大型并網(wǎng)光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)探討

蘭洋+潘甲龍+劉細(xì)亮

摘 要：文章探討了大型并網(wǎng)光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置，討論了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和星形網(wǎng)絡(luò)的不同設(shè)備配置，同時(shí)給出了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能和監(jiān)控系統(tǒng)各層設(shè)備的基本技術(shù)要求，可以作為光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參考。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng)光伏電站；計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)備配置

引言

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的日益成熟，大型兆瓦級(jí)并網(wǎng)光伏電站在國(guó)內(nèi)大量的建設(shè)。大型并網(wǎng)光伏電站一般采用分塊發(fā)電、多支路并網(wǎng)的技術(shù)方案，系統(tǒng)分成若干個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，每一個(gè)光伏發(fā)電單元分別經(jīng)過逆變升壓后經(jīng)高壓配電裝置匯集，然后并入電網(wǎng)。光伏電站占地面積大，發(fā)電設(shè)備分散布置，多級(jí)并聯(lián)等特點(diǎn)，使光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)電站具有較大的區(qū)別。本文以一個(gè)常見的20MW容量35kV高壓并網(wǎng)的光伏電站為例，對(duì)光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置做以探討。

1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)光伏發(fā)電的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng)，系統(tǒng)按照三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由三層控制設(shè)備和兩層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，三層控制設(shè)備包括：現(xiàn)地層設(shè)備、控制層設(shè)備和場(chǎng)站層設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)層包括場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)地層網(wǎng)絡(luò)。站控層設(shè)備需按變電站遠(yuǎn)景規(guī)模配置，控制層和現(xiàn)地層設(shè)備按本期實(shí)際建設(shè)規(guī)模配置。場(chǎng)站層和控制層設(shè)備布置在電站主控制樓內(nèi)的計(jì)算機(jī)室及主控制室內(nèi)，現(xiàn)地層設(shè)備分散布置在光伏電站各發(fā)電子方陣中[1]。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)路包括場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)地層

網(wǎng)絡(luò)，場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)為星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)地層網(wǎng)絡(luò)可采用環(huán)形和星形兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

20MW光伏電站光伏區(qū)一般設(shè)置20個(gè)1MW光伏發(fā)電子方陣，每個(gè)發(fā)電子方陣配置現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為每10個(gè)發(fā)電子方針組成1個(gè)光纖以太環(huán)網(wǎng)，共形成2個(gè)光纖以太環(huán)網(wǎng)，光纖環(huán)網(wǎng)接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，如圖1所示環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的安全性較高。星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為20個(gè)1MW光伏發(fā)電子方陣的數(shù)據(jù)采集柜采用星形結(jié)構(gòu)接入光纖交換機(jī)，如圖2所示。星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但安全性較低。

現(xiàn)地層每個(gè)光伏發(fā)電方陣內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，采集一個(gè)方陣內(nèi)所有匯流箱、逆變器和升壓變壓器測(cè)控裝置的數(shù)據(jù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如3所示，數(shù)據(jù)采集裝置通過RS485總線通訊方式，每一路RS485輸入可接入多個(gè)同類設(shè)備。

2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置

2.1 場(chǎng)站層設(shè)備配置

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)場(chǎng)站層設(shè)備的配置與常規(guī)變電站配置基本相同，其主要功能是接收控制層設(shè)備的所有上送數(shù)據(jù)，供運(yùn)行人員監(jiān)視，并與調(diào)度系統(tǒng)通訊。但并網(wǎng)光伏電站需配置光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)和功率控制系統(tǒng)。

場(chǎng)站層設(shè)備主要包括主機(jī)、操作員工作站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站等。主機(jī)雙機(jī)冗余配置，監(jiān)控主機(jī)用作站控層數(shù)據(jù)收集、處理。操作員站是站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)。

2.2 控制層設(shè)備配置

控制層設(shè)備的主要功能是：接收現(xiàn)地層設(shè)備的采集數(shù)據(jù)，整理后根據(jù)需要上送至場(chǎng)站層；同時(shí)接收?qǐng)稣緦拥目刂浦噶?，并下發(fā)指令至現(xiàn)地層設(shè)備。實(shí)現(xiàn)發(fā)電單元的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)功能。

控制層設(shè)備主要包括：控制層接入交換機(jī)、通訊管理機(jī)，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置及其他智能裝置。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和星形網(wǎng)絡(luò)配置的區(qū)別在于控制層接入交換機(jī)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)每個(gè)環(huán)網(wǎng)需配置1臺(tái)光口環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，星形網(wǎng)絡(luò)配置1臺(tái)滿足要求的光口交換機(jī)。

2.3 現(xiàn)地層設(shè)備配置

現(xiàn)地層每個(gè)光伏發(fā)電方陣中設(shè)置通訊柜1面，可布置在逆變器室內(nèi)，柜內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，交換機(jī)、光電轉(zhuǎn)換裝置等。

匯流箱內(nèi)設(shè)置監(jiān)控裝置采集直流斷路器及熔斷器狀態(tài)、各路電流、電壓等信號(hào)，對(duì)太陽(yáng)電池組串工作狀態(tài)及直流線路狀態(tài)及線損進(jìn)行監(jiān)控和管理。

逆變器就地監(jiān)控裝置可監(jiān)控逆變器直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機(jī)內(nèi)溫度、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計(jì)發(fā)電量、累計(jì)CO2減排量、每天發(fā)電功率曲線圖、逆變器的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息等。其故障信息至少應(yīng)包括電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗[2]。

箱式變電站內(nèi)設(shè)測(cè)控裝置，可測(cè)量箱變高低壓側(cè)電流、電壓、箱變溫度，監(jiān)控箱變內(nèi)高壓側(cè)熔斷器動(dòng)作信號(hào)、低壓側(cè)自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作信號(hào)、變壓器瓦斯等非電量信號(hào)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文討論了大型并網(wǎng)光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置，可為光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)備配置作參考。在計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)快速發(fā)展的今天，集成化水平越來(lái)越高，光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的裝置也在不斷更新?lián)Q代，但因光伏發(fā)電的特點(diǎn)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不會(huì)有大的變化。

參考文獻(xiàn)

[1]黃海宏，朱晶晶，梁平.通用型光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研制[J].電氣自動(dòng)化，2010（5）：30-33.

[2]張?bào)阄模嵔ㄓ?光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電工電氣，2010（9）：12-20.

作者簡(jiǎn)介：蘭洋（1982-），男，陜西宜川人，畢業(yè)于西安交通大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化畢業(yè)，現(xiàn)就職于特變電工新疆新能源股份有限公司，主要從事光伏電站設(shè)計(jì)工作。endprint

摘 要：文章探討了大型并網(wǎng)光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置，討論了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和星形網(wǎng)絡(luò)的不同設(shè)備配置，同時(shí)給出了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能和監(jiān)控系統(tǒng)各層設(shè)備的基本技術(shù)要求，可以作為光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參考。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng)光伏電站；計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)備配置

引言

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的日益成熟，大型兆瓦級(jí)并網(wǎng)光伏電站在國(guó)內(nèi)大量的建設(shè)。大型并網(wǎng)光伏電站一般采用分塊發(fā)電、多支路并網(wǎng)的技術(shù)方案，系統(tǒng)分成若干個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，每一個(gè)光伏發(fā)電單元分別經(jīng)過逆變升壓后經(jīng)高壓配電裝置匯集，然后并入電網(wǎng)。光伏電站占地面積大，發(fā)電設(shè)備分散布置，多級(jí)并聯(lián)等特點(diǎn)，使光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)電站具有較大的區(qū)別。本文以一個(gè)常見的20MW容量35kV高壓并網(wǎng)的光伏電站為例，對(duì)光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置做以探討。

1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)光伏發(fā)電的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng)，系統(tǒng)按照三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由三層控制設(shè)備和兩層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，三層控制設(shè)備包括：現(xiàn)地層設(shè)備、控制層設(shè)備和場(chǎng)站層設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)層包括場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)地層網(wǎng)絡(luò)。站控層設(shè)備需按變電站遠(yuǎn)景規(guī)模配置，控制層和現(xiàn)地層設(shè)備按本期實(shí)際建設(shè)規(guī)模配置。場(chǎng)站層和控制層設(shè)備布置在電站主控制樓內(nèi)的計(jì)算機(jī)室及主控制室內(nèi)，現(xiàn)地層設(shè)備分散布置在光伏電站各發(fā)電子方陣中[1]。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)路包括場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)地層

網(wǎng)絡(luò)，場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)為星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)地層網(wǎng)絡(luò)可采用環(huán)形和星形兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

20MW光伏電站光伏區(qū)一般設(shè)置20個(gè)1MW光伏發(fā)電子方陣，每個(gè)發(fā)電子方陣配置現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為每10個(gè)發(fā)電子方針組成1個(gè)光纖以太環(huán)網(wǎng)，共形成2個(gè)光纖以太環(huán)網(wǎng)，光纖環(huán)網(wǎng)接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，如圖1所示環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的安全性較高。星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為20個(gè)1MW光伏發(fā)電子方陣的數(shù)據(jù)采集柜采用星形結(jié)構(gòu)接入光纖交換機(jī)，如圖2所示。星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但安全性較低。

現(xiàn)地層每個(gè)光伏發(fā)電方陣內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，采集一個(gè)方陣內(nèi)所有匯流箱、逆變器和升壓變壓器測(cè)控裝置的數(shù)據(jù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如3所示，數(shù)據(jù)采集裝置通過RS485總線通訊方式，每一路RS485輸入可接入多個(gè)同類設(shè)備。

2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置

2.1 場(chǎng)站層設(shè)備配置

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)場(chǎng)站層設(shè)備的配置與常規(guī)變電站配置基本相同，其主要功能是接收控制層設(shè)備的所有上送數(shù)據(jù)，供運(yùn)行人員監(jiān)視，并與調(diào)度系統(tǒng)通訊。但并網(wǎng)光伏電站需配置光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)和功率控制系統(tǒng)。

場(chǎng)站層設(shè)備主要包括主機(jī)、操作員工作站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站等。主機(jī)雙機(jī)冗余配置，監(jiān)控主機(jī)用作站控層數(shù)據(jù)收集、處理。操作員站是站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)。

2.2 控制層設(shè)備配置

控制層設(shè)備的主要功能是：接收現(xiàn)地層設(shè)備的采集數(shù)據(jù)，整理后根據(jù)需要上送至場(chǎng)站層；同時(shí)接收?qǐng)稣緦拥目刂浦噶?，并下發(fā)指令至現(xiàn)地層設(shè)備。實(shí)現(xiàn)發(fā)電單元的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)功能。

控制層設(shè)備主要包括：控制層接入交換機(jī)、通訊管理機(jī)，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置及其他智能裝置。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和星形網(wǎng)絡(luò)配置的區(qū)別在于控制層接入交換機(jī)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)每個(gè)環(huán)網(wǎng)需配置1臺(tái)光口環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，星形網(wǎng)絡(luò)配置1臺(tái)滿足要求的光口交換機(jī)。

2.3 現(xiàn)地層設(shè)備配置

現(xiàn)地層每個(gè)光伏發(fā)電方陣中設(shè)置通訊柜1面，可布置在逆變器室內(nèi)，柜內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，交換機(jī)、光電轉(zhuǎn)換裝置等。

匯流箱內(nèi)設(shè)置監(jiān)控裝置采集直流斷路器及熔斷器狀態(tài)、各路電流、電壓等信號(hào)，對(duì)太陽(yáng)電池組串工作狀態(tài)及直流線路狀態(tài)及線損進(jìn)行監(jiān)控和管理。

逆變器就地監(jiān)控裝置可監(jiān)控逆變器直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機(jī)內(nèi)溫度、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計(jì)發(fā)電量、累計(jì)CO2減排量、每天發(fā)電功率曲線圖、逆變器的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息等。其故障信息至少應(yīng)包括電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗[2]。

箱式變電站內(nèi)設(shè)測(cè)控裝置，可測(cè)量箱變高低壓側(cè)電流、電壓、箱變溫度，監(jiān)控箱變內(nèi)高壓側(cè)熔斷器動(dòng)作信號(hào)、低壓側(cè)自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作信號(hào)、變壓器瓦斯等非電量信號(hào)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文討論了大型并網(wǎng)光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置，可為光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)備配置作參考。在計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)快速發(fā)展的今天，集成化水平越來(lái)越高，光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的裝置也在不斷更新?lián)Q代，但因光伏發(fā)電的特點(diǎn)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不會(huì)有大的變化。

參考文獻(xiàn)

[1]黃海宏，朱晶晶，梁平.通用型光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研制[J].電氣自動(dòng)化，2010（5）：30-33.

[2]張?bào)阄?，鄭建?光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電工電氣，2010（9）：12-20.

作者簡(jiǎn)介：蘭洋（1982-），男，陜西宜川人，畢業(yè)于西安交通大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化畢業(yè)，現(xiàn)就職于特變電工新疆新能源股份有限公司，主要從事光伏電站設(shè)計(jì)工作。endprint

摘 要：文章探討了大型并網(wǎng)光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置，討論了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和星形網(wǎng)絡(luò)的不同設(shè)備配置，同時(shí)給出了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能和監(jiān)控系統(tǒng)各層設(shè)備的基本技術(shù)要求，可以作為光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參考。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng)光伏電站；計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)備配置

引言

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的日益成熟，大型兆瓦級(jí)并網(wǎng)光伏電站在國(guó)內(nèi)大量的建設(shè)。大型并網(wǎng)光伏電站一般采用分塊發(fā)電、多支路并網(wǎng)的技術(shù)方案，系統(tǒng)分成若干個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，每一個(gè)光伏發(fā)電單元分別經(jīng)過逆變升壓后經(jīng)高壓配電裝置匯集，然后并入電網(wǎng)。光伏電站占地面積大，發(fā)電設(shè)備分散布置，多級(jí)并聯(lián)等特點(diǎn)，使光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)電站具有較大的區(qū)別。本文以一個(gè)常見的20MW容量35kV高壓并網(wǎng)的光伏電站為例，對(duì)光伏電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置做以探討。

1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)光伏發(fā)電的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng)，系統(tǒng)按照三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由三層控制設(shè)備和兩層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，三層控制設(shè)備包括：現(xiàn)地層設(shè)備、控制層設(shè)備和場(chǎng)站層設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)層包括場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)地層網(wǎng)絡(luò)。站控層設(shè)備需按變電站遠(yuǎn)景規(guī)模配置，控制層和現(xiàn)地層設(shè)備按本期實(shí)際建設(shè)規(guī)模配置。場(chǎng)站層和控制層設(shè)備布置在電站主控制樓內(nèi)的計(jì)算機(jī)室及主控制室內(nèi)，現(xiàn)地層設(shè)備分散布置在光伏電站各發(fā)電子方陣中[1]。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)路包括場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)地層

網(wǎng)絡(luò)，場(chǎng)站層網(wǎng)絡(luò)為星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)地層網(wǎng)絡(luò)可采用環(huán)形和星形兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

20MW光伏電站光伏區(qū)一般設(shè)置20個(gè)1MW光伏發(fā)電子方陣，每個(gè)發(fā)電子方陣配置現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為每10個(gè)發(fā)電子方針組成1個(gè)光纖以太環(huán)網(wǎng)，共形成2個(gè)光纖以太環(huán)網(wǎng)，光纖環(huán)網(wǎng)接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，如圖1所示環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的安全性較高。星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為20個(gè)1MW光伏發(fā)電子方陣的數(shù)據(jù)采集柜采用星形結(jié)構(gòu)接入光纖交換機(jī)，如圖2所示。星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但安全性較低。

現(xiàn)地層每個(gè)光伏發(fā)電方陣內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，采集一個(gè)方陣內(nèi)所有匯流箱、逆變器和升壓變壓器測(cè)控裝置的數(shù)據(jù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如3所示，數(shù)據(jù)采集裝置通過RS485總線通訊方式，每一路RS485輸入可接入多個(gè)同類設(shè)備。

2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置

2.1 場(chǎng)站層設(shè)備配置

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)場(chǎng)站層設(shè)備的配置與常規(guī)變電站配置基本相同，其主要功能是接收控制層設(shè)備的所有上送數(shù)據(jù)，供運(yùn)行人員監(jiān)視，并與調(diào)度系統(tǒng)通訊。但并網(wǎng)光伏電站需配置光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)和功率控制系統(tǒng)。

場(chǎng)站層設(shè)備主要包括主機(jī)、操作員工作站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站等。主機(jī)雙機(jī)冗余配置，監(jiān)控主機(jī)用作站控層數(shù)據(jù)收集、處理。操作員站是站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)。

2.2 控制層設(shè)備配置

控制層設(shè)備的主要功能是：接收現(xiàn)地層設(shè)備的采集數(shù)據(jù)，整理后根據(jù)需要上送至場(chǎng)站層；同時(shí)接收?qǐng)稣緦拥目刂浦噶睿⑾掳l(fā)指令至現(xiàn)地層設(shè)備。實(shí)現(xiàn)發(fā)電單元的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)功能。

控制層設(shè)備主要包括：控制層接入交換機(jī)、通訊管理機(jī)，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置及其他智能裝置。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和星形網(wǎng)絡(luò)配置的區(qū)別在于控制層接入交換機(jī)，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)每個(gè)環(huán)網(wǎng)需配置1臺(tái)光口環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，星形網(wǎng)絡(luò)配置1臺(tái)滿足要求的光口交換機(jī)。

2.3 現(xiàn)地層設(shè)備配置

現(xiàn)地層每個(gè)光伏發(fā)電方陣中設(shè)置通訊柜1面，可布置在逆變器室內(nèi)，柜內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺(tái)，交換機(jī)、光電轉(zhuǎn)換裝置等。

匯流箱內(nèi)設(shè)置監(jiān)控裝置采集直流斷路器及熔斷器狀態(tài)、各路電流、電壓等信號(hào)，對(duì)太陽(yáng)電池組串工作狀態(tài)及直流線路狀態(tài)及線損進(jìn)行監(jiān)控和管理。

逆變器就地監(jiān)控裝置可監(jiān)控逆變器直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機(jī)內(nèi)溫度、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計(jì)發(fā)電量、累計(jì)CO2減排量、每天發(fā)電功率曲線圖、逆變器的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息等。其故障信息至少應(yīng)包括電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗[2]。

箱式變電站內(nèi)設(shè)測(cè)控裝置，可測(cè)量箱變高低壓側(cè)電流、電壓、箱變溫度，監(jiān)控箱變內(nèi)高壓側(cè)熔斷器動(dòng)作信號(hào)、低壓側(cè)自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作信號(hào)、變壓器瓦斯等非電量信號(hào)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文討論了大型并網(wǎng)光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置，可為光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)備配置作參考。在計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)快速發(fā)展的今天，集成化水平越來(lái)越高，光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的裝置也在不斷更新?lián)Q代，但因光伏發(fā)電的特點(diǎn)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不會(huì)有大的變化。

參考文獻(xiàn)

[1]黃海宏，朱晶晶，梁平.通用型光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研制[J].電氣自動(dòng)化，2010（5）：30-33.

[2]張?bào)阄?，鄭建?光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電工電氣，2010（9）：12-20.

作者簡(jiǎn)介：蘭洋（1982-），男，陜西宜川人，畢業(yè)于西安交通大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化畢業(yè)，現(xiàn)就職于特變電工新疆新能源股份有限公司，主要從事光伏電站設(shè)計(jì)工作。endprint