光伏电站监控系统解决方案

光伏电站监控系统解决方案

引言

煤炭、石油等化石能源频频告急，环境污染问题日益严峻，而太阳能作为最具潜力的可再生能源，因其储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性以及实用的经济性，越来越被人们所青睐。大力发展光伏产业、积极开发太阳能，在全球范围得到了空前重视，已成为各国可持续发展战略的重要组成部分。光伏产业也称太阳能电池产业，即利用太阳能级半导体电子器件吸收太阳光辐射能，并使之转换为电能的产业。浙江正泰太阳能科技有限公司将最新的自动化技术应用于光伏电站，推出AstroWeb2011光伏电站监控系统。

1.总述

光伏电站主要由光电池阵列、汇流箱、低压直流柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等组成，最后产生的高压交流直接并入电网。针对每个环节电力参数检测的需要，浙江正泰太阳能科技有限公司推出针对光伏电站监控的AstroWeb2011光伏电站监控系统，实现对分布在不同区域的光伏发电站的监控。AstroWeb2011光伏电站监控系统可对太阳

能光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备进行实时监测和控制，提供设备数据采集、解析、处理、事件产生、存储，并通过各种样式的图表、趋势、报表呈现电站的运行情况，确保客户远程对电站数据的监控需求。其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了太阳能光伏发电系统的完全可靠和稳定运行。

光伏电站主要由光电池阵列、汇流箱、低压直流柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等组成，最后产生的高压交流直接并入电网。针对光伏电站整体监控的需要，正泰太阳能公司推的了AstroWeb 2011光伏电力监控系统实现了对光伏电站的监测与控制。

2.监控系统构架

光伏电站监控系统采用分级分布式结构配置，系统由就地监控子站、区域监控中心和全球监控中心组成。就地监控子站位于光伏发电站现场。区域监控中心以省为单位，位于省会城市或者光伏电站比较集中的市县。全球监控中心设在杭州公司总部。

3.就地监控子站部分

主要完成逆变器、汇流箱、直流配电柜、交流配电柜、环境监测、升压变压器等设备参数的采集及数据预处理。并将就地监控子站采集到的数据通过各种传送方式传输给区域监控中心或者全球监控中心。

1)系统结构

网关RTU：将现场各种智能设备的通讯数据转换为标准协议，传送给监控计算机及通讯服务器。

数采RTU：采集现场模拟量及开关量信号，转换为标准MODBUS-RTU协议后转送监控计算机及通讯服务器。

监控计算机：实现光伏电站的运行状态监测、设备监测及环境控制等功能。

设备清单光伏电站监控系统

通讯服务器：将光伏电站数据转换为标准协议信号（IEC60870-104/MODBUS-TCP），通过不同通讯方式传送到区域监控或全球监控中心。

TP-

网络TL-16口,LIN

5交换SG1016100M/1000M1K/D组网机DT自适应LIN

K

2)数据采集RTU介绍

数采RTU采用浙江正泰中自公司的RTU100产品，RTU100是浙江正泰中自控制工程有限公司在DCS系统技术创新基础上，结合丰富的系统集成与

工程应用经验，经过持续改进与完善，推出的稳定可靠、先进实用、友好开放的新型RTU组件。它

可实现对工业现场信号的采集和对现场设备的控制。该产品采用了模块化结构设计，系统基于RS-485

网络接口，配以功能单元、功能模块和I/O模块，

实现各部分协调工作和数据输入输出。该产品支持通用模拟量输入（AI）、模拟量输出（AO）、数字量

输入（DI）、数字量输出（DO）以及计频率计数（PI）。通过标准Modbus-RTU协议很容易与主控制

器或上位机组成网络控制系统，实现数据采集或集散控制。

数采RTU100技术指标：

图4.2数采RTU结构图

分

类

项目指标

控制方式控制模式本地/远程

控制运算报警及越限控制

精确度AI误差±0.1%F.S. AO误差±0.15%F.S.时间顺序

记录

（SOE）时

间分辨率

1ms

抗AI共模干≥120dB

RTU

流量监控、报警、GPS 对时等功能于一体的通讯交

换设备。它采用目前工业控制系统成熟的技术平台： 嵌入式高性能处理器及嵌入式操作系统、智能通讯 冗余技术、现场总线技术、端口保护技术等。实现 智能配电监控系统中的监控计算机与对现场设备的 双向数据传输，配合工业自动化组态监控软件完成 配电系统的实时数据采集、开关状态、远程控制以 及集中管理。

图 4.3 网关 RTU 外形图

件 工作湿度 10～85%RH ，无凝结

存储运输

湿度

≤93%RH（40℃）

大气压力 86～106kPa

机 械 结 构

外形尺寸

（L×W×H

）

324mm×204mm×160mm

智能网关服务器外形支持标准的19寸机架安装、桌面安装，提供多达16个RS-232/422/485串口设备联网，4个以太网接口可以通过软件配置提供从机、主机、交换以及冗余功能。提供LCD液晶屏和键盘作为人机交互设备，用以配置通讯参数以及数据流量监视。

网关RTU技术指标

3)监控计算机监视功能

3.1)光伏电站配电电气结构监控

通过对电站内一次及二次配电网络状态的监控，了解电站内各电气设备的运行情况及状态，并对电站的并网状态、有/无功功率流向情况等进行实时监控。

3.2)光伏组件分布监控

能够根据汇流箱采集数据显示各个光伏方阵的输出功率，定位异常光伏组件。

3.3)逆变器监控

逆变器主要监测指标包括：

✷直流电压、直流电流、直流功率

✷交流电压、交流电流

✷逆变器内温度、时钟

✷频率、功率因数、当前发电功率

✷日发电量、累积发电量、累积CO2减排量

✷电网电压过高、电网电压过低

✷电网频率过高、电网频率过低

✷直流电压过高、直流电压过低

✷逆变器过载、逆变器过热、逆变器短路

✷散热器过热

✷逆变器孤岛