光伏发电监控系统

光伏发电监控系统

光伏发电监控系统通过对光付电站运行状态、设备参数、环境数据等进行监视、测量和控制，实现发电可靠运行以及确保电能质量、设备和人身安全、日常维护管理、集中或远程监控等，以达到光伏电站长期安全、可靠及经济运行。本次主要介绍光伏发电监控系统的功能、构成、主要性能指标以及集中远程监控。

监控系统功能

光伏发电监控系统基本功能对于系统规模及是否并网差异

不大，主要在性能指标。并网光伏电站要求与电调中心建立通信联系，传送关键数据并接受其控制指令。主要有以下几个功能。

(1)数据采集与处理

数据采集范围包括模报量、开关量、电能量和来自智能装置的记录数据等。模拟量包括环境参数(如日照强度、风速、风向、气温等)、交直流电气参数(如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等)；开关量包括直流开关、交流断路器、隔离开关、接地开关的位置信号，设备投切状态，低压交直流保护装置和安全装置和安全自动装置动作及

报警信号等，电能量包括各种方式采集到的交直流有功电量和交流无功电量数据，通过数据处理实现累加等计算功能。数据处理功能包括对实时采集的模权量进行不变、跳变、故障、可疑、超值域、不一致等有效性检查，对实时采集的开关量进行消抖、故障、可疑、不一致等有效性检查。对实时采集的模拟量进行乘系数、零漂、取反、越限报警、死区判断等计算处理;并支持计算量公式定义和运算处理。

在数据处理的基础上定期存储需安保存的历史数据和运行报表数据，实时存储最近发生的事件数据。

(2)事件与预警

光伏发电监控系统能对遥测越限、遥信变位、动作/故障信号、操作事件等被监控设备信号，以及监控系统本身的软硬件、通信接口和网络故障信号等事件进行有效的报警;同时还能够实现对事件的分类、分层处理，便于按要素查询和检索。

(3)运行监控

运行监控工作站是发电站监控系统与运行人员联系的主要界面，现场设备就地控制是应急情况下的备用界面，运维人员通过监控工作站发出控制操作命令在看历史数据、修改系统参数及制作报表、确认预警等。

运行监控功能包括，全站实时生产统计数据、环境参数、电气拼接图与参数、设备通讯联络与工况、设备参数、并网点参数、电能质量监测、历史发电趋势分析、发电预测图等。运行监控可控制操作对象包括：直流开关、交流侧断路器、隔离开关、电动操作接地开关、站用变压器分接头位置、容抗器投退、保护装置软连接片投退、逆变器参数设定、充放电控制装置参数设定等。

运行监控应具备人工控制和自动控制两种形式。人工控制包括主控室控制和现场设备控制两级，并具备站控层设备及网络停运后，应能在现场设备层对断路器、逆变器等设备进行一对一人工控制操作。自动控制应包括自动功率设定、逆变器启停、充放电控制等。

(4)安防监控

大型非网光伏电站应配置视频监控和安防系统，在光伏阵列场地周边根据场地大小应配置1～4个带云台控制摄像头，在设备室应配置1～2个固定摄像头，在主控室和设备室宜设置烟感等安防设备；在主控室配置视频监控工作站。

(5)发电控制

对一定规模并网光伏电站，其最大发电功率、最大功率变化率，等指标影响接人电网稳定运行，需设置与电调中心的通信通道，接受其发电调度。

除设备故障、接受调度指令外，监控系统可以确保同时切除或启动的逆变器有功功率总加（和）小于接入电网波动限制。

监控系统能够根据当前日照强度、逆变器运行、电网对输出有功功率要求，综合考虑定期

对逆变器等设备运行状态进行自动切换和调配，以延长逆变器等设备的使用寿命，提高电站运营经济效率。

(⑥)电能质量监测

光伏发电监控系统能够实时监训输入电网或向交流负载提供的交流电能的质量，当电压偏差、频率、谐波和功率因数等出现偏离标准的越限情况时，系统能自动将发电系统与电网完全断开。

(7)能量管理与预测

通过表格和趋势曲线，光伏发电监控系统能够按日、月和年来对比分析历史与当前发电情况。在具备直供负荷，并配置储能电池及其充放电控制装置的光伏电结内，依日照强度、发电功率和负荷趋势，对储能电池进行有针对性的充放电控制和管理，以提高设备使用寿命和发电经济效益;在具备一定容量直供负荷，并配置双向电能计算设备的电站内，监控系统能根据系统日照强度、发电效率、负荷趋势和潮流情况动态平衡全站有功功率，并能实时预测特定时段的发电

功率总和，提供给电力调度管理部门，以确保系统的稳定运行。

(8)在线统计与制表

光伏发电监控系统可以对运行的各种常规参数进行统计计算，还能够对发电站主要设备的运行状况进行统计计算，包括断路器正常操作及事故跳闸次数、容抗器投退次数等。

(9)时钟同步

光伏发电监控系统设备采用GPS标准授时信号进行时钟校正，与调度中心进行远动通信时能接收调度时钟同步。

站控层设备和具备对时功能的现场设备保持与标准时钟的误差不大于1ms.远动通信设备正常通过站内GPS进行时钟校正，需要时也可与调度端对时。

(10)系统自诊断和自恢复

光伏发电监控系统具备在线诊断能力，对系统自身的软硬件运行状况进行诊断，发现异常予以报警记录，必要是采取自动恢复措施。

光伏发电监控系统的自动恢复：一般软件异常时，自动恢复运行；若有备用配置，在线设备发生软件故障时，能自动切换到备用配置。自动恢复时间不大于30s。

（11）系统维护

光伏发电监控系统能对数据库进行在线维护，增加、删除和修改各数据项，并能离线对数据库进行独立维护，重新生成数据库并具备合理的初始化值。

（12）外部接口（并网光伏发电监控系统）

一定规模个光伏电站通过监控系统与地区电调中心建立通信联系，向其传送实时生产和设备关键数据，接受电调中心的发电指令和控制。