光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

馮 玲 南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院 211156

光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

馮 玲 南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院 211156

在光伏并網(wǎng)發(fā)電的過程中，電站的控制管理工作相對復(fù)雜，容易出現(xiàn)過壓、過載和過流等情況。而設(shè)計一套光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，則可以利用現(xiàn)場監(jiān)控、上位機監(jiān)控和遠程監(jiān)控等操作進行光伏并網(wǎng)控制，繼而使光伏電站在無人值守的情況下保持良好的運行狀態(tài)。因此，有必要對光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用問題展開分析，從而更好的促進電力事業(yè)的發(fā)展。

光伏并網(wǎng)；監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計與應(yīng)用

0　引言

隨著不可再生能源的逐漸減少，太陽能等新型能源的開發(fā)必將得到足夠的重視。所謂的光伏并網(wǎng)發(fā)電，其實就是利用太陽電池的光生伏特效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換成電能進行發(fā)電。但就目前來看，有關(guān)的光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)尚不夠成熟，所以還需要利用配套的監(jiān)控系統(tǒng)對光伏并網(wǎng)過程進行監(jiān)控。而利用該系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對光伏并網(wǎng)設(shè)備的有效調(diào)節(jié)和控制，因此能夠使光伏發(fā)電并網(wǎng)穩(wěn)定運行。

1　光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

從系統(tǒng)設(shè)計原理上來看，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包含有并網(wǎng)發(fā)電單元、并網(wǎng)逆變器，可以進行三相電的輸出。利用雙分裂升壓變壓器，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就可以接入中壓電網(wǎng)，然后實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)光伏并網(wǎng)發(fā)電的特點，設(shè)計出的光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)由現(xiàn)場監(jiān)控、上位機監(jiān)控和遠程監(jiān)控構(gòu)成。在對現(xiàn)場進行監(jiān)控的過程中，系統(tǒng)可以利用應(yīng)急啟停按鍵和LCD顯示屏進行系統(tǒng)下位機設(shè)備的監(jiān)控。而系統(tǒng)下位機設(shè)備包含匯流箱、并網(wǎng)逆變器和環(huán)境采集儀等等。

2　光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

2.1現(xiàn)場監(jiān)控的設(shè)計與應(yīng)用

在監(jiān)控系統(tǒng)中，現(xiàn)場監(jiān)控部分主要有兩部分功能，即監(jiān)控設(shè)備運行數(shù)據(jù)的實時顯示功能和現(xiàn)場故障應(yīng)急啟停控制功能。通過在現(xiàn)場設(shè)備上進行人性化LCD顯示屏的安裝，就可以使設(shè)備的各項運行數(shù)據(jù)、歷史故障數(shù)據(jù)、歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)和總發(fā)電量數(shù)據(jù)顯示出來，從而為人員的管理提供依據(jù)。而設(shè)備運行信息則包含電網(wǎng)頻率、并網(wǎng)電流、當(dāng)天發(fā)電量、電網(wǎng)電壓和機內(nèi)溫度等各種參數(shù)信息，能夠為人員了解設(shè)備運行狀態(tài)提供便利。在顯示屏選擇方面，可以選擇液晶顯示器，并且利用單片機進行顯示屏的控制。在現(xiàn)場通信方面，可以使用DSP控制板進行數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)。

2.2上位機監(jiān)控的設(shè)計與應(yīng)用

由于光伏并網(wǎng)的現(xiàn)場設(shè)備上帶有RS485通訊接口，所以在進行上位機監(jiān)控設(shè)計時可以使用MODBUS通訊協(xié)議。使用該通訊接口，則可以將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)上位機監(jiān)控室，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的遙信和遙測。利用本地監(jiān)控計算機，則可以實現(xiàn)上位機的監(jiān)控功能。利用計算機上的監(jiān)控軟件，系統(tǒng)將能完成采集數(shù)據(jù)的存儲和分析，并且利用各種圖形和圖標(biāo)進行現(xiàn)場設(shè)備運行狀況的反映。同時，利用打印設(shè)備，還可以將需要數(shù)據(jù)打印導(dǎo)出。完成數(shù)據(jù)的專業(yè)分析后，操作人員就可以進行相應(yīng)控制信息的輸入，然后通過改變設(shè)備運行狀態(tài)進行現(xiàn)場的控制管理。由于系統(tǒng)配有Web服務(wù)器，所以能夠?qū)⒃O(shè)備運行狀態(tài)信息發(fā)布到網(wǎng)上。從上位機監(jiān)控功能的軟件設(shè)計上來看，可以使用LABVIEW平臺進行系統(tǒng)編程開發(fā)。因為，利用該平臺可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和顯示，并且能夠?qū)崿F(xiàn)圖形化編程。同時，利用其進行監(jiān)控軟件開發(fā)和測試，將能有效提升系統(tǒng)的編程效率。

2.3遠程監(jiān)控的設(shè)計與應(yīng)用

利用以太網(wǎng)，操作人員可以通過連接本地監(jiān)控室服務(wù)器進行光伏并網(wǎng)的遠程控制。利用IE瀏覽器，操作人員也能夠進行網(wǎng)站的登錄，然后利用操作管理權(quán)限進行現(xiàn)場設(shè)備運行情況的查看和分析，具體包含電站收益、設(shè)備參數(shù)和故障報警等并網(wǎng)運行數(shù)據(jù)信息。而系統(tǒng)的遠程監(jiān)控設(shè)計不僅能夠?qū)崿F(xiàn)本地監(jiān)控計算機上的所有監(jiān)控功能，同時還能夠進行人員崗位工資的管理，所以能夠為電站的管理提供較大的便利。利用系統(tǒng)的遠程監(jiān)控功能，高層管理人員也可以根據(jù)檢測信息對自己負責(zé)的控制活動作出及時、有效的決策。在實現(xiàn)系統(tǒng)遠程監(jiān)控功能時，需要利用Visual Studio2010這一微軟的開發(fā)工具進行系統(tǒng)軟件設(shè)計［3］。考慮到系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息量較多的問題，需要使用三層體系結(jié)構(gòu)的服務(wù)器，以便使系統(tǒng)具有一定的可擴展性，并且利用清晰的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互。

3　結(jié)論

總而言之，利用光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)光伏并網(wǎng)的自動化管理，所以能夠為發(fā)電企業(yè)節(jié)省大量的人力和物力，繼而為企業(yè)獲得更多的效益。而隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相信該種監(jiān)控系統(tǒng)也將在電力系統(tǒng)管理中得到有效應(yīng)用，從而使電力企業(yè)的工作效率和經(jīng)營效益得到提高。

［1］葉琴瑜，胡天友，秦文.光伏并網(wǎng)電站智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.自動化儀表，2012，05：64-66+69.

［2］楊海柱，張永生，張輝.并網(wǎng)型戶用太陽能光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計［J］.電源技術(shù)，2013，02：269-271.

［3］尹小恩.光伏并網(wǎng)發(fā)電網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計［J］.船電技術(shù)，2011，06：40-42+68.