)測儀所監(jiān)測的溫濕度,、風(fēng)速、輻照度等數(shù)據(jù),，將以上的數(shù)據(jù)通過界面實(shí)時顯示，并將發(fā)電量制作分為年,、月,、日等報表,，為管理者對整套光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率評估提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

　　2用戶需求

　?、佟R流箱,、逆變器、環(huán)境監(jiān)測儀等設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時刷新,，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示,。各回路子畫面上顯示，以及此回路名稱等信息,。

　?、凇≈谱鞴夥l(fā)電系統(tǒng)的年、月,、日發(fā)電量報表,，報表可導(dǎo)出，可打印,。

　?、邸l(fā)電量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤、減少的二氧化碳,、二氧化硫等有害氣體的排放量,。

　　④　匯流箱各發(fā)電回路的越限報警,，針對客戶的特定回路來設(shè)置越限報警

　?、荨Ω骰芈返碾娔芗δ埽⒆詣由煞峡蛻艄芾硇枨蟮挠秒妳⒘繄蟊?/p>

　?、蕖缶录涗?，便于維護(hù)人員來根據(jù)事件發(fā)生的時間性質(zhì)對電路進(jìn)行維護(hù)。

　?、摺∮脩魴?quán)限管理,，不同等級權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同等級操作。

　　3設(shè)計方案

　　3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

　　系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標(biāo)準(zhǔn)：

　　JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》

　　GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

　　GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

　　GB2887 《計算站場地技術(shù)要求》

　　GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

　　DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

　　DL/T 698.35-2010 《第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

　　DL/T 698.41-2010 《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

　　DL/T 698.42-2010 《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

　　DL/T/814-2002 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

　　3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

　　鑒于內(nèi)蒙古光伏發(fā)電項目的建筑規(guī)模,、性質(zhì),，以及后續(xù)項目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗,，對該項目的監(jiān)測的搭建做以下設(shè)計：通過檢測,，本光伏發(fā)電系統(tǒng)中所采用的設(shè)備且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場安裝的相關(guān)設(shè)備通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連,，數(shù)據(jù)總線連接至現(xiàn)場安裝的數(shù)據(jù)采集器,，數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)采集后通過光纖傳輸至值班室內(nèi)的后臺主機(jī)。系統(tǒng)示意圖1所示：　

　　圖1

　　4 系統(tǒng)功能

　　上位機(jī)軟件采用Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置,、數(shù)據(jù)庫變量配置,、界面設(shè)計等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能,。

　　4.1 功能特點(diǎn)

　　Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)采用全中文界面,，操作簡單方便;運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好,，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱,。

　　4.2 軟件功能：

　　4.2.1 初始界面

　　軟件的界面可以根據(jù)項目的特點(diǎn)和客戶的要求來設(shè)計,。界面如圖2所示：　　

　　圖2登陸界面

　　4.2.2通訊示意圖

　　通訊示意圖為拓?fù)鋱D，顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常,。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統(tǒng)各個監(jiān)控點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài),。界面如圖3所示：　　

　　圖3 通訊示意

　　4.2.3 監(jiān)測詳圖

　　監(jiān)測詳圖反應(yīng)了整個系統(tǒng)配電回路名稱，相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量,。通過實(shí)時數(shù)據(jù)的顯示,，直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于管理者實(shí)時了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),。界面如圖4所示：　　

　　圖4 監(jiān)測詳圖

　　4.2.4 參數(shù)抄表

　　參數(shù)報表反映了本項目監(jiān)測回路的在過去某時間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù),，通過當(dāng)前或者過去某時間點(diǎn)的實(shí)時參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。界面如圖5所示：　　

　　圖5 參數(shù)抄表

　　4.2.5 趨勢曲線

　　趨勢曲線可以查詢各回路電壓,，功率負(fù)荷趨勢,，查看其歷史趨勢線;幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶。負(fù)荷曲線圖界面如圖6所示：　　

　　圖6趨勢曲線

　　4.2.6實(shí)時報警

　　本系統(tǒng)還針對主要電參量的遙測量(包括進(jìn)線回路的電流,、電壓,、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報警),。也能點(diǎn)擊打開歷史報警調(diào)出歷史報警界面,。界面如圖7所示：　　

　　圖7 實(shí)時報警

　　5 結(jié)束語

　　本文介紹的Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)在內(nèi)蒙古明華項目中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對內(nèi)蒙古明華光伏發(fā)電系統(tǒng)中的各設(shè)備實(shí)時監(jiān)測,，不僅能顯示設(shè)備運(yùn)行狀況,，還具有計量發(fā)電量，限制報警等功能,。系統(tǒng)的設(shè)計,、安裝、調(diào)試的同時,，也是對整個發(fā)電系統(tǒng)的詳細(xì)梳理,，設(shè)計符合現(xiàn)場的系統(tǒng)拓?fù)鋱D,，以及相關(guān)的軟件界面，便于管理者快速掌握整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),。系統(tǒng)還將光伏發(fā)電量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤,，以及相關(guān)的二氧化碳排放量等參數(shù)，該系統(tǒng)運(yùn)行安全,、可靠、穩(wěn)定,，為光伏發(fā)電管理者的管理以及故障追溯等提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù),。

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