光伏電站箱變智能監(jiān)控裝置的應用

呂俊軍 陳陽

摘要：光伏電站運行中，自動化監(jiān)控系統(tǒng)扮演著重要角色，其基于數(shù)據(jù)采集和維護，控制發(fā)電設備，完成光伏發(fā)電設備遠程管理及自動化監(jiān)控，形成無人值班和少人值守的運行管理模式。現(xiàn)階段，光伏發(fā)電技術從青澀走向成熟，監(jiān)控系統(tǒng)也呈現(xiàn)出集成化的發(fā)展趨勢。本文就將分析光伏電站箱變智能監(jiān)控裝置的應用，以供參考。

關鍵詞：光伏電站箱變智能化監(jiān)控裝置;發(fā)展趨勢;集成化;

光伏電站箱智能監(jiān)控裝置在變電站日常運行中發(fā)揮著重要作用。我國智能化技術在諸多領域均發(fā)揮著關鍵作用，電力領域也不例外。光伏電站箱變智能監(jiān)控裝置也成為了當前較為先進的技術，可有效提高變電站運行的穩(wěn)定性，促進電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1智能監(jiān)控裝置概述

在光伏變電站箱變控制中安裝智能化控制裝置，可實現(xiàn)設備系統(tǒng)運行過程中模擬量數(shù)據(jù)的隨時采集，做到非電量下的科學保護，并提高遠程控制效率，確保在同一時段內(nèi)，設備通信質(zhì)量，這對于光伏發(fā)電站的平穩(wěn)運行有著積極作用。以光纖以太網(wǎng)為基礎接入監(jiān)控系統(tǒng)，智能控制裝置可采集光伏變電站箱變，同時也可實現(xiàn)非電量保護、遠程控制及通訊等多種功能，為若干設備數(shù)據(jù)通訊提供強大的技術支持，同時也為光伏電站中信息的智能化采集提供有效支持。在利用光纖網(wǎng)絡實行自動化監(jiān)控系統(tǒng)連接時，還可實現(xiàn)遠程管理及自動化控制，形成智能化建設和無人值守的管理模式。

光伏電站箱變低壓開關柜中可設置智能監(jiān)控裝置，對傳統(tǒng)的設備系統(tǒng)加以改進，增強智能通信效果，以及箱變檢測、控制和保護效果。再者，通過智能監(jiān)控裝置的應用也可降低系統(tǒng)內(nèi)通信設備、交換機的使用數(shù)量，削弱管理的復雜性，加快集成化控制進程。降低光伏電站建設、運行和維護的成本投入。

2智能監(jiān)控裝置的功能設置

2.1箱變保護功能

三路或以上的直流輸入，熱電阻可依據(jù)工程實際采取更為靈活的組合方式，采集到變壓器油溫度和箱變內(nèi)環(huán)境的溫度，以免變壓器溫度升高過大而受到較大的影響。該裝置不僅可對變電器予以保護，也可在瓦斯出現(xiàn)跳閘問題后及時實施報警處理。如變壓器運行的過程中出現(xiàn)較為明顯的運行故障，則瓦斯和油位也會發(fā)出指令，及時切斷變壓器線路，使變壓器停止運行，及時排除故障。還可借助三段式電流保護方式對電流電壓加以調(diào)節(jié)，以免裝置運行中出現(xiàn)穿越型故障，保障變壓器穩(wěn)定運行。

2.2箱變測控功能

光伏電站變電箱運行的過程中主要應用雙分裂變壓器，線路直接連接在逆變器的低壓交流電上，待電壓上升到指定位置后，可直接實現(xiàn)電站的有效連接，為促進雙分裂變壓器的正常運行，智能測控裝置設有雙功率點，可對熔斷器、箱門開關信號等實施隨時采集和處理。

通訊和傳動功能作為系統(tǒng)中較為重要的運行裝置，在智能化監(jiān)控設備安裝后，對該裝置進行了科學檢測，設備具有較為完善的拓展性能，通訊協(xié)議也可高度順應電站監(jiān)控系統(tǒng)運行需要。在使用規(guī)范的約束下，將其轉化為滿足要求的規(guī)約形式，增強系統(tǒng)接入的效果。另外，接入逆變器和匯流箱后，可直接接收環(huán)網(wǎng)交換機內(nèi)和通信管理機內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。裝置能夠遠程分合閘，增強人員操作的便捷性。且該裝置也可完成事件報告處理和操作記錄，可儲存25次左右的變位記錄和操作記錄。

3合理選擇智能監(jiān)控裝置硬件

裝置充分利用了32位性能較為完善的嵌入式微機處理器，其內(nèi)存較大，且儲存器性能更為完善，可全方位提高數(shù)據(jù)處理的效率，也可保證大量數(shù)據(jù)信息運算和儲存的質(zhì)量。為加強測量和計算的準確性，應合理使用高精度芯片。裝置的電源CPUIO板、通訊板內(nèi)部設置的元器件均可在- 40°C-+70°C時安全穩(wěn)定運行，滿足1兆赫茲以下的減震脈沖干擾試驗要求，帶電導線電路要具有良好的絕緣性能，完美的將線路與對地間、交流和直流回路間、交流回路和交叉電流間的干擾因素摒除，保證這些線路的絕緣效果，最大限度地規(guī)避線路運行安全隱患、為此，絕緣電阻的最小電阻值應在 100M歐以上。

4智能測控裝置組網(wǎng)配置要求

光伏電站設備覆蓋范圍較大，接地設備和控制室間的間距差異較大，箱變智能測控裝置組網(wǎng)時，應以現(xiàn)階段的發(fā)展概況科學規(guī)劃和選擇組網(wǎng)配置方案，明確箱變、匯流箱、逆變器等設施的位置，將逆變器周邊的電氣設備接入智能監(jiān)控裝置，形成星狀的拓撲網(wǎng)絡。之后需嚴格按照規(guī)范要求連接箱變智能監(jiān)控裝置，為光線環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行提供保障。光纖環(huán)網(wǎng)也可引出兩條光纖，將其設置于自動化監(jiān)控體系主設備層當中，保證光伏電站自動監(jiān)控系統(tǒng)的科學性與合理性。合理應用光纖環(huán)網(wǎng)可確保設備長期穩(wěn)定運行，如網(wǎng)絡中的某一個設備出現(xiàn)運行故障，則其他設備可借助另往一側的網(wǎng)絡保持通訊，正常運轉。

自動化監(jiān)控系統(tǒng)組成結構較多，最為主要的結構有光線環(huán)網(wǎng)、計算機、報警設備、網(wǎng)絡及打印設備，箱變智能控制裝置也可采集和控制就近電氣設備模擬信號和開關信號，也可上傳至自動化監(jiān)控系統(tǒng)的后臺主機之中，以較短的時間對被控對象進行全方位安全監(jiān)控。

箱變的智能測控單元具有保護功能，在光纖網(wǎng)的基礎上形成了不同的子網(wǎng)絡，這些子網(wǎng)絡均與自動監(jiān)控設備存在一定形式上的連接，借助子網(wǎng)絡獲取的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對箱變的智能化監(jiān)督和控制，做好信息數(shù)據(jù)的快速收集和處理，及時解決存在的風險問題，監(jiān)控和調(diào)節(jié)光伏電站。根據(jù)運行的需求設定運行參數(shù)，記錄事件，也可計算參數(shù)，提高運行管理水平，加強操作的規(guī)范性、標準性。

箱變的智能化監(jiān)控裝置在安裝中，共設置兩個獨立的光纖通訊模塊，借助CPLD數(shù)字化控制技術對光線環(huán)網(wǎng)實行科學管控，同時在系統(tǒng)內(nèi)設置自愈功能，針對一些小問題予以快速處理，減少不良因素的影響，提高運行效率，且集成性優(yōu)勢明顯，系統(tǒng)運行安全可靠，可根據(jù)實際修改編程，也可實現(xiàn)動態(tài)重建?？刂齐娐费b置由分頻器、中心狀態(tài)機、數(shù)據(jù)發(fā)送器構成，依靠數(shù)字控制芯片和技術有效提升光纖維通道切換的速度，穩(wěn)定性優(yōu)良，系統(tǒng)通訊更為準確。箱變智能控制裝置的兩塊光顯通訊模塊能夠在CPLD技術的協(xié)助下，完成數(shù)據(jù)切換和控制，如兩個光線模塊均處于工作狀態(tài)，則CPU可接收數(shù)據(jù)并及時處理，隨后利用兩個光線口傳至另外一個光纖通訊模塊的接收單元，長期循環(huán)，所以兩個光纖模塊所傳遞的數(shù)據(jù)信息完全相同，通道間的數(shù)據(jù)傳送可同步開展，且兩個通道互為備用通道，如其中一個通道出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷問題，CPLD就能夠及時切換數(shù)據(jù)通道，確保光纖數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

5結語

應用箱變智能測控裝置可促進光伏電站設備集成化建設，降低設備費用。智能測控裝置能夠保護箱變及周邊設備，保證設備運行的穩(wěn)定性、安全性及設備數(shù)據(jù)的準確性?？梢灶A見的是，光伏電站箱變智能監(jiān)控裝置中具有廣闊的應用前景。

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