基于融合通信技術的新能源接入電網控制平臺設計的探討

陳德威

摘要：本文通過建立一套基于融合通信技術的新能源接入電網控制平臺，對不同廠商、不同類別、不同型號的逆變器及其它設備進行管理，實現對新能源完整、統一的實時監測和控制，與調度自動化系統相關聯，優化新能源出力和運行，電網供電可靠性、安全性和經濟性提供保障。

關鍵詞：新能源；實時；監測；電網；接入；控制

一、背景

隨著常規能源的逐漸衰竭和環境污染的日益加重，世界各國紛紛開始關注環保、高效和靈活的新能源。將新能源接入大電網并網運行，與大電網互為支撐，是發揮新能源源效能的最有效方式。

新能源主要包括小水電、太陽能、風能等，也包括適當數量的小火電，主要是未統調常規電源和新興新能源。新能源作為清潔可再生能源對于環境保護具有重要意義，接入配電網還能提高地區電網供電可靠性。另外，將分散的不同類型的小型發電源（新能源）組合起來供電，能夠使小型電源獲得更高的利用效率。但是，新能源近些年快速發展，滲透率不斷升高，在給配電網帶來諸多好處的同時，也改變了傳統配電網的結構和功率流向，配電網絡電壓無功、網絡損耗、繼電保護等均產生不同程度的影響，使得該類研究更為復雜。

在計算機及通信技術迅速發展的今天，監控技術作為生產生活中非常重要的一項技術，在各個領域得到廣泛的應用。為了研究新能源的運行性能、優化新能源設計，大型分布式能源的集成監控技術也隨著分布式能源的發展而深入開展起來。由此可見，針對配電網絡中眾多的新能源一體化接入及管控關鍵技術研究，將成為分布式發電供能技術投入大規模工業化應用的關鍵。

二、選題理由

實現對新能源設備狀態和運行數據的采集、分析和長期積累，為管理人員進行設備狀況統計分析、橫向比較、指標變化情況、評估設備的健康狀態提供重要的數據依據，檢修人員能快速調取該設備發生異常前后的狀態信息和參數，快速準確判斷設備狀態和應采取的措施，為新能源安全穩定運行和新能源并網發電提供安全保障數據，提高電網運行安全性。同時也可以分析不同廠家、不同型號、不同協議等監測設備的故障率和可靠性，為設備選型和采購提供依據。

三、技術融合

分布式供能系統具有多重社會效益和經濟效益，是世界能源供應方式發展的一個重要方向。本課題主要研究目標是提供電網新能源設備實時狀態監控信息及整體運行狀況，為新能源安全穩定運行和新能源并網發電提供安全保障數據。

（一）新能源設備信息的智能采集

采用分布式的拓撲結構，由監控中心和智能通訊終端組成，智能通訊終端實現對大型新能源設備信息的采集，獲取設備信息，通過安全的通信方式傳送至監控中心，從而為系統的優化、故障診斷、遠程控制提供數據支持，是整個監控系統的基礎。

（二）新能源的優化策略

對新能源的數據進行采集、挖掘、分析，判斷組件、逆變器、匯流箱、變壓器、輸電電路的工作狀態和衰減情況，實時監測新能源運行狀況，分析提高效率和發電量的方法，并對新能源并網新能源進行優化，根據監控數據指導組件陣列清洗與傾角調整，及時檢修維護匯流箱、逆變器、跟蹤太陽裝置、電氣設施，調整新能源運行策略，及時遠程監控和合理調度，實現并網新能源運行最優化和輸出電能最大化。

（三）新能源故障信息診斷技術

構建遠程診斷應用環境，專業人員不用到現場，通過WEB服務實現對設備的數據分析，實現設備錄波數據的無損查看和分析；在各類設備數據積累和臺帳信息等基礎上，結合多年的運行管理經驗，與設備減少故障診斷時間，提高安全防范能力，降低運行維護成本。

（四）新能源遠程監控技術

通過任務管理機制實現對設備的遠程監控，通過所監測到的設備的運行參數及運行狀態，判斷逆變器、組件、逐日跟蹤系統、升壓變壓器等設備的狀態是否需要改變，通過WEB終端遠程控制逆變器的啟停、實時功率調節、設備對時、跟蹤系統方位調節、斷開斷路器等功能，減少操作時間和難度，同時可以確保操作人員的安全，保障新能源系統的安全穩定運行。

四、系統網絡

課題采用基于融合通信技術的分布式分級處理方式，對各分布式電壓子站和各個設備進行監控，由智能通訊終端和監控中心兩部分組成。系統通過部署在各個地區新能源的智能通訊終端獲取設備數據，保存在本地并同步到監控中心，監控中心對所有數據進行集中監測，提供實時監控服務、數據綜合分析等集中監測支撐服務。

五、功能設計方案

在融合通信技術支撐下用戶通過權限系統進行認證，當認證成功時，權限系統通過權限配置對用戶進行授權。當用戶獲得授權后，方能進入系統相應的模塊。通過可配置的權限系統，保證系統能正確拒絕非法訪問，提高系統安全性。用戶可以實現以下功能：

1）能夠接收各個新能源智能通訊終端上傳的數據，并進行統一的匯總、處理和保存。

2）給用戶可以提供實時狀態展現、數據分析和管理、設備臺帳管理、統計分析報表等功能。

3）使用人員可以遠程瀏覽所有設備的監測信息和數據。

4）可以按照區域或設備類別分別查看統計信息和數據。

5）使用人員可定制不同監測設備的某幾項指標，并對各個地區、各類型設備、各個廠家進行橫向比對分析，輸出可定制的各類統計報表。

6）可以對各個智能通訊終端的監測設備、參數等進行遠程配置，并可和各個智能通訊終端進行設備數據和配置信息的遠程同步。

六、結束語

通過上述方法將各種在線監測數據進行采集和匯總，在發生異常情況時，檢修人員能快速調取該設備發生異常前后的狀態信息和參數，快速準確判斷設備狀態和應采取的措施，供設備狀態評估和狀態檢修使用。實現設備狀態和運行數據的采集、分析和長期積累，為管理人員進行設備狀況統計分析、橫向比較、指標變化情況、評估設備的健康狀態提供重要的數據依據。統一管理各種新能源設備的狀態和數據，便于運行人員、檢修人員、管理人員等對新能源設備的集中綜合監視和管理，便于保持數據完整和系統化，也適應電網系統集中集成的發展方向和需求，為新能源并網發電提供安全保障數據。

參考文獻：

[1]尹兆磊，賀曉紅，朱亞軍等.分布式新能源接入電網的諧波熱點問題探討[J].工程技術：全文版，2017（1）：00142.

[2]豆田田，劉慧麗.淺析新能源發電接入及對電網規劃的影響[J].低碳世界，2016（26）：43-44.