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1、太阳能光伏发电监控系统的要求2.1. 总体架构为了解决监测设备分散独立、无法进行远程集中监控和诊断的问 题，本系统接入所有的光伏电站在线监测设备，进行设备统一管理， 设备运行数据统一采集、查看和分析，提供综合全面的运行状态监测、 运行告警发现与通知、数据查询分析、设备运行管理。为实现设备的动态扩展接入，系统应能实现在不进行二次开发的 情况下即能完成新增监控设备的接入。设备数据接入后进行分级存 储，分类汇总统计，利用监测数据和事件信息，可以实现电站设备的 集中远程监控，也可以为故障诊断提供技术手段和数据支持，亦为电 站管理提供全面的统计数据和各类报表。监测数据按数据类型和应用特性分类存储，实现不
2、同层面和不同外系统状态警报汇集设畚颂（:设备信息采集以度控制驱动模块RS485jRJ；z 或其他时球人员关注不同的信息。同时各级数据可自上而下进行追溯。月艮务层消息层设备驱动层分临应用层数据层综)0运行器空迫溯查询，历史记录查徇 远程控制图一总体架构系统分为4个层次实现：应用层、服务层、设备驱动层、数据层， 每个层次负责各自的处理，最终通过组合形成使用者可使用的系统功 能。应用层负责与使用者进行交互，它负责将使用者所需数据以直 观、合理的方式按照使用者的需要展现给使用者，并记入使用者的输 入信息或操作指令，以传递给服务层进行处理；服务层负责进行业务的实际处理、数据运算、处理流程的控制；设备驱动
3、层负责与设备进行通讯，从设备中获取数据，并进行解 析，转换成系统能够识别的数据格式；同时，还提供以上的逆向处理， 即将系统希望发送给设备的信息组织成设备能识别的格式并传送给 设备。2.2.应用架构系统整体设计方案采用SOA （面向服务架构）设计思想，自下而 上提供应用服务。下层应用不需关心上层应用的逻辑，只需提供本层 应用的数据接口，所有交互由上层应用发起。采用SOA为监控系统的 分层应用提供很好的扩展性，也为本系统外的其他应用提供了不同级 别的数据服务和功能接口。一体化监控平台的核心应用是数据分类处理与分层应用，解决不 同设备监测数据及应用的差异化需求，具体包括：实时数据与应用、 周期采样数
4、据与应用、事件数据与应用。监测数据分层应用架构如下图：实时数掘由存 存健区法时数黑采如 准备榨制图二.应用架构图分类架构三类数据与应用基本都包括分类采集、分类存储、分类处理、分 层应用四部分。实时数据与应用设备驱动层通过设备进行状态数据的实时性采集，采集的实时数 据进行分类存储后，最后通过实时应用服务向运行人员提供状态监 控，告警处理、实时数据显示等应用服务。周期采样数据与应用设备驱动层通过设备进行运行数据的周期性采集，采集的周期采 样数据进行分类存储后，然后进行格式化规约处理，最后通过运行分 析应用服务向技术管理人员和领导提供运行分析、健康预测、在线评 估、在线预警、报表分析等服务。事件数据
5、与应用当设备出现故障时，设备驱动层通过设备进行事件数据的触发性 采集，采集的事件数据进行分类存储和解析处理后，最后通过远程诊 断应用服务向检修人员提供远程诊断、查看事件历史等服务。2.3. 物理架构系统组网设计如下，组网架构主要包括一体化监控平台、监测设 备、通讯设备、以及各系统/设备的连接方式。图三物理架构所有监控设备统一接入INTERNET，对于没有提供RJ45接口的设备，使用RS485/232TCP/IP转换器适配接入。平台和数据库集中部 署于监控平台服务器，对平台的不同层（应用层、服务层、设备驱动 层）或服务层中的不同服务亦可以根据需要进行分布式部署。平台的 设备驱动层通过INTERN
6、ET采集各设备的监测信息并发送控制指令， 各工作人员在PC机上通过INTERNET访问本平台。由于平台的不同层（应用层、服务层、设备驱动层）或服务层中 的不同服务均支持分布式的部署，因此，当由于监控设备太多而使得 监控平台服务器性能无法满足使用要求时，可以将它们重新组合部 署，尽可能地增加系统的可扩展性，最大程度的保护业主的投资。系 统功能2.4. 应用层功能2.4.1. 运行监测运行监测用于监测电站及设备的运行情况，从总体到局部依次有 三个监测层次，分别是电站的整体运行监测、设备群监测、单设备监 测。2.4.1.1. 电站运行监测电站运行监测主要监测电站的总体运行情况，包括总体的设备运 行情
7、况、关注度高的数据、整体告警信息等。总体的设备运行情况包括：处于各种状态（运行、关机、故障等）中的设备数；关注度高的数据包括：逆变器的部分运行状态（如当前的实时总功率）；巡日系统当前整体的位置（整体位置的计算方式:假如接入系统中的巡日装置有100 件，其中98件是基本处于同一位置，另有2件处于其它位置，那么 取98件的位置作为当前的整体位置）。整体告警信息包括：电站中所有的未消除的告警信息的列表，列表中展示告警的内 容、告警的来源（设备原生、系统判断）以及告警的产生时间等信息; 设备群（或单一设备）的运行总体状况。电站运行监测的界面以图形、表格加文字说明的形式直观体现， 类似如下（显示的设备图
8、片在运行时将使用真实的图片替换）：目皿MJ理典f旧-w 而的补MK Mt 1433FH| E-twn图四运行监测的界面对于部分指标或参数，在上界面中亦能以各种直观的图形来显示，比如可以以如下趋势图的方式来显示电站当日总功率的变化情 况:直观的图形显示方式包括：趋势图、饼图、直方图、仪表盘等。下图是仪表盘的展示形式:图六仪表盘图七直方图2.4.1.2. 设备群监测设备群监测指同时监控一群设备，群的划分方式较为灵活，可以 是某个种类的设备，如将所有的逆变器划分为一个群，也可以是某个 品牌的某种设备，如将所有SMA的逆变器划分为一个群。群设备监测的内容包括群设备当前的总体运行情况、关注度高的 数据以
9、及群中所有设备的告警数据。内容的展示方式同样丰富，既有直观的图形展示，包括实物图、 趋势图、饼图、直方图、仪表盘、表格、文字等。2.4.1.3. 单设备监测单设备监测指监测特定的一个设备的运行情况，监测的内容包 括：该设备当前的状态、该设备所有的运行参数以及所有的衍生参数、 该设备当前所有待处理的告警等。单设备监测界面的示意图如下:图八监测界面2.4.2.远程控制在运行监测界面，通过点击待控制设备的图标，即可调出设备的 远程控制菜单。选择或输入的控制内容后，指令将立即传递给需控制 的设备，基本可以达到实时控制。2.4.3.警报通知告警通知向使用者提供故障设备的告警以及设备在故障前的预 警功能。
10、告警方式包括:A、监控界面集中告警B、手机短信告警告警具有智能化特点，能够根据设备的拓扑关系，分辨告警信息 的真伪，亦能忽略维修中的设备的告警，同时还可以通过系统自身的 判断来识别出设备本身未能发现的告警。在所有的监测界面，都可接收、展示设备的告警信息，对应于三 个层次的监测界面，在电站运行监测中可接收、展示所有设备的告警， 在设备群监测界面可接收、展示这一群设备的所有的告警，在单设备 监测界面，可接收、展示这一设备的所有的告警信息。当有设备告警产生时，界面中的设备图标显示将区别于正常设备 图标的显示，并且在设备右下脚将出现一个不停闪烁的警铃，并发出警报的声音。3状s电池充电状态：浮充 系统控
11、制方式：自动 交羸工作路号：第一路1号开关机状态：开机1号控制方式：自动状态:运行最后采集时间:2010-03-03 22:48:07%*心行信H2段控制母鼓U 223 V3段合闸母统U 242 V员载I： 4A交流输入U段423 V交流输入州蠲423 V严重告警：。个采集独率：3OOS|修改中等皆窖W个-般告警：。个置检修牌图九报警示意图如果开启手机短信告警，一旦有告警产生，关联的手机即可马上 接收到。关联的手机可以设置一个或多个。告警通知同视频系统进行紧密结合，当告警详细信息展示界面， 系统能自动定位到对应的视频设备来显示其图像信息。2.4.4.视频监控视频监控功能能够展示实时的视频内容，
12、从而实现“遥视”。视 频监控可以单独使用，即选择某个视频设备后，展示选定视频设备传 输过来的视频影像；同时，视频监控亦和运行监测、警报通知进行紧 密结合，在单设备监测界面和警报通知信息的查看界面，亦同时显示 该设备的实时视频影像。视频监控还可控制视频设备，从而实现视频拍摄方向的调整、视频的放大、缩小。2.4.5. 分析诊断分析诊断功能向使用者提供设备的故障分析功能，具体包括比对 分析、专家分析。比对分析是指通过多个设备的运行数据的比较来发现问题，比如 将两台逆变器的日发电量进行对比发现，如果有一台逆变器的发电量 总是比另外一台低，那么我们就可以认为发电量低的这一台逆变器效 率低下或疑似故障，借
13、此也可以用来判断逆变器的好坏。专家分析指在系统中嵌入厂商提供的一些专业诊断工具。系统能 够无缝集成这些诊断工具，并能为其提供其诊断所需要数据，并将结 果以直观的方式展示给使用者。当然，除了以上提到的两种故障分析功能外，系统还能提供故障 诊断的辅助信息，包括故障前后的各项数据及变化情况（故障录波）， 能够帮助故障分析人员尽快定位问题的出处和原因，减少故障查找和 维修的周期。2.4.6. 综合查询综合查询功能为使用者提供各种数据的自定义查询，可查询的信 息包括系统中所有的存储数据，查询的条件使用可以方便的选择和自 定义。查询的结果既可以表格的方式展现，亦能图形的方式直观体现， 还可以表格+图形的方
14、式综合显示。2.4.7. 统计报表统计报表功能可为管理人员提供必要的报表，根据报表的不同， 系统自动按照报表的功能及需要，按照日、月、季、年等方式提供不 同粒度的报表，所有的报表均可以导出成使用者非常习惯使用的 EXCEL或者通过连接的打印机进行打印，打印出的格式和内容与看到 的格式和内容完全一致。2.4.8. 设备管理通过设备管理，使用者可以建立电站所有设备的台帐，从而实现 了设备台帐管理的信息化。除了设备本身的信息外，使用者还可以为设备进行标识（命名或 编号），以帮助使用者在各种设备展示界面中能够方便地定位到识别 设备。2.4.9. 系统管理系统管理中包括用户管理、角色管理、权限管理。能够
15、添加、修 改、删除系统用户，能够定义每个用户的角色，亦能为每个用户或每 种角色分配系统各种功能的使用权限。2.5. 服务层功能2.5.1. 状态管理系统所有的设备信息的采集均通过状态管理进行处理，设备状态 包括设备的运行状况、设备的各种参数的获取。对不同的设备，有不 同的状态处理过程，既有系统循环发送请求再由设备报送的，也有设 备自动报送的。设备管理除了进行状态信息的获取外，还负责设备实时状态的维持，从而为系统中的各项处理提供相应的依据，比如说，给用户发送 一个控制指令时，首先由状态管理判断该设备目前所处的状态，一旦 设备处于不适宜控制的时候，系统将立即停止控制指令的发送，并反 馈给操作者并记录在系统中。2.5.2. 设备控制设备控制用于控制设备控制指令的下达，并进行控制处理的组 织。包括与状态管理交互，了解待控制设备是否处于适宜控制状态； 与排他管理交互，通知排他管理锁定或解锁定某个设备等。2.5.3. 排他管理排他管理主要用于维持设备的虚拟锁。比如在一个设备被控制的 过程中，系统还没有收到设备的控制反馈前，系统应不能对该设备进 行任何操作。2.5.4.
