大型并網光伏電站計算機監控系統研究

齊洪恩

摘要：近幾年，光伏產業發展增速較快，為了打造更加科學的光伏發電系統，要對運行性能和設計要求予以關注，推進產業的可持續進步，配合計算機監控系統，實現過程化監督，從而提升常規化工作的綜合實效性。本文分析了大型并網光伏發電站計算機監控系統的關鍵技術，并對總體設計方案展開討論。

關鍵詞：大型并網光伏電站;計算機監控系統;關鍵技術;設計方案

為了更好地提升大型并網光伏電站管控效果，要發揮計算機監控系統的應用優勢作用，整合具體資源內容，結合實際應該能用需求未完成開放式平臺的構建工作，從而維持綜合應用效果。

一、大型并網光伏發電站計算機監控系統關鍵技術

（一）光伏功率預測技術

指的是對未來一段時間內光伏電站輸出功率進行智能型預測分析，并以此技術建立匹配的預測系統，提供高精度數值天氣預報服務內容，打造更加合理的數據統計模式，并且，要結合現場采集的監控數據和環境數據予以匯總，與歷史統計數據相對比，匹配物力模型、人工神經網絡模型，全面分析后獲取有價值且可信度較高的預測結果[1]。

目前，較為常見的光伏功率預測技術體系主要分為短期光伏功率預測和超短期光伏功率預測（見表1）。

（二）自動發電控制技術

在大型并網光伏發電站常規化工作中，結合全廠的實際負荷參量，要秉持最少操作斷路次數的原則，確保相應的工序能滿足發電單元運行限制條件，配合發電單元運行組合內容，有效完成發電單元自動開機和停機操作功能要求。

（三）綜合數據可視化技術

在技術應用的過程中，要建立面向對象的多層檢索處理平臺，有效實現實時性數據展示處理，并且能獲取檢索內容和顯示內容之間的層次關系，分析不同對象的不同屬性。例如，圖形系統能支持腳本語言，且能完成二次開發工作，支持任意屬性方案的決策信息，匹配相關屬性就能提升操作效率，更好地完成大型并網光伏發電站實時性監控。

二、大型并網光伏發電站計算機監控系統需求分析

在大型并網光伏發電站計算機監控系統架構工作中，要結合功能需求內容，落實具體的設計方案，維持相關系統應用效果的基礎上，確保綜合監控效果滿足預期。

（一）業務需求

大型并網光伏發電站設置計算機監控系統，主要是對太陽能光伏電站內的相關設備進行實時性監控，包括光伏陣列、直流匯流箱、箱式變電站、升壓站等，打造完整的應用平臺，不僅能為用戶提供較為多樣化的信息界面，還能建構科學性的監測報警體系，維持綜合應用效率。現場系統主要分為3層：

1）站控層，包括監控主機和遠動通信裝置，并且能為全站提供運行監控和視頻實時性監控，配合調度中心通信聯動，就能打造完整的站控平臺[2]。

2）網絡層，包括現場網絡交換設備和網絡線路，配合站控層的交換設備維持網絡信息交換處理的科學性，并且能打造全站實時性運行和監控互聯通信的孔輝體系。

3）現場設備層，包括發電設備和配電計量設備等，維持良好的全站運行應用平臺，并且能配置獨立監控功能。

（二）功能需求

第一，大型并網光伏發電站設置計算機監控系統要具備數據采集和處理功能，有效結合模擬量和開關量，實現數據的實時性記錄，打造完整的智能裝置應用模式。具體采集內容見表2：

第二，能建立事件和報警功能模塊，主要事件包括遙測越限、遙信變位、動作/故障信號燈，并且配合可分層、分類事件處理模式，有效對不同條件下歷史事件予以查詢和檢索分析。

第三，能滿足運行監控的需求，能有效調用并且顯示相關運行報表、運行曲線等，配合操作命令的控制過程，還能完成數據庫的定義和修改。值得一提的是，在運行監控需求中，能實現圖形監控畫面調用、操作對象實時性控制模塊、調節操作權限檢查等[3]。

（三）非動能性需求（安全性需求）

大型并網光伏發電站計算機監控系統設計過程中，要充分發揮系統維持安全性的優勢，建立相應的需求控制模塊。

首先，節點備份功能模塊，能結合功能節點的要求完成節點備份，匹配安全認證機制，就能打造多級保護模式。

其次，能實現節點級安全控制，主要是對計算機系統用戶進行識別和授權，結合特性就能完成節點、數據文件、程序和訪問權限控制等工作。

最后，數據庫級安全管理，結合安全要求，實現對數據庫、數據庫類、數據庫對象和對象屬性等予以維護，并建立相應的訪問控制單元。

三、大型并網光伏發電站計算機監控系統總體設計

（一）整體架構

具體結構件圖1。

由圖可知，整個系統主要分為5個基礎層級：

1）硬件平臺層，配合硬件平臺，選取對應體系結構的計算機，或者是誒和CISC體系結構計算機及，一般是選取64位。

2）操作系統平臺，選取較為常見的操作系統，一般是Linux、Microsoft Windows 、凝思等系統。

3）通用中間層，結合系統整體需求，有效維持系統運行中多種操作系統和硬件平臺的匹配度，具備較好的可移植特性，能更合理地落實相應處理工作，維持計算機監控系統的應用效果。

4）統一支撐平臺層，建構在通用中間層級以上，系統應用軟件開發和運行能打造完整的支撐平臺，匹配數據庫、網絡管理和系統管理等多個子系統。

5）應用軟件層，建構在統一支撐平臺層以上，能結合SCADA、告警軟件以及人機界面等落實對應軟件功能。

（二）設計數據庫

主要是應用實時性庫和商用歷史數據庫，打造更加完整的數據庫應用平臺，配合通用管理模式，就能有效提升數據的可靠性和數據的一致性，并且配合DBMS能維持統一訪問接口的規范性。

一方面，系統化數據庫的設計處理能大大提升計算機監控功能實時性數據的處理效果，并且完善數據集的管控效率，及時完成對象運行參數、網絡結構參數和實時性數據庫管理控制參數的匯總，保證數據傳輸、數據交換和數據共享的規范性。

另一方面，利用數據庫接口動態鏈接庫進行接口處理，并且配合接口訪問的方式，維持歷史庫和實時庫的應用效率，因為實時庫本身就是虛擬庫，所以，一般不會出現連接不到位或者是連接阻塞的問題，結合實時庫讀寫訪問就能滿足數據的檢索和分析。值得一提的是，歷史庫應用的是商用數據庫，存儲速度和連接穩定性受限，所以，要結合數據服務進程進行寫庫操作的緩存處理，維持應用進程的可行性。

（三）網絡通信管理

為了保證大型并網光伏發電站計算機監控系統運行的規范性，也要對網絡通信管理過程予以關注，實現平臺和高級應用之間建立完整的進程間通訊服務，維持跨平臺數據傳輸的規范性，并提升應用安全效果。

1.中間件模塊設計

中間件模塊是提升跨平臺數據傳輸可靠性和高效性的重點，在雙網鏈路管理基礎上，配合安全管理、節點管理和應用管理，就能有效完成程序開發接口的應用。

第一，完成靜態配置設計，在構建大型并網光伏發電站計算機監控系統前，要利用文件編輯的方式實現靜態配置，并統一完成文件的匯總處理。

第二，完成節點配置設計，主要是結合配置節點的雙網節點域名和組號，有效匹配進程屬性。

2.雙網鏈路管理

建立節點管理和網絡應用進程管理單元，從而保證雙網切換管理、網絡中間件管理等工作有序開展。而在大型并網光伏發電站計算機監控系統中，也要匹配完整的節點管理內容，及時更新節點信息表的基礎上，建立或者是拆除相關鏈路內容，維持節點之間的穩定性和數據傳輸的可靠性。

3.應用接口模塊設計

選取匹配大型并網光伏發電站計算機監控系統應用程序的組類函數和網絡中間件系統交換信息，打造完整的傳輸平臺。并完成網絡注冊接口類設計、事件訂閱/取消接口類設計、發送接收接口類設計、事件發布接口類設計等，配合運行監視管理模塊，就能及時獲取節點信息，從而保證監控的實時性和可靠性。

結束語：

總而言之，大型并網光伏發電站計算機監控系統的應用能大大提升管理效率，建立規范化的管控模式，及時完成信息的收集和處理，更好地提升應用效率和控制水平。

參考文獻

[1]徐 曉. 大型并網光伏電站計算機監控系統探討[J]. 建筑工程技術與設計，2018（23）：3192.