安科瑞 劉邁

　　摘要：文章旨在探討基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化,。首先,，分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應(yīng)用,，提出運(yùn)維管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理技術(shù),。其次,，主要討論系統(tǒng)優(yōu)化的策略與方法、故障診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)以及運(yùn)維效率與成本優(yōu)化的關(guān)鍵方法,。然后,，展望該系統(tǒng)實(shí)施策略、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)以及新技術(shù)在光伏電站運(yùn)維管理中的應(yīng)用前景,。文章旨在為光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)的發(fā)展提供指導(dǎo),，并為未來(lái)相關(guān)領(lǐng)域的研究提供重要參考。

　　關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),；光伏電站；分布式,；運(yùn)維管理,；系統(tǒng)優(yōu)化；數(shù)據(jù)采集

　　1研究背景和意義

　　隨著能源行業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,，光伏電站作為清潔能源的重要組成部分備受關(guān)注,。然而，分布式光伏電站的規(guī)模不斷擴(kuò)大,，其運(yùn)維管理面臨著諸多挑戰(zhàn),，包括設(shè)備監(jiān)控、故障診斷,、運(yùn)行優(yōu)化等方面的復(fù)雜問(wèn)題,。因此，設(shè)計(jì)并優(yōu)化基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的

　　分布式光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)具有重要意義,。這不僅有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理,，提高光伏發(fā)電效率,，還能降低運(yùn)維成本，推動(dòng)清潔能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,。該系統(tǒng)的研究旨在為光伏電站運(yùn)維管理提供更有效的解決方案,，推動(dòng)清潔能源技術(shù)的普及與發(fā)展。

　　2分布式光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應(yīng)用概述

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應(yīng)用廣泛且深遠(yuǎn),。首先,，它通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)光伏電站各種設(shè)備，包括太陽(yáng)能電池板,、逆變器,、計(jì)量設(shè)備等，利用傳感器實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),，如溫度,、電壓、電流等參數(shù),，從而全面監(jiān)控光伏電站運(yùn)行狀態(tài),。其次，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使這些數(shù)據(jù)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,，遠(yuǎn)程監(jiān)控光伏電站的運(yùn)行情況,，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)和遠(yuǎn)程控制，從而

　　及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)措施,。然后,，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持?jǐn)?shù)據(jù)的集中管理和存儲(chǔ)，通過(guò)云平臺(tái)等技術(shù),，將分散的數(shù)據(jù)整合起來(lái),，便于分析和利用。這種集中管理的數(shù)據(jù)可以為光伏電站運(yùn)行提供更深入的分析,，如性能評(píng)估,、故障診斷以及預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而提高光伏電站的運(yùn)行效率和可靠性,。

　　2.2運(yùn)維管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　運(yùn)維管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)是確保光伏電站*效運(yùn)行和維護(hù)的核心,。首先，系統(tǒng)的架構(gòu)應(yīng)包括數(shù)據(jù)采集層,、數(shù)據(jù)傳輸層,、數(shù)據(jù)處理層以及應(yīng)用服務(wù)層。數(shù)據(jù)采集層利用各類傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取光伏電站各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù),，包括溫度,、光照強(qiáng)度、電壓及電流等,。數(shù)據(jù)傳輸層負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理層,，采用安全可靠的通信協(xié)議,，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完整性。數(shù)據(jù)處理層采用大數(shù)據(jù)技術(shù),，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),、清洗、處理及分析,，以生成實(shí)用的信息和洞察力,。應(yīng)用服務(wù)層提供各類管理、監(jiān)控和決策支持功能,，包括設(shè)備監(jiān)測(cè),、故障診斷、運(yùn)行優(yōu)化等,。

　　架構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展性和兼容性,。光伏電站在運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)進(jìn)行擴(kuò)建或升級(jí),，因此系統(tǒng)的架構(gòu)要能夠方便地?cái)U(kuò)展和接入新的設(shè)備和節(jié)點(diǎn),。同時(shí)，要考慮不同廠商設(shè)備的兼容性,，確保系統(tǒng)能夠適應(yīng)多樣化的設(shè)備和數(shù)據(jù)來(lái)源,。

　　在架構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用分布式系統(tǒng)架構(gòu)是一個(gè)值得考慮的方案,。將系統(tǒng)分解為多個(gè)相互獨(dú)立的模塊,，可以提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力和容錯(cuò)性，避免單點(diǎn)故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響,。這種架構(gòu)還有助于提升系統(tǒng)的可維護(hù)性和擴(kuò)展性,，更好地支持光伏電站的長(zhǎng)期運(yùn)行和管理。

　　2.3數(shù)據(jù)采集,、傳輸與處理技術(shù)

　　數(shù)據(jù)采集,、傳輸與處理技術(shù)在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。首先,，數(shù)據(jù)采集技術(shù)通過(guò)各類傳感器監(jiān)測(cè)光伏電站各個(gè)設(shè)備和環(huán)境參數(shù)，如太陽(yáng)能電池板的溫度,、光照強(qiáng)度,、電壓及電流等。傳感器的選擇須考慮其精度,、穩(wěn)定性,、耐用性以及對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)能力。為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性,，傳感器的布置位置和數(shù)量也需要精心設(shè)計(jì),，以全面覆蓋光伏電站的各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),。

　　其次，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)能夠保證采集到的數(shù)據(jù)及時(shí),、安全地傳輸至數(shù)據(jù)處理中*,。其采用可靠的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是必要的，如基于互聯(lián)網(wǎng),、局域網(wǎng)或通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式,。考慮光伏電站通常分布廣泛,，采用*效的遠(yuǎn)程通信技術(shù),，如無(wú)線傳輸技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)等，可以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和有效性,。

　　然后,，數(shù)據(jù)處理技術(shù)涉及對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、清洗,、處理及分析,。使用大數(shù)據(jù)技術(shù)（云計(jì)算、分布式計(jì)算等）存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)十分常見(jiàn),。數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理是為了去除噪聲,、填補(bǔ)缺失值以及保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。數(shù)據(jù)分析包括描述性分析,、統(tǒng)計(jì)分析等,，以從數(shù)據(jù)中提取有用的信息和規(guī)律，為故障診斷,、預(yù)測(cè)維護(hù),、性能優(yōu)化等提供決策支持。

　　3分布式光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)優(yōu)化

　　3.1系統(tǒng)優(yōu)化策略與方法

　　系統(tǒng)優(yōu)化在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運(yùn)維管理中扮演著至關(guān)重要的角色,。首先,，采用智能化的調(diào)度和管理。利用預(yù)測(cè)算法和優(yōu)化模型,，可以預(yù)測(cè)和優(yōu)化光伏電站的能源產(chǎn)出,、設(shè)備性能等。通過(guò)智能調(diào)度設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,、能源利用率以及避免高負(fù)荷時(shí)段,，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更*效的運(yùn)行。例如,，結(jié)合天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),，優(yōu)化光伏板的傾斜角度和方向，以獲得光照收集效果,。

　　其次,，采用故障診斷技術(shù)和預(yù)測(cè)維護(hù),。利用數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)方法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析數(shù)據(jù),，能夠快速識(shí)別設(shè)備故障或異常,，并提供預(yù)警。這樣可以避免設(shè)備故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成的不利影響,，降低維修時(shí)間和成本,。

　　之后，采用自動(dòng)化流程和遠(yuǎn)程監(jiān)控,。自動(dòng)化的運(yùn)維流程能夠減少人工干預(yù),，提高運(yùn)維效率，如自動(dòng)化巡檢,、遠(yuǎn)程故障診斷以及遠(yuǎn)程控制,，可以迅速響應(yīng)問(wèn)題并降低人力資源成本。

　　3.2故障診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)

　　故障診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色,。這些技術(shù)能夠幫助識(shí)別并預(yù)測(cè)設(shè)備故障,，以便及時(shí)采取措施，很大限度地減少系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間和維修成本,。

　　一方面,，故障診斷技術(shù)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和分析。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集光伏電站各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),，如溫度,、電壓、電流等參數(shù),，利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)和模型識(shí)別異常狀態(tài),。當(dāng)數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)范圍或與正常模式偏離時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)并觸發(fā)相應(yīng)的故障診斷流程,。這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或潛在問(wèn)題,。

　　另一方面，預(yù)測(cè)技術(shù)是利用歷史數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行未來(lái)故障的預(yù)測(cè),。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析和模式識(shí)別,，系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)設(shè)備的壽命、性能衰退趨勢(shì)或潛在故障模式,。這有助于采取預(yù)防性維護(hù)措施,，提前替換故障風(fēng)險(xiǎn)較高的部件，避免突發(fā)故障造成的損失[4],。

　　故障診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)可以結(jié)合專家系統(tǒng)或知識(shí)圖譜。通過(guò)建立設(shè)備故障庫(kù)和知識(shí)圖譜,，系統(tǒng)可以快速識(shí)別并匹配相似的故障模式,，提供更準(zhǔn)確的故障診斷和預(yù)測(cè),。

　　3.3運(yùn)維效率與成本優(yōu)化

　　提高運(yùn)維效率并優(yōu)化成本是基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運(yùn)維管理中的重要目標(biāo)。為達(dá)到這一目標(biāo),，需要采用一系列策略和方法,，涉及設(shè)備管理、人力資源利用,、技術(shù)優(yōu)化等多個(gè)方面,。

　　運(yùn)維效率的提高可以通過(guò)自動(dòng)化和智能化實(shí)現(xiàn)。引入自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)測(cè),、故障診斷和維修流程,，可以減少人工干預(yù)，提高運(yùn)維響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性,。智能化調(diào)度和計(jì)劃可以優(yōu)化維護(hù)工作安排,，合理利用人力資源，確保在需要時(shí)有足夠的技術(shù)支持,。技術(shù)優(yōu)化也是提升運(yùn)維效率的關(guān)鍵,。采用*進(jìn)的設(shè)備監(jiān)測(cè)和管理技術(shù)，如遠(yuǎn)程監(jiān)控,、傳感器技術(shù),、數(shù)據(jù)分析等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理,。這種實(shí)時(shí)監(jiān)控有助于提前發(fā)現(xiàn)并解決潛在問(wèn)題,，減少維護(hù)時(shí)間和維修成本。

　　成本優(yōu)化需要考慮運(yùn)維過(guò)程中的多個(gè)方面,。例如,，采用可靠性高的設(shè)備和材料能夠減少維修次數(shù)和費(fèi)用；合理的維護(hù)策略和計(jì)劃能夠降低因突發(fā)故障帶來(lái)的停機(jī)損失,。

　　4Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

　　4.1平臺(tái)概述

　　Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng),，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗(yàn),，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng),。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電,、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電站的接入,，*進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏,、風(fēng)能,、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電站運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng),、能量管理為一體的管理系統(tǒng),。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用,，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性,、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理,、消除晝夜峰谷差,、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率,、降低供電成本,。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠,、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案,。

　　微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層,、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層,。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖,、網(wǎng)線,、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU,、ModbusTCP,、CDT、IEC60870-5-101,、IEC60870-5-103,、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約,。

　　4.2平臺(tái)適用場(chǎng)合

　　系統(tǒng)可應(yīng)用于城市,、高速公路、工業(yè)園區(qū),、工商業(yè)區(qū),、居民區(qū)、智能建筑,、海島,、無(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

　　4.3系統(tǒng)架構(gòu)

　　本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),，即站控層,、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層,，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

　　5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

　　5.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

　　微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài),，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏,、風(fēng)電、儲(chǔ)能,、充電站等各回路電壓、電流,、功率,、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器,、隔離開(kāi)關(guān)等合,、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào),。其中,，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓,、三相電流,、有功/無(wú)功功率、視在功率,、功率因數(shù),、頻率、有功/無(wú)功電度,、頻率和正向有功電能累計(jì)值,；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等,。

　　系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源,、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息,、收益信息,、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

　　系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理,，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警,，并支持定期的電池維護(hù)。

　　微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面,，包含微電網(wǎng)光伏,、風(fēng)電、儲(chǔ)能,、充電站及總體負(fù)荷組成情況,，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息,、功率信息,、電量信息、電壓電流情況等,。根據(jù)不同的需求,，也可將充電，儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示,。

圖1系統(tǒng)主界面

　　子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖,、光伏信息、風(fēng)電信息,、儲(chǔ)能信息,、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等,。

　　5.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息,，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警,、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析,、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì),、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì),、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè),、發(fā)電功率模擬及效率分析,；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示,。

　　5.1.2儲(chǔ)能界面

圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

　　本界面主要用來(lái)展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量,、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益,、SOC變化曲線以及電量變化曲線,。

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

　　本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)關(guān)機(jī),、運(yùn)行模式,、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值,。

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值,、電池組電壓,、電流,、溫度限值等。

圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù),，主要包括相電壓,、電流、功率,、頻率,、功率因數(shù)等。

圖7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù),，主要包括相電壓,、電流、功率,、頻率、功率因數(shù),、溫度值等,。同時(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù),，主要包括電壓,、電流、功率,、電量等,。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)PCS狀態(tài)信息,，主要包括通訊狀態(tài),、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等,。

圖10儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)BMS狀態(tài)信息,，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息,、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。

圖11儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)電池簇信息,，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度,，并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置,。

　　5.1.3風(fēng)電界面

圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息,，主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警,、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析,、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì),、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì),、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè),、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率,、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示,。

　　5.1.4充電站界面

圖13充電站界面

　　本界面用來(lái)展示對(duì)充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率,、交直流充電站的功率,、電量、電量費(fèi)用,，變化曲線,、各個(gè)充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

　　5.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

　　本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面,，且通過(guò)不同的配置,，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放,、管理與控制等,。

　　5.1.6發(fā)電預(yù)測(cè)

　　系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),、未來(lái)天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè),，并展示合格率及誤差分析,。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控,。

圖15光伏預(yù)測(cè)界面

　　5.1.7策略配置

　　系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù),、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息,，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置,。如削峰填谷、周期計(jì)劃,、需量控制,、防逆流、有序充電,、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等,。

　　具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)能柜數(shù)量、負(fù)載功率,、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整,，同時(shí)支持定制化需求,。

圖16策略配置界面

　　5.1.8運(yùn)行報(bào)表

　　應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時(shí)間的運(yùn)行參數(shù),，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流,、三相電壓、總功率因數(shù),、總有功功率,、總無(wú)功功率、正向有功電能,、尖峰平谷時(shí)段電量等,。

圖17運(yùn)行報(bào)表

　　5.1.9實(shí)時(shí)報(bào)警

　　應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器,、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位,，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件,，包括保護(hù)事件名稱,、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻；并應(yīng)能以彈窗,、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員,。

圖18實(shí)時(shí)告警

　　5.1.10歷史事件查詢

　　應(yīng)能夠?qū)b信變位,，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘,，以及電壓,、電流、功率,、功率因數(shù),、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）,、光照,、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯,，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析,。

圖19歷史事件查詢

　　5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

　　應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè),，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素,。

　　1）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài),、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率,、三相電壓不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電流值,；

　　2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率,、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率,、奇次諧波電流總畸變率,、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率,；應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率,、2-63次諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電壓含有率,、0.5～63.5次間諧波電流含有率,；

　　3）電壓波動(dòng)與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值,、A/B/C三相電壓長(zhǎng)閃變值,；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線、短閃變曲線和長(zhǎng)閃變曲線,；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差,；

　　4）功率與電能計(jì)量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率,；應(yīng)能顯示三相總有功功率,、總無(wú)功功率、總視在功率和總功率因素,；應(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線,，包括日有功負(fù)荷曲線（折線型）和年有功負(fù)荷曲線（折線型）；

　　5）電壓暫態(tài)監(jiān)測(cè)：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升,、電壓暫降,、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警,，事件能以彈窗,、閃爍、聲音,、短信,、電話等形式通知相關(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形,。

　　6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),，包括均值、*值,、*值,、95%概率值,、方均根值。

　　7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)包含事件名稱,、狀態(tài)（動(dòng)作或返回）,、波形號(hào)、越限值,、故障持續(xù)時(shí)間,、事件發(fā)生的時(shí)間。

圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

　　5.1.12遙控功能

　　應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作,。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作,，并遵循遙控預(yù)置、遙控返校,、遙控執(zhí)行的操作順序,，可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

圖21遙控功能

　　5.1.13曲線查詢

　　應(yīng)可在曲線查詢界面,，可以直接查看各電參量曲線,，包括三相電流、三相電壓,、有功功率,、無(wú)功功率、功率因數(shù),、SOC,、SOH、充放電量變化等曲線,。

圖22曲線查詢

　　5.1.14統(tǒng)計(jì)報(bào)表

　　具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電,、用電,、充放電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表,。對(duì)微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析,；具備對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性分析,，包括年停電時(shí)間、年停電次數(shù)等分析,；具備對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析,。

圖23統(tǒng)計(jì)報(bào)表

　　5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

　　系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài),，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位,。

圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/p>

　　本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)洌ㄏ到y(tǒng)的組成內(nèi)容,、電網(wǎng)連接方式,、斷路器、表計(jì)等信息,。

　　5.1.16通信管理

　　可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理,、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開(kāi)通信管理程序,，然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況,。通信應(yīng)支持ModbusRTU,、ModbusTCP、CDT,、IEC60870-5-101,、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104,、MQTT等通信規(guī)約,。

圖25通信管理

　　5.1.17用戶權(quán)限管理

　　應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作,，運(yùn)行參數(shù)修改等）,。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名,、密碼及操作權(quán)限,，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù),、管理提供可靠的安全保障,。

圖26用戶權(quán)限

　　5.1.18故障錄波

　　應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前,、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況,，通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析、比較,，對(duì)分析處理事故,、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用,。其中故障錄波共可記錄16條,，每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形,，總錄波時(shí)間共計(jì)46s,。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開(kāi)關(guān)量波形,。

圖27故障錄波

　　5.1.19事故追憶

　　可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù),，包括開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài),、遙測(cè)量等,，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

　　用戶可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件,，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí),，存儲(chǔ)事故掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶隨意修改,。

6.硬件及其配套產(chǎn)品

7結(jié)束語(yǔ)

　　光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化是當(dāng)前能源領(lǐng)域的重要課題，通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),、數(shù)據(jù)采集,、運(yùn)維優(yōu)化等方面的研究與探索，文章全面探討了提升光伏電站運(yùn)維效率,、降低成本,、實(shí)現(xiàn)智能化管理的關(guān)鍵策略與方法。未來(lái),，隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和能源行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,，光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)將迎來(lái)更多創(chuàng)新與突破，為實(shí)現(xiàn)更*效,、可靠及可持續(xù)的清潔能源生產(chǎn)貢獻(xiàn)力量,。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　【1】陳彥佐，馬浩天.光儲(chǔ)一體化屋頂分布式光伏電站的設(shè)計(jì)與建設(shè)研究[J].光源與照明,，2024（1）：119-121.

　　【2】張淇昶,，王宇.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式光伏電站智能運(yùn)維系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2023,，13（1）：137-139.

　　【3】李曉輝.分布式光伏電站*效運(yùn)行中的問(wèn)題策略研究[J].裝備維修技術(shù),，2024（1）：51-54.

　　【4】賈全.基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

　　【5】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

　　【6】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.