光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)方案分析(已修改)
2025-05-25 04:34 本頁面
【正文】 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)分析摘 要：綜合論述了目前國內(nèi)具有實際工程意義的大型光伏電站及分布式光伏系統(tǒng)的幾種監(jiān)控系統(tǒng)方案。光伏監(jiān)控系統(tǒng)采用的通訊手段主要包括：有線方式：工業(yè)RS485總線、PROFIBUS總線、工業(yè)以太網(wǎng)、CAN總線、Modern電話線；無線方式：ZIGBEE、GPRS、WIFI、BLUETEETH、IRDA紅外。文中對各種通訊方式的構(gòu)成、特點及應(yīng)用作了簡要闡述及對比。引言太陽能光伏發(fā)電項目隨中國政府持續(xù)出臺的支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策不斷增多[1]，截至2012 年底， GW， GW， GW [2]。國家能源局發(fā)布的《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》稱，到2015 年底，太陽能發(fā)電裝機容量達到2100萬kW（即21 GW）以上，年發(fā)電量達到250 億kWh。隨著大型光伏電站及分布式光伏系統(tǒng)的建設(shè)和投運，業(yè)主及電網(wǎng)公司對設(shè)備的實時監(jiān)控提出了更高的要求。光伏監(jiān)控系統(tǒng)需實現(xiàn)的功能有：1）匯流箱、逆變器、電池板、蓄電池組及其控制器（帶儲能功能的光伏系統(tǒng)）、環(huán)境溫度等底層設(shè)備實時數(shù)據(jù)及狀態(tài)的采集；2）底層設(shè)備故障報警；3）重要數(shù)據(jù)的歷史存儲；4）遠方及本地對電站設(shè)備的必要操控。即集遙測、遙控、遙信、遙調(diào)功能為一體，且需具備高可靠性，全年不間斷工作。目前具有實際工程意義的監(jiān)控系統(tǒng)從物理實現(xiàn)方式上可分為有線及無線兩種。有線方式主要包括：工業(yè)RS485總線、PROFIBUS現(xiàn)場總線、CAN總線、Modem電話線、工業(yè)以太網(wǎng)；無線方式主要包括：ZIGBEE、GPRS、WIFI、BLUETEETH、IRDA紅外。需根據(jù)實際工程要求及各種通訊方式的特點選擇適合的監(jiān)控方案。1 基于現(xiàn)場總線的光伏監(jiān)控系統(tǒng) 兆瓦級及以上并網(wǎng)光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)兆瓦級及以上光伏電站占地面積廣、設(shè)備數(shù)量及種類龐大、建設(shè)集中。目前最為廣泛采用的是有線監(jiān)控方式。整體架構(gòu)包括：本地數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲與處理三部分，如圖1所示。本地數(shù)據(jù)采集通過數(shù)據(jù)采集器與底層設(shè)備相連接，采集設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，如匯流箱電流、逆變器功率和發(fā)電量、環(huán)境監(jiān)測儀溫度和風(fēng)向、安防裝置視頻數(shù)據(jù)、保護裝置（高壓開關(guān)狀態(tài)、直流接地狀態(tài)）、計量裝置（電量/電壓/電能質(zhì)量等計量儀器數(shù)據(jù)）。物理層廣泛采用造價低廉的工業(yè)RS485總線，MODBUS協(xié)議作為總線協(xié)議。本地數(shù)據(jù)采集器與監(jiān)控中心通訊網(wǎng)絡(luò)間相距較遠，一般為幾千米至幾十千米，采用工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP），光纖連接。基于TCP/IP的以太網(wǎng)是標準開放式網(wǎng)絡(luò)，光纖組網(wǎng)可采用星形拓撲結(jié)構(gòu)或環(huán)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)。星形拓撲結(jié)構(gòu)屬于集中控制型網(wǎng)絡(luò)，整個網(wǎng)絡(luò)由中心節(jié)點執(zhí)行集中式通訊控制管理，各分節(jié)點均直接與中心節(jié)點連接，中心節(jié)點與分節(jié)點之間直接進行數(shù)據(jù)交互；若某節(jié)點線纜出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)無法傳輸；總布線距離長。如圖2所示，環(huán)
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