產(chǎn)品分類(lèi)
Products安科瑞 陳聰
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維管理系統的設計與優(yōu)化。首先,分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應用,提出運維管理系統架構設計和數據采集、傳輸與處理技術(shù)。其次,主要討論系統優(yōu)化的策略與方法、故障診斷與預測技術(shù)以及運維效率與成本優(yōu)化的關(guān)鍵方法。然后,展望該系統實(shí)施策略、未來(lái)發(fā)展趨勢以及新技術(shù)在光伏電站運維管理中的應用前景。文章旨在為光伏電站運維管理系統的發(fā)展提供指導,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;運維管理;系統優(yōu)化;數據采集
1研究背景和意義
隨著(zhù)能源行業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)境保護意識的提高,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模不斷擴大,其運維管理面臨著(zhù)諸多挑戰,包括設備監控、故障診斷、運行優(yōu)化等方面的復雜問(wèn)題。因此,設計并優(yōu)化基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的
分布式光伏電站運維管理系統具有重要意義。這不僅有助于實(shí)現對光伏電站設備的實(shí)時(shí)監測和管理,提高光伏發(fā)電效率,還能降低運維成本,推動(dòng)清潔能源產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展。該系統的研究旨在為光伏電站運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分布式光伏電站運維管理系統的設計與技術(shù)實(shí)現
2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應用概述
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應用廣泛且深遠。首先,它通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò )檢測光伏電站各種設備,包括太陽(yáng)能電池板、逆變器、計量設備等,利用傳感器實(shí)時(shí)采集設備的運行數據,如溫度、電壓、電流等參數,從而全面監控光伏電站運行狀態(tài)。其次,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使這些數據能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行傳輸,遠程監控光伏電站的運行情況,實(shí)現實(shí)時(shí)響應和遠程控制,從而
及時(shí)發(fā)現問(wèn)題并采取相應措施。然后,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持數據的集中管理和存儲,通過(guò)云平臺等技術(shù),將分散的數據整合起來(lái),便于分析和利用。這種集中管理的數據可以為光伏電站運行提供更深入的分析,如性能評估、故障診斷以及預測性維護,從而提高光伏電站的運行效率和可靠性。
2.2運維管理系統的架構設計
運維管理系統的架構設計是確保光伏電站*效運行和維護的核心。首先,系統的架構應包括數據采集層、數據傳輸層、數據處理層以及應用服務(wù)層。數據采集層利用各類(lèi)傳感器和監測設備獲取光伏電站各個(gè)節點(diǎn)的數據,包括溫度、光照強度、電壓及電流等。數據傳輸層負責將采集到的數據傳輸至數據處理層,采用安全可靠的通信協(xié)議,確保數據的實(shí)時(shí)性和完整性。數據處理層采用大數據技術(shù),對海量數據進(jìn)行存儲、清洗、處理及分析,以生成實(shí)用的信息和洞察力。應用服務(wù)層提供各類(lèi)管理、監控和決策支持功能,包括設備監測、故障診斷、運行優(yōu)化等。
架構設計需要考慮系統的擴展性和兼容性。光伏電站在運行過(guò)程中,可能會(huì )進(jìn)行擴建或升級,因此系統的架構要能夠方便地擴展和接入新的設備和節點(diǎn)。同時(shí),要考慮不同廠(chǎng)商設備的兼容性,確保系統能夠適應多樣化的設備和數據來(lái)源。
在架構設計中,采用分布式系統架構是一個(gè)值得考慮的方案。將系統分解為多個(gè)相互獨立的模塊,可以提高系統的并發(fā)處理能力和容錯性,避免單點(diǎn)故障對整個(gè)系統的影響。這種架構還有助于提升系統的可維護性和擴展性,更好地支持光伏電站的長(cháng)期運行和管理。
2.3數據采集、傳輸與處理技術(shù)
數據采集、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維管理系統中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。首先,數據采集技術(shù)通過(guò)各類(lèi)傳感器監測光伏電站各個(gè)設備和環(huán)境參數,如太陽(yáng)能電池板的溫度、光照強度、電壓及電流等。傳感器的選擇須考慮其精度、穩定性、耐用性以及對環(huán)境條件的適應能力。為確保數據的準確性和實(shí)時(shí)性,傳感器的布置位置和數量也需要精心設計,以全面覆蓋光伏電站的各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
其次,數據傳輸技術(shù)能夠保證采集到的數據及時(shí)、安全地傳輸至數據處理中*。其采用可靠的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò )架構是必要的,如基于互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)或通信網(wǎng)絡(luò )的傳輸方式??紤]光伏電站通常分布廣泛,采用*效的遠程通信技術(shù),如無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)和衛星通信技術(shù)等,可以保障數據傳輸的穩定性和有效性。
然后,數據處理技術(shù)涉及對海量數據的存儲、清洗、處理及分析。使用大數據技術(shù)(云計算、分布式計算等)存儲和管理數據十分常見(jiàn)。數據清洗和預處理是為了去除噪聲、填補缺失值以及保證數據的質(zhì)量。數據分析包括描述性分析、統計分析等,以從數據中提取有用的信息和規律,為故障診斷、預測維護、性能優(yōu)化等提供決策支持。
3分布式光伏電站運維管理系統優(yōu)化
3.1系統優(yōu)化策略與方法
系統優(yōu)化在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運維管理中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。首先,采用智能化的調度和管理。利用預測算法和優(yōu)化模型,可以預測和優(yōu)化光伏電站的能源產(chǎn)出、設備性能等。通過(guò)智能調度設備運行時(shí)間、能源利用率以及避免高負荷時(shí)段,系統可以實(shí)現更*效的運行。例如,結合天氣預測數據,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)和預測維護。利用數據分析和機器學(xué)習方法,實(shí)時(shí)監測和分析數據,能夠快速識別設備故障或異常,并提供預警。這樣可以避免設備故障對系統運行造成的不利影響,降低維修時(shí)間和成本。
之后,采用自動(dòng)化流程和遠程監控。自動(dòng)化的運維流程能夠減少人工干預,提高運維效率,如自動(dòng)化巡檢、遠程故障診斷以及遠程控制,可以迅速響應問(wèn)題并降低人力資源成本。
3.2故障診斷與預測技術(shù)
故障診斷與預測技術(shù)在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運維管理系統中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。這些技術(shù)能夠幫助識別并預測設備故障,以便及時(shí)采取措施,很大限度地減少系統停機時(shí)間和維修成本。
一方面,故障診斷技術(shù)基于實(shí)時(shí)數據監測和分析。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集光伏電站各個(gè)設備的運行數據,如溫度、電壓、電流等參數,利用數據分析技術(shù)和模型識別異常狀態(tài)。當數據超出預設范圍或與正常模式偏離時(shí),系統會(huì )發(fā)出警報并觸發(fā)相應的故障診斷流程。這樣可以及時(shí)發(fā)現設備故障或潛在問(wèn)題。
另一方面,預測技術(shù)是利用歷史數據和機器學(xué)習算法進(jìn)行未來(lái)故障的預測。通過(guò)對歷史數據的分析和模式識別,系統能夠預測設備的壽命、性能衰退趨勢或潛在故障模式。這有助于采取預防性維護措施,提前替換故障風(fēng)險較高的部件,避免突發(fā)故障造成的損失[4]。
故障診斷與預測技術(shù)可以結合專(zhuān)家系統或知識圖譜。通過(guò)建立設備故障庫和知識圖譜,系統可以快速識別并匹配相似的故障模式,提供更準確的故障診斷和預測。
3.3運維效率與成本優(yōu)化
提高運維效率并優(yōu)化成本是基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運維管理中的重要目標。為達到這一目標,需要采用一系列策略和方法,涉及設備管理、人力資源利用、技術(shù)優(yōu)化等多個(gè)方面。
運維效率的提高可以通過(guò)自動(dòng)化和智能化實(shí)現。引入自動(dòng)化設備監測、故障診斷和維修流程,可以減少人工干預,提高運維響應速度和準確性。智能化調度和計劃可以?xún)?yōu)化維護工作安排,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)化也是提升運維效率的關(guān)鍵。采用*進(jìn)的設備監測和管理技術(shù),如遠程監控、傳感器技術(shù)、數據分析等,可以實(shí)現對光伏電站設備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監測和管理。這種實(shí)時(shí)監控有助于提前發(fā)現并解決潛在問(wèn)題,減少維護時(shí)間和維修成本。
成本優(yōu)化需要考慮運維過(guò)程中的多個(gè)方面。例如,采用可靠性高的設備和材料能夠減少維修次數和費用;合理的維護策略和計劃能夠降低因突發(fā)故障帶來(lái)的停機損失。
4Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統
4.1平臺概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統,是我司根據新型電力系統下微電網(wǎng)監控系統與微電網(wǎng)能量管理系統的要求,總結國內外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗,專(zhuān)門(mén)研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統。本系統滿(mǎn)足光伏系統、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統以及充電站的接入,*進(jìn)行數據采集分析,直接監視光伏、風(fēng)能、儲能系統、充電站運行狀態(tài)及健康狀況,是一個(gè)集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標,促進(jìn)可再生能源應用,提高電網(wǎng)運行穩定性、補償負荷波動(dòng);有效實(shí)現用戶(hù)側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提高電力設備運行效率、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)濟運行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統應采用分層分布式結構,整個(gè)能量管理系統在物理上分為三個(gè)層:設備層、網(wǎng)絡(luò )通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò )采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議,物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。
4.2平臺適用場(chǎng)合
系統可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區、工商業(yè)區、居民區、智能建筑、海島、無(wú)電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。
4.3系統架構
本平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計,即站控層、網(wǎng)絡(luò )層和設備層,詳細拓撲結構如下:
圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統組網(wǎng)方式
5.1實(shí)時(shí)監測
微電網(wǎng)能量管理系統人機界面友好,應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀(guān)顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實(shí)時(shí)監測光伏、風(fēng)電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息,動(dòng)態(tài)監視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。其中,各子系統回路電參量主要有:相電壓、線(xiàn)電壓、三相電流、有功/無(wú)功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無(wú)功電度、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數主要有:開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統應可以對分布式電源、儲能系統進(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、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。
系統應可以對儲能系統進(jìn)行狀態(tài)管理,能夠根據儲能系統的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警,并支持定期的電池維護。
微電網(wǎng)能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電站及總體負荷組成情況,包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求,也可將充電,儲能及光伏系統信息進(jìn)行顯示。
圖1系統主界面
子界面主要包括系統主接線(xiàn)圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統計列表等。
5.1.1光伏界面
圖2光伏系統界面
本界面用來(lái)展示對光伏系統信息,主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、并網(wǎng)柜電力監測及發(fā)電量統計、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。
5.1.2儲能界面
圖3儲能系統界面
本界面主要用來(lái)展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線(xiàn)以及電量變化曲線(xiàn)。
圖4儲能系統PCS參數設置界面
本界面主要用來(lái)展示對PCS的參數進(jìn)行設置,包括開(kāi)關(guān)機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。
圖5儲能系統BMS參數設置界面
本界面用來(lái)展示對BMS的參數進(jìn)行設置,主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖6儲能系統PCS電網(wǎng)側數據界面
本界面用來(lái)展示對PCS電網(wǎng)側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。
圖7儲能系統PCS交流側數據界面
本界面用來(lái)展示對PCS交流側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時(shí)針對交流側的異常信息進(jìn)行告警。
圖8儲能系統PCS直流側數據界面
本界面用來(lái)展示對PCS直流側數據,主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對直流側的異常信息進(jìn)行告警。
圖9儲能系統PCS狀態(tài)界面
本界面用來(lái)展示對PCS狀態(tài)信息,主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖10儲能電池狀態(tài)界面
本界面用來(lái)展示對BMS狀態(tài)信息,主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統信息、數據信息以及告警信息等,同時(shí)展示當前儲能電池的SOC信息。
圖11儲能電池簇運行數據界面
本界面用來(lái)展示對電池簇信息,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。
5.1.3風(fēng)電界面
圖12風(fēng)電系統界面
本界面用來(lái)展示對風(fēng)電系統信息,主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(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)展示對充電站系統信息,主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用,變化曲線(xiàn)、各個(gè)充電站的運行數據等。
5.1.5視頻監控界面
圖14微電網(wǎng)視頻監控界面
本界面主要展示系統所接入的視頻畫(huà)面,且通過(guò)不同的配置,實(shí)現預覽、回放、管理與控制等。
5.1.6發(fā)電預測
系統應可以通過(guò)歷史發(fā)電數據、實(shí)測數據、未來(lái)天氣預測數據,對分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預測,并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計劃,便于用戶(hù)對該系統新能源發(fā)電的集中管控。
圖15光伏預測界面
5.1.7策略配置
系統應可以根據發(fā)電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時(shí)電價(jià)信息,進(jìn)行系統運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴容等。
具體策略根據項目實(shí)際情況(如儲能柜數量、負載功率、光伏系統能力等)進(jìn)行接口適配和策略調整,同時(shí)支持定制化需求。
圖16策略配置界面
5.1.8運行報表
應能查詢(xún)各子系統、回路或設備*時(shí)間的運行參數,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流、三相電壓、總功率因數、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運行報表
5.1.9實(shí)時(shí)報警
應具有實(shí)時(shí)報警功能,系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位,及設備內部的保護動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應能發(fā)出告警,應能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱(chēng)、保護動(dòng)作時(shí)刻;并應能以彈窗、聲音、短信和電話(huà)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(xún)
應能夠對遙信變位,保護動(dòng)作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數、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)行存儲和管理,方便用戶(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯,查詢(xún)統計、事故分析。
圖19歷史事件查詢(xún)
5.1.11電能質(zhì)量監測
應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統的電能質(zhì)量包括穩態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續監測,使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統電能質(zhì)量情況,以便及時(shí)發(fā)現和消除供電不穩定因素。
1)在供電系統主界面上應能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監測點(diǎn)的監測裝置通信狀態(tài)、各監測點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值;
2)諧波分析功能:系統應能實(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:系統應能顯示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(cháng)閃變值;應能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線(xiàn)、短閃變曲線(xiàn)和長(cháng)閃變曲線(xiàn);應能顯示電壓偏差與頻率偏差;
4)功率與電能計量:系統應能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率;應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;應能提供有功負荷曲線(xiàn),包括日有功負荷曲線(xiàn)(折線(xiàn)型)和年有功負荷曲線(xiàn)(折線(xiàn)型);
5)電壓暫態(tài)監測: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),系統應能產(chǎn)生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話(huà)等形式通知相關(guān)人員;系統應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6)電能質(zhì)量數據統計:系統應能顯示1min統計整2h存儲的統計數據,包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。
7)事件記錄查看功能:事件記錄應包含事件名稱(chēng)、狀態(tài)(動(dòng)作或返回)、波形號、越限值、故障持續時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。
圖20微電網(wǎng)系統電能質(zhì)量界面
5.1.12遙控功能
應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序,可以及時(shí)執行調度系統或站內相應的操作命令。
圖21遙控功能
5.1.13曲線(xiàn)查詢(xún)
應可在曲線(xiàn)查詢(xún)界面,可以直接查看各電參量曲線(xiàn),包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、SOC、SOH、充放電量變化等曲線(xiàn)。
圖22曲線(xiàn)查詢(xún)
5.1.14統計報表
具備定時(shí)抄表匯總統計功能,用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統正常運行以來(lái)任意時(shí)間段內各配電節點(diǎn)的發(fā)電、用電、充放電情況,即該節點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統間電能量交換進(jìn)行統計分析;對系統運行的節能、收益等分析;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時(shí)間、年停電次數等分析;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
圖23統計報表
5.1.15網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構;可在線(xiàn)診斷設備通信狀態(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備或元件及其故障部位。
圖24微電網(wǎng)系統拓撲界面
本界面主要展示微電網(wǎng)系統拓撲,包括系統的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。
5.1.16通信管理
可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備通信情況進(jìn)行管理、控制、數據的實(shí)時(shí)監測。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主程序右鍵打開(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,快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。
圖25通信管理
5.1.17用戶(hù)權限管理
應具備設置用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作(如遙控操作,運行參數修改等)??梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限,為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶(hù)權限
5.1.18故障錄波
應可以在系統發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)準確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況,通過(guò)對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動(dòng)作、提高電力系統安全運行水平有著(zhù)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)掃描數據,包括開(kāi)關(guān)位置、保護動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數據基礎。
用戶(hù)可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件,當每個(gè)事件發(fā)生時(shí),存儲事故*10個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數據。啟動(dòng)事件和監視的數據點(diǎn)可由用戶(hù)隨意修改。
6.硬件及其配套產(chǎn)品
序號 | 設備 | 型號 | 圖片 | 說(shuō)明 |
1 | 能量管理系統 | Acrel-2000MG | 內部設備的數據采集與監控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數據采集、上傳及轉發(fā)至服務(wù)器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線(xiàn)、需量控制、削峰填谷、備用電源等 | |
2 | 顯示器 | 25.1英寸液晶顯示器 | 系統軟件顯示載體 | |
3 | UPS電源 | UPS2000-A-2-KTTS | 為監控主機提供后備電源 | |
4 | 打印機 | HP108AA4 | 用以打印操作記錄,參數修改記錄、參數越限、復限,系統事故,設備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為主要方式 | |
5 | 音箱 | R19U | 播放報警事件信息 | |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡(luò )交換機 | D-LINKDES-1016A16 | 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò )交換機解決了通信實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò )安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問(wèn)題 | |
7 | GPS時(shí)鐘 | ATS1200GB | 利用gps同步衛星信號,接收1pps和串口時(shí)間信息,將本地的時(shí)鐘和gps衛星上面的時(shí)間進(jìn)行同步 | |
8 | 交流計量電表 | AMC96L-E4/KC | 電力參數測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率,頻率、功率因數等)、復費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開(kāi)關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現斷路器開(kāi)關(guān)的"遜信“和“遙控"的功能 | |
9 | 直流計量電表 | PZ96L-DE | 可測量直流系統中的電壓、電流、功率、正向與反向電能??蓭S485通訊接口、模擬量數據轉換、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出等功能 | |
10 | 電能質(zhì)量監測 | APView500 | 實(shí)時(shí)監測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諾波等電能質(zhì)量,記錄各類(lèi)電能質(zhì)量事件,定位擾動(dòng)源。 | |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | 防孤島保護裝置,當外部電網(wǎng)停電后斷開(kāi)和電網(wǎng)連接 | |
12 | 箱變測控裝置 | AM6-PWC | 置針對光伏、風(fēng)能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護,測控,通訊一體化裝置,具備保護、通信管理機功能、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置 | |
13 | 通信管理機 | ANet-2E851 | 能夠根據不同的采集規的進(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據果集匯總: 提供規約轉換、透明轉發(fā)、數據加密壓縮、數據轉換、邊緣計算等多項功能:實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數據采集和數據轉發(fā),可多路上送平臺據: | |
14 | 串口服務(wù)器 | Aport | 功能:轉換“輔助系統"的狀態(tài)數據,反饋到能量管理系統中。 1)空調的開(kāi)關(guān),調溫,及*全斷電(二次開(kāi)關(guān)實(shí)現) 2)上傳配電柜各個(gè)空開(kāi)信號 3)上傳UPS內部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設備 | |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 | 1)反饋各個(gè)設備狀態(tài),將相關(guān)數據到串口服務(wù)器: 讀消防VO信號,并轉發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息,并轉發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門(mén)禁程傳感器信息,并轉發(fā) |
7結束語(yǔ)
光伏電站運維管理系統的設計與優(yōu)化是當前能源領(lǐng)域的重要課題,通過(guò)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數據采集、運維優(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維效率、降低成本、實(shí)現智能化管理的關(guān)鍵策略與方法。未來(lái),隨著(zhù)新技術(shù)的不斷涌現和能源行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,光伏電站運維管理系統將迎來(lái)更多創(chuàng )新與突破,為實(shí)現更*效、可靠及可持續的清潔
能源生產(chǎn)貢獻力量。
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【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)設計與應用手冊2022.05版.