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1、-1-Acrel-2000v8.0光伏发电监测系统 在 内蒙古明华光伏发电项目中的 应用徐 玉丽江 苏安 科瑞 电器 制造 有限 公司 江 苏江 阴 21405摘 要： 20世 纪 70年 代后 ，随 着现 代工 业的 发展 ，全 球能 源危 机和 大气 污染 问题 日益 突出 ，传 统的 燃料 能源正在一天天减少 ， 对环境造成的危害日益突出 ， 同时全球约有 20亿人得不到正常的能源供应 。 太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。光伏发电就是讲 太阳辐射转化为电能的有效方式之一。光伏发电监测系统作为光伏发电的重要组成部分，光伏发电监测系 统通
2、过实时监测光伏发电设备 ： 汇流箱 、 逆变器 、 环境监测仪以及安装在重要回路的智能监测仪表 ， 采集 、存储、显示相关电力参数，实现其智能化管理。本文就内蒙古明华项目中使用的 Acrel-20v8.0光伏发电监测系统做一简要介绍。 关 键词 ：内 蒙古 明华 光 伏发 电 无 人值 守 绿 色环 保 智 能配 电系 统 配 电自 动化0引 言太 阳能 资源 的分 布与 各地 的纬 度 、 海 拔高 度 、 自 然地 理状 况和 气候 条件 有关 。 我 国西 藏 、青 海 、 新 疆 、 甘 肃 、 宁 夏 、 内 蒙古 高原 的总 辐射 量和 日照 时数 均为 全国 最高 ， 属 世界
3、太阳 能资 源丰 富地 区之 一 。 光 伏发 电场 所须 光照 条件 好 ， 没 有遮 蔽物 ， 鉴 于此 特性 ， 光 伏发 电的 场地 面积 都较 大 。 反 应光 伏系 统各 个设 备正 常运 行时 的电 流 、 电 压等 参数 实时 采集 是光 伏系 统的 一个 关键 ， 若 是采 用人 工巡 检 ， 费 时 ， 费 力 ， 所 采集 的数 据有 一定 的时 差性 ， 不 能客 观的反 应整 个系 统在 模式 时间 点的 整体 运行 状态 。 所 以一 套智 能的 后台 电力 监控 设备 就显 得十 分重 要。 在 重要 的光 伏发 电设 备和 系统 节点 上安 装智 能仪 表， 通
4、过 智能 仪表 采集 设备 的电 压 、 电流 等电 参量 ， 后 台监 测系 统通 过数 据采 集设 备将 智能 仪表 的各 项目 电参 量采 集自 系统 主机 实时 显示 、 存 储 、 处 理 。 通 过智 能化 设备 对整 个光 伏发 电系 统的 实时 监测 ， 通 过光 伏发 电系 统实 时运 行参 数的 积累 ， 分 析 ， 制 定和 采取 合适 的运 行和 维护 方案 。 由 上可 见光 伏发 电监 测系统 对用 户可 靠、 安全 、实 时维 护光 伏系 统有 十分 重要 的意 义。 构建 智能 光伏 发电 维护 体系 ，全 面使 用智 能仪 表以 及智 能监 测管 理终 端设
5、备， 以此 达到 高效 、科 学、 合理 的维 护目 的。 Acrel-20v8.0光 伏 发 电 监 测 系 统 正 是 针 对 以 上 趋 势 而 研 发 的 管 理 方 光 伏 发 电 监 测 系统 。 本 系统 通过 对内 蒙古 光伏 发电 系统 的部 分重 要设 备进 行实 时监 测 ， 通 过对 监测 回路 运行-2-状 态的 实时 监测 采集 器运 行时 的电 力参 数并 进行 存储 、 分 析 ， 以 表格 或图 形的 形式 来显 示整个 计量 体系 运行 状况 ， 找 出系 统运 行的 故障 点 ， 为 提高 维护 效率 ， 用 户实 时掌 握系 统运 行状况 提供 准确 的
6、数 据支 撑。 本 文以 内蒙 古明 华光 伏发 电项 目为 例 ， 简 单介 绍 Acrel-20v8.0光 伏发 电监 测系 统在 内蒙 古明 华光 伏发 电项 目中 的应 用。 1项 目介 绍 本 项目 位于 内蒙 古明 华 ， 本 项目 总计 安装 250Wp多 晶硅 光伏 组件 800片 ， 总 装机 容量20.MWP。 本 项目 的光 伏组 件每 20片 组件 串联 成串 ， 设 计 50KWP光 伏逆 变器 38台 ， 10KVa箱 式变 压器 19台 ，汇 流箱 264台 ，其 中 16进 1出 26台 ， 12进 1出 38台 。本 项 目 前 期 现 针 对 其 2MWP设
7、 计 光 伏 监 测 系 统 ， 通 过 采 集 光 伏 发 电 系 统 中 的 各 种 电 力设 备实 现 实 时监 测 ， 数 据采 集存 储 、 处 理 ， 以 各种 图文 报表 的形 式实 时显 示监 控区 域的 设备运 转状 态 。 所 有的 数据 都存 储在 系统 后台 主机 内 ， 通 过对 固定 时间 段的 数据 分析 ， 掌 握整 个光 伏发 电系 统的 运作 状态 ，针 对当 下的 发电 效率 ，制 定合 理的 维护 计划 和日 常巡 检。 本 项目 主要 是针 对光 伏发 电系 统中 的汇 流箱 、 逆 变器 、 环 境监 测仪 等设 备进 行实 时监 测 。本 项目 的
8、光 伏发 电系 统内 须监 控的 汇流 箱共 计 27台 ，逆 变器 2台 ，环 境监 测仪 1台 。Acrel-20v8.0光 伏发 电监 测系 统通 过采 集光 伏发 电系 统中 的电 力设 备的 数据 ，将 汇流箱 的每 个回 路的 发电 电流 ， 逆 变器 的逆 变两 侧的 数据 以及 环境 监测 仪所 监测 的温 湿度 、 风 速 、辐 照度 等数 据， 将以 上的 数据 通过 界面 实时 显示 ，并 将发 电量 制作 分为 年、 月、 日等 报表 ，为 管理 者对 整套 光伏 发电 系统 的发 电效 率评 估提 供可 靠的 数据 依据 。 2用 户需 求1汇 流箱 、 逆 变器 、
9、 环 境监 测仪 等设 备数 据的 实时 刷新 ， 并 以一 次图 形式 直观 动态 显示 。各 回路 子画 面上 显示 ，以 及此 回路 名称 等信 息。 2制 作光 伏发 电系 统的 年、 月、 日发 电量 报表 ，报 表可 导出 ，可 打印 。3将 发电 量转 化为 标准 煤、 减少 的二 氧化 碳、 二氧 化硫 等有 害气 体的 排放 量。4汇 流箱 各发 电回 路的 越限 报警 ，针 对客 户的 特定 回路 来设 置越 限报 警5对 各回 路的 电能 集抄 功能 ，并 自动 生成 符合 客户 管理 需求 的用 电参 量报 表6报 警事 件记 录， 便于 维护 人员 来根 据事 件发
10、生的 时间 性质 对电 路进 行维 护。7用 户权 限管 理， 不同 等级 权限 实现 不同 等级 操作 。3设 计方 案3.1参 考标 准-3-系 统的 设计 满足 以下 所列 制造 和试 验标 准：JG/T16-92 民用 建筑 电气 设计 规范 GB/J63-90 电力 装置 的电 测量 仪表 装置 设计 规范 GB/T1370 地区 电网 数据 采集 与监 控系 统通 用技 术条 件GB287 计算 站场 地技 术要 求GB/50198-94 监控 系统 工程 技术 规范 DL/T698.31-201 第 3.1部 分： 电能 信息 采集 终端 技术 规范 -通 用要 求DL/T698
11、.35-201 第 3-5部 分 ： 电 能信 息采 集终 端技 术规 范 -低 压集 中抄 表终 端特 殊要 求 DL/T698.41-201 第 4-1部 分： 通信 协议 -主 站与 电能 信息 采集 终端 通信 DL/T698.42-01 第 4-2部 分： 通讯 协议 -集 中器 下行 通信 协议 DL/T814-202 配电 自动 化系 统功 能规 范3.2系 统架 构设 计 鉴 于内 蒙古 光伏 发电 项目 的建 筑规 模 、 性 质 ， 以 及后 续项 目的 可连 带发 展的 性质 ， 安 科瑞 电气 股份 有限 公司 系统 部根 据用 户的 几点 需求 以及 在相 同性 质工
12、 程中 的经 验 ， 对 该项 目的监 测 的 搭 建 做 以 下 设 计 ： 通 过 检 测 ， 本 光 伏 发 电 系 统 中 所 采 用 的 设 备 且 均 采 用 标 准 的Modbus-RTU协 议 。 将 现 场 安 装 的 相 关 设 备 通 过 屏 蔽 双 绞 线 以 手 拉 手 式 相 连 ， 数 据 总 线 连 接至 现场 安装 的数 据采 集器 ，数 据采 集器 将数 据采 集后 通过 光纤 传输 至值 班室 内的 后台 主机 。系 统示 意图 1所 示。-4-图 14系 统功 能 上 位机 软件 采用 Acrel-20v8.0光 伏发 电监 测系 统 ， 通 过软 件进
13、 行设 备配 置 、 数 据库 变量 配置 、界 面设 计等 ，完 成了 在上 位机 软件 监控 及电 力监 控的 功能 。4.1功 能特 点 Acrel-20v8.0光 伏发 电监 测系 统 采 用全 中文 界面 ， 操 作简 单方 便 ； 运 行稳 定可 靠的 特点 。 点 击相 应快 捷按 钮即 可进 入相 应的 系统 功能 模块 ； 系 统具 有一 次系 统图 显示 ， 模 拟图 显示 和网 络结 构图 显示 ；系 统具 有人 机界 面友 好， 显示 数据 直观 ，方 便用 户查 阅。4.2软 件功 能 ：4.21初 始界 面-5-软 件的 界面 可以 根据 项目 的特 点和 客户 的
14、要 求来 设计 。 界 面如 图 2所 示。图 2登 陆界 面4.2通 讯示 意图通 讯示 意图 为拓 扑图 ， 显 示系 统与 仪表 的通 讯是 否正 常 。 通 过界 面模 块颜 色的 变化 来反映 整个 系统 各个 监控 点位 的运 行状 态。 界面 如图 3所 示。图 3通 讯示 意4.23监 测详 图监 测详 图反 应了 整个 系统 配 电回 路 名 称 ， 相 应的 配电 体系 以及 回路 的 主 要电 参量 。 通 过实 时数 据的 显示 ， 直 观反 映本 项目 各个 监测 回路 的运 行数 据 ， 便 于管 理者 实时 了解 系统 运行状 态。 界面 如图 4所 示。-6-图
15、 4监 测详 图4.24参 数抄 表参 数报 表反 映了 本项 目监 测回 路的 在过 去某 时间 点的 运行 数据 ， 通 过当 前或 者过 去某 时间 点的 实时 参量 数据 反映 回路 状态 。 界 面如 图 5所 示图 5参 数抄 表4.25趋 势曲 线趋 势曲 线 可 以查 询各 回路 电压 ， 功 率负 荷趋 势 ， 查 看 其 历 史趋 势线 ； 帮 助用 户进 线趋 势分 析和 故障 追忆 。负 荷曲 线图 界 面如 图 6所 示。-7-图 6趋 势曲 线4.26实 时报 警本 系统 还针 对 主 要电 参量 的遥 测量 （ 包 括进 线回 路的 电流 、 电 压 、 频 率
16、、 功 率因 素和 出线 回路 的电 流越 线报 警 ） 。 也能 点击 打开 历史 报警 调出 历史 报警 界面 。 界 面如 图 7所 示。图 7实 时报 警-8-5结 束语 本 文介 绍的 Acrel-20v8.0光 伏发 电监 测系 统 在 内 蒙古 明华 项 目中 的 应用 ， 可 以实 现对 内 蒙古 明华 光伏 发电 系统 中的 各设 备 实 时监 测 ， 不 仅能 显示 设 备运 行 状 况 ， 还 具有 计 量发电 量 ， 限 制报 警等 功能 。 系 统的 设计 、 安 装 、 调 试的 同时 ， 也 是对 整个 发电 系统 的详 细梳 理 ，设 计符 合现 场的 系统 拓扑 图 ， 以 及相 关的 软件 界面 ， 便 于管 理者 快速 掌握 整个 系统 的运 行状态 。 系 统还 将光 伏发 电量 转化 为标 准煤 ， 以 及相 关的 二氧 化碳 排放 量等 参数 ， 该 系统 运行 安全 、可 靠、 稳定 ，为 光 伏发 电管 理者 的管 理
