輸電線路風光互補可視化在線監測裝置

何鴻佚　袁鋒　李晉　楊力　蘇虹銘

摘要：風電、光電是一種清潔、環保的能源，由于其自身的能源特性，風光互補發電、光伏等設施大多建在沙漠或山地，造成了設備監測與資料收集的難度。本文對輸電線路風光互補可視化在線監測裝置的組成、工作原理、軟件硬件設計、數據傳送等方面進行了詳細的闡述。

關鍵詞：綠色能源;風光互補發電;在線監測

0.引言

離網光伏發電是一種非常常見的電力系統。主要用于偏遠山區、海島、牧區等地區供電，解決人們的照明、電器等生活需求。大多數光伏發電系統位于偏遠地區，無人監管，難以定期維護和監測。利用遙測技術可以獲得風能和光伏混合發電系統的原始運行數據，實現光伏發電的實時監測和控制，為輸電線路的運行管理和運行管理提供重要的參考資料，為電網的改進優化和科研提供支持，可節省大量人力和維護成本。在沒有人為干擾的情況下，在線監測數據是最原始、最準確、最方便的。

1.風光互補發電的應用概述

1.1輸電線路風光互補可視化在線監測裝置的研究意義

風光互補是一種新型的電力資源，深受人們的歡迎。在我國某些邊遠地區，風光互補技術的普及為當地居民帶來了極大的好處。通過這些示范項目的建成，說明了電力系統運行的順利，以及電腦的連接控制技術日趨成熟。雖然這種技術基于風力發電，將交流直流的電能轉化為電能，技術上一直在創新，但對于現在的中國來說，這種技術還不夠完善。本文的目的是利用計算機技術，對風光互補供電系統的工藝參數進行風速、風機電壓、電流、轉速、光伏電壓、電流、蓄電池的充電、電流及相關環境參數的采集、記錄和分析。

1.2風光互補發電的應用

傳統發電在全國范圍內分布較廣，但在發展過程中，風光互補發電的推廣并不充分，致使風光互補發電無法在全國范圍內推廣。風力發電系統主要分布在青藏高原和內蒙古等偏遠地區，采用的是一種獨立的發電方式。因此，安裝風光互補發電的比例并不高。

在某些城市，風光互補發電系統僅用于城市的街燈等。盡管前期投入巨大，但是比起一般的工程要好得多。不需要挖掘公路，不需要埋設管線。因此這一體系已逐步得到了各國政府的關注，其發展空間還很大。在街燈之外，它也有很多用途。

2.輸電線路風光互補發電系統組成

光伏發電系統具有較高的供電可靠性和較低的運行和維修費用，但其成本較高。風光互補發電場是一種將風能轉化為電能的小型風力發電機，由控制器對蓄電池進行充電，再由逆變器提供電力。它具有高發電量、低投資、低運行和維修費用等特點，但其不足之處在于，小型風光互補發電的可靠性不高。該系統包括太陽能組件、風力發電機、光伏發電/風力發電控制器、蓄電池組、逆變器。在圖1中顯示了該系統的方框圖。

這些部件的功能如下：

（1）將太陽能轉換為電能的光伏面板。

（2）風力發電機組：包括風力機、發電機和控制組件，將風能轉換為電力。

（3）控制器：它的主要功能是控制蓄電池的充放電，并對系統的輸入、輸出功率進行調整和分配。

（4）蓄電池組：一種由多個并聯的電池組構成的儲存電力的設備。

（5）變換器：把 DC轉換成220 V，50 Hz的交流電流.

3.輸電線路風光互補可視化在線監測裝置

本文以力控監測組態 ForceControl6.1為基礎，開發了輸電線路風光互補可視化在線監測裝置。該裝置的主要功能有：工程管理器，人機界面 VIEW，實時數據庫數據庫，輸入輸出驅動，控制策略生成器，以及各類網絡服務部件。該系統具有很好的人機交互界面，易于工程實施，通過“組態”，可以很方便地實現各個軟件模塊的控制，從而簡化了整個自動化項目的集成過程，從而達到了計算機對現場設備的實時監測，降低了人力資源的消耗，使工作效率得到了極大的提升。

3.1監測設備的設計需求

（1）對通訊參數進行適當設定，并與監測系統進行通訊。

（2）對光源跟蹤界面、風力電源界面、逆變器和負荷系統界面進行了設計，并對其工作狀況進行了分析。

（3）通過光源追蹤界面上的按鍵，可以對所述光源追蹤的對應操作進行人工或自動控制。

（4）通過風能電源界面上的按鍵，能夠對風能電源設備進行控制，從而能夠進行對應的操作，既可以進行手動控制，也可以進行自動控制。

（5）調整逆變器與負荷系統的界面處的死區、頻率、輸出幅度等參數，從而使其運行狀況發生變化。

（6）完成用戶管理界面的設計。

4.監測系統界面設計

4.1光伏發電監測系統的開發

光伏發電監測界面通過電腦監視器實現設備的通訊狀態、光伏發電電壓、蓄電池的充放電電壓、電流、電壓、電流、電壓、電流等參數的實時監測，并通過 PC實現對光伏組件的自動和人工控制。

4.2風力發電設備監測界面的設計

風力發電監測界面通過電腦監測，實現設備通訊狀態、光伏發電電壓電流、蓄電池充放

電電壓和電流的顯示和監控，并利用計算機實現風力發電機的自動和人工控制。

4.3調速與負載監測界面的設計

逆變器和負載監測界面是通過電腦監視器進行設備通訊、逆變器逆變器的電流、電壓等信息的顯示，并通過 PC機設置逆變器的死區時間、調制比、基波頻率和 SPWM波頻率。

5.結束語

綜上所述，利用力控軟件進行可視化在線監測，可以對風力發電、光伏發電進行實時監測，對目前新能源發電的廣泛應用具有重要的現實意義和實用價值。

參考文獻

[1]王汀元.風光互補發電系統的建模與仿真研究[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2021（12）：179-181.

[2]劉仲民，齊國愿，高敬更，王治國.混合儲能系統平抑風光發電功率波動策略[J].電力電子技術，2021，55（11）：64-67.