微電網智能監控系統研究

呂元

摘 要：微電網作為分布式發電技術大規模應用的重要方向，其監控技術與控制策略是目前國內外研究的熱點方向之一。文章構建了應用于微電網的智能監控系統，并分析了系統各單元的功能和技術特點。

關鍵詞：微電網；智能監控；分布式發電

緒論

近些年來，為促進低碳經濟的發展，以太陽能光伏發電、風力發電為主的綠色能源產業發展迅速，分布式發電系統日益興起。分布式發電系統有一定的特殊性，其本身具有不同于常規電源的隨機性和間歇性的特點，故其并網運行對電網的電能質量和安全穩定性必將構成一定威脅。分布式發電的原動力可控性不強，是否處于發電狀態及其發電出力受限于天氣狀況，日出日落、天氣陰晴、風大風小等因素都會直接導致分布式發電的出力產生波動性和間歇性。從電網的角度，并網運行的分布式發電系統相當于一個具有隨機性的擾動源，隨時可能對電網運行的可靠性造成影響。而微電網的提出與應用，為分布式發電技術的大規模應用開辟了新途徑。微電網可接納更多的分布式電源，并根據實際情況互補配置各可再生能源。作為微電網的核心技術方向之一，微電網的監控技術與控制策略，日益成為各國學者研究的熱點。

1 系統構成

監控系統首先需要本地采集逆變器的關鍵參數，如發電量、發電時間等，并通過無線通信的方式發送到監控服務器上，用戶可以通過PC，手機，平板電腦等終端設備，通過瀏覽器等工具實時查看電站的發電量等關鍵數據。終端應該提供給用戶界面友好，直觀，圖形化的數據展示，能夠提供歷史數據和實時數據。同時，作為數字化遠程管理系統的數據采集點，構建機構總部監測管理平臺，將多個分布式發電系統統一集中監測管理。同時，后續建設的分布式發電系統可加入到該監控系統中，實現統一監控、集中管理的目標。系統的核心組成和功能包括：

1.1 GPRS遠程數據采集器及硬件系統

需定制GPRS遠程數據采集器及接收器、服務器，數據采集器是基于GPRS數據通信網絡的終端產品，可以實現對遠程逆變器，氣象站，電表，匯流箱，防逆流等設備實時數據采集和監控。

1.2 分布式電站遠程監控中心系統

配備遠程數據采集器的分布式電站遠程監控中心，可實時遠程監控各分布式電站所有設備：氣象站、匯流箱、逆變器、直流柜、智能開關、交流柜、電表、防逆流、變壓器、升壓屏、高壓柜、安保系統等。實現遠程設備的統一集中監控。并自動保存到在線監控平臺數據庫。

1.3 在線監控平臺

在線監控平臺，可通過Web，手機提供實時數據顯示，客戶端通過瀏覽器訪問，實時顯示電站各設備信息，包括Logo狀態圖、面板狀態圖、設備運行狀態、輸出功率波形、當天發電量波形、逆變器采集詳細數據、電表采集詳細數據、溫度采集詳細數據、PV面板溫度采集詳細數據、光照采集詳細數據、報警信息（短信、Email報警）、現場歷史圖像瀏覽、實時視頻瀏覽等。提供各種圖表，曲線等分析和詳細報告系統。

1.4 分布式電站監控客戶端

分布式電站監控客戶端從數據中心的光伏電站遠程監控中心系統實時接收監控數據。可在會議室，展示大廳，展覽會上展示光伏電站監控系統實時狀態。

2 系統功能特點

該監控系統主要實現的功能極其技術特點如下：

2.1 7*24小時的分布式能源遠程實時查看及集中管理

系統采用分布式控制，模塊化設計，方便實現擴容以及與其他相關系統通信，遵從開放系統原則；實現基于物聯網的實時數據和圖表的查看對比，以及設備的遠程控制，使業主能夠不受時間空間限制，通過互聯網7*24小時直接查看電站的運行情況。

2.2 分布式電站故障監控和報警

具備詳細的事故預警功能，可大大減少意外。全面的故障過程記錄，可幫助快速查找故障原因；全面的監視信息可傳輸到監控中心，并進行信息處理；通過電站實時數據不間斷的采集和對海量數據的分析和處理，同時結合互聯網技術，利用不同的互聯網終端，實現分布式電站故障的監控和報警。

2.3 滿足項目各類數據上傳需求

通過分布式電站現場配置的計算機和通訊系統，如依照項目需求可以實時向南京金太陽數據中心和北京鑒衡CGC數據中心上傳數據，多數據庫以多種規約上傳電站數據信息，并通過不同的數據加密手段保證數據信息安全。

2.4 提供與智能電網地調接口

可配合國家電網的要求，上述分布式電站綜合管理系統將提供與國家智能電網的接口，便于當地電網調度和將來系統升級。

2.5 奠定實現分布式電站數字化運維的基礎

高精度的硬件產品以及領先的軟件平臺支持業主不同地域，不同規模的多個電站實現遠程數字化集中管理。為業主電站實現精準運維奠定基礎。可插拔式追加電站運維管理系統和資產管理系統，構建電站的三級運維管理體系，實現運維成本的最低化和運維效率的最大化。

3 結束語

文章從微電網的智能監控系統出發，分析了系統的主要組成單元，及各單元技術的功能。該新型微電網智能監控系統的設計與構建，為微電網的運行控制管理提供了有力支撐，必將在未來微電網建設中發揮關鍵作用。

參考文獻

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[2]肖朝霞，方紅偉，張獻.智能微電網研究綜述[A].天津市電機工程學會2009年學術年會論文集[C].天津，2009.