光伏电站智能监控方案

光伏电站监控系统处理方案

引言

煤炭、石油等化石能源频频告急，环境污染问题

日益严峻，而太阳能作为最具潜力的可再生能源，

因其储量日勺无限性、存在的普遍性、运用日勺清洁性

以及实用的经济性，越来越被人们所青睐。大力发

展光伏产业、积极开发太阳能，在全球范围得到了

空前重视，已成为各国可持续发展战略日勺重要构成

部分。光伏产业也称太阳能电池产业，即运用太阳

能级半导体电子器件吸取太阳光辐射能，并使之转

换为电能的产业。浙江正泰太阳能科技有限企业将

最新欧I自动化技术应用于光伏电站，推出

AstroWeb2023光伏电站监控系统。

L总述

光伏电站重要由光电池阵列、汇流箱、低压直流

柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等构成，最

终产生日勺高压交流直接并入电网。针对每个环节电

力参数检测时需要，浙江正泰太阳能科技有限企业

推出针对光伏电站监控日勺AstroWeb2023光伏电站

监控系统，实现对分布在不一样区域日勺光伏发电站

时监控。AstroWeb2023光伏电站监控系统可对太

阳能光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、交

直流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备进行实时监

测和控制，提供设备数据采集、解析、处理、事件

产生、存储，并通过多种样式日勺图表、趋势、报表

展现电站的运行状况，保证客户远程对电站数据时

监控需求。其友好的顾客界面、强大的分析功能、

完善日勺故障报警保证了太阳能光伏发电系统的完全

可靠和稳定运行。

光伏电站重要由光电池阵列、汇流箱、低压直流

柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等构成，最

终产生的高压交流直接并入电网。针对光伏电站整

体监控欧I需要，正泰太阳能企业推的I了AstroWeb

2023光伏电力监控系统实现了对光伏电站的监测与

控制。

2.监控系统构架

全球监控中心

区域监控中心区域监控中心

（浙江）（宁夏）

光伏电站监控系统采用分级分布式构造配置,

系统由就地监控子站、区域监控中心和全球监控

中心构成。就地监控子站位于光伏发电站现场。

区域监控中心以省为单位，位于省会都市或者光

伏电站比较集中的市县。全球监控中心设在杭州

企业总部。

备监测及环境控制等功能。

通讯服务器：将光伏电站数据转换为原则协议信

号(IEC60870-104/MODBUS-TCP),通过不一样通讯

方式传送到区域监控或全球监控中心。

设备清单

序数品

用途型号规格备注

号1量牌

就地DEL

DELL就地

1监控主流配置1L/I

T110监控

主机BM

通讯DEL

DELL通讯

2服务主流配置1L/I

T110监控

帑BM

16个

网关RS232/485串Chi协议

31

RTU口，4个以太tic转换

网接口

16个I/O模

块，支持信号模拟

数采Chi

4RTU100万能输入，1量采

RTUtic

RS485接口,集

Modbus-RTU

协议。

TP-

网络16LIN

TL-SG1

5互换口，100M/1001K/D组网

016DT

机0M自适应LIN

K

2）数据采集RTU简介

数采RTU采用浙江正泰中自企业的RTU100产

品，RTU100是浙江正泰中自控制工程有限企业在

DCS系统技术创新基础上，结合丰富的系统集成与

工程应用经验，通过持续改善与完善，推出的稳定

可靠、先进实用、友好开放的新型RTU组件。它可

实现对工业现场信号的采集和对现场设备日勺控制。

该产品采用了模块化构造设计，系统基于RS-485网

络接口，配以功能单元、功能模块和I/O模块，实

现各部分协调工作和数据输入输出。该产品支持通

用模拟量输入（AI）、模拟量输出（A0）、数字量输

入（DI）、数字量输出（DO）以及计频率计数（PI）。

通过原则Modbus-RTU协议很轻易与主控制器或上

位机构成网络控制系统，实现数据采集或集散控制。

图4.2数采RTU构造图

数采RTU100技术指标：

分

项目指标

类

控控制模式当地/远程

制控制运算报警及越限控制

方

式

AI误差±0.1%F.S.

A0误差±0.15%F.S.

相

时间次序

记录(SOE)

度1ms

时间辨别

率

抗

模干

AI共

dB

干2120

制比

扰扰克

模干

能AI串

B

260d

制比

力扰克

00V

@5

20MQ

阻抗

隔离

可选

电源

冗余

热插

模块

是

拔

持

A0保

电）

不掉

系统

是（

无端

平均

可

OOOh

^lOO

行时

障运

罪

BF

间MT

性

维修

平均

n

W5mi

MTTR

时间

可运

系统

95%

>99.

用率

实

ms

量50

数字

期

描周

时扫

0ms

量10

模拟

性

总线

机灵

网

bps

19.2k

Bus

Smart

络

速率

通讯

性

能RS485通讯ModbusRTU,1200-38400bps

接口

AI输入阻

电压10MQ；电流250Q

抗

750Q©4〜20mA

A0负载

1000Q@0-10mA

输

DI输入阻

入>6.8kQ

抗

轴

DO最大负100mA@24VDC（晶体管）

出

载能力5A@250VAC（继电器隔离）;

特

PI频率0〜30KHz；辨别率：±lHz

性

I/O通道配

20mA,24±2VDC

电输出

过压及过

有

流保护

电输入电源5VDC/1A,24VDC/1.5A

源指标

参

数

环工作温度0〜55℃

境存储运送

-20-70℃

条温度

件工作湿度10〜85%RH,无凝结

存储运送

W93%RH(40℃)

湿度

大气压力86〜106kPa

机外形尺寸

械(LXWX

324mmX204mmX160mm

构H)

造

网关RTU是一种提供数据通讯服务、协议转换、

流量监控、报警、GPS对时等功能于一体的I通讯互

换设备。它采用目前工业控制系统成熟的技术平台:

嵌入式高性能处理器及嵌入式操作系统、智能通讯

冗余技术、现场总线技术、端口保护技术等。实现

智能配电监控系统中的监控计算机与对现场设备的I

双向数据传播，配合工业自动化组态监控软件完毕

配电系统的I实时数据采集、开关状态、远程控制以

及集中管理。

图4.3网关RTU外形图

智能网关服务器外形支持原则日勺19寸机架安装、

桌面安装，提供多达16个RS-232/422/485串口设备

联网,4个以太网接口可以通过软件配置提供从机、

主机、互换以及冗余功能。提供LCD液晶屏和键盘

作为人机交互设备，用以配置通讯参数以及数据流

量监视。

网关RTU技术指标

名参数指标备注

称

中X86高性能嵌入式处理器，最大128M内

央300MHz存，1GBDOC

处

理

单

以4口10/100BaseT自适应以可由软件设定

太太网为master/slave

网网络协议：TCP/IP>UDP

接

串・8口隔离RS232/485/422可由软件设定

行•数据位：5,6,7,8为

接•校验：master/slave/,

口None/Even/Odd/Space/Mark每个端口可以

•停止位：1,1.5,2通过软件配置

•流控：RTS/CTS,Xon/Xoff或键盘设置为

・速度：1200-460800bpsRS232、RS485

•信号端15KVESD或RS422o

•隔离电压2KV

•1KV(level2)浪涌保护

•形式：RJ45

•网络协议：Modbus-RTU

人•16*2字符点阵LCD屏用于设置以太

机•每通道通讯状态LED指示网口IP地址和

界灯串口通讯参数，

面查询通信流量

键•4键监控、通讯状态

盘等

电•85〜265VAC,47〜63Hz

源•110〜370VDC

输

入

电25W

源

功

耗

工-20〜55℃

作

温

度

工5-95%

作

湿

度

储-20〜85℃

存

温

度

储5〜95%

存

湿

度

外19英寸原则机架安装，高度

形1U

构

造

安可选前后安装或台式放置

装

方

式

外440(L)X215(W)X44.2(H)不含固定支架

形mm

尺

寸

3）监控计算机监视功能

日照幅射

3.1）光伏电站配电电气构造监控

通过对电站内一次及二次配电网络状态日勺监控,

理解电站内各电气设备的运行状况及状态，并对电

站的I并网状态、有/无功功率流向状况等进行实时监

控。

3.2）光伏组件分布监控

可以根据汇流箱采集数据显示各个光伏方阵的输

出功率，定位异常光伏组件。

3.3）逆变器监控

逆变器重要监测指标包括：

来直流电压、直流电流、直流功率

来交流电压、交流电流

*逆变器内温度、时钟

来频率、功率因数、目前发电功率

米日发电量、累积发电量、累积C02减排量

来电网电压过高、电网电压过低

来电网频率过高、电网频率过低

来直流电压过高、直流电压过低

,器过热、逆变器里t

来逆变器过载、逆

来散热器过热

来逆变器孤岛

来DSP故障、通讯故障等

AstroWEB光伏电站监控系统

全域q控中心>电出划M>财比分析》历史数**•>

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6次■修

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开，*畏：开机

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9日*电・：tOOkfX201058102000■网戏限

日启充电・：250W¥20105510S000京过・压电・

1U+1I电小时0I10004

3.4）汇流箱监控

汇流箱重要监测指标包括:

来光伏组串输出直流电压、输出直流电流、输

出直流功率

*各路输入总发电功率、总发电量

来汇流箱输出电流、汇流箱输出电压

输出功率

来电流监测允差报警

*传播电缆/短路故障告警

*空气开关状态、故障信息等

3.5）直流配电柜监控

直流配电柜重要监测指标包

*进线相电压

东进线相电流

来母线开关状态

来防雷器状态

来之路电流等

3.6）交流配电柜监控

交流配电柜重要监测指标包括：

*光伏发电总输出有功功率、无功、

*功率因数、电压、电流

来断路器故障信息、防雷器状态信息萼

3.7）环境参数监控

环境参数重要监测指标包括

*日照辐射

来风速、风向

*环境温度

*太阳能电池板温度等

3.8）升压变压器监控

升压变压器重要监测指标包括:

*高压保护动作信号、保护殳

来变压器重瓦斯跳闸

来超温跳闸、变压器油温高报警信号

来压力释放掉闸信号

来低压电源控制信号

米断路器故障跳闸信号

来熔断器熔断信号

来负荷开关合闸信号、负荷开关分闸信号

来接地刀位置等

3.9）馈线间隔图

来馈线开关刀闸位置

*馈线保护信号

来电压、电流、有'无功功率、功率因数

来测控保护装置故障信号、通讯中断信号等、

3.10）站内生产监控图

来温度控制系统：控制空调时开关调整，控制

设备的温度在正常工作范围内。

来安保防护系统：监视控制各处门禁系统。

兴火灾防护系统：通过安装烟雾、温度传感器

监视火灾时发生，并采用对应措施。

来视频图像监视：图像监视各生产设备的工作

状况，如监视光伏组件表面的积雪、积尘状

况。

3.11）系统智能设备运行工况图：监控系统拓扑

构造，各智能设备通讯状况展示。

3.12）全站告警光子牌图

各单元间隔的告警光子牌汇总，集中监视全站

设备工作状态。

3.13）告警信息简报

告警信息集中展示，内容包括告警内容描述、

告警等级、告警时间、与否复归、与否确认等。

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3.14）数据查询检索：

可以按不一样条件（时间、设备、描述匹配等）

进行告警信息的进行分类检索、显示和打印输

出。

3.15）报表图形功能

根据运行需求配置多种应用图形报表，如：各

发电设备功率日、周、月、季、年报表图形，

设备工作时间和运行状态记录，环境参数记录,

自定义图形对比，组件发电功率温度特性图，

组件发电功率日照强度特性图等。

不一样设备同一参数日勺对比：

y.*BBa«RE助

AstroWEB光伏电站监控系统

ASTS1Oner9y♦皿&<MMM>-JM>—»m比分婚史■■■—>

历史数据时详细展现:

PPP

xPP

PPP

PP

PPP

PPP

PPP

PPP

PPP

P三P

P

3.16）系统配置功能：设置顾客信息及管理权限、

设置告警等级对应日勺操作等。

3.17）顾客协助功能：图文结合方式对系统的基

本操作进行信息指导。

4）通讯服务器远程接入方式

就地监控系统提供多种数据链路层接入远程主站

的方式，可根据实际状况灵活配置。应用层原则

上规定采用IEC60870-104或MODBUS-TCP协议。

4.1）VPN虚拟专网直接接入方式

向运行商申请固定IP地址，申请配置专线，通

过光纤、DDN等数据专线直接与监控中心间实现数

据通讯。配置硬件放火墙，保证监控子站的系统安

全，使子站设备处在一相对独立网络中，保证系统

不受病毒、黑客等恶意袭击；同步自带的VPN功能，

与远程主站形成一虚拟专网，实现数据安全交互。

配置清单如下所示：

序数品

用途型号规格备注

号量牌

自带VPN,通CIS

网络

V100-讯速co网络安

1防火1

S-AC率：100Mbps,/H3全

墙

220V供电C

4.2）GPRS无线接入方式：

采用无线接入时，由于采用时为移动企业GSM

网络，通讯速率较低，合用于接入数据量少（如只

采集电站运行参数，不接入设备参数及视频信号）,

数据实时性规定不高日勺场所。GPRS采用点到点日勺方

式传送数据，数据安全性很好。采用GPRS通讯时,

一般采用MODBUS-TCP协议较多，通过网关RTU将

现场信号转换为MODBUS-TCP协议后，由网关RTU

替代通讯服务器的功能。主站端申请公网固定IP地

址，通过访问移动企业主机来获取数据，不需要再

额外配置网络设备。

全球％控中心

IKU中「站

配置清单如下所示:

序数品

用途型号规格备注

号量牌

理论带宽：

深

无线GPRS-171.2Kb/s；数据

圳

1路由DTU实际带宽：1无线

宏

器H721020-50Kb/s,远传

电

12VDC供电

4.3）ADSL拨号方式：

此种方式合用于子站向总站的单向数据传播，

合用于监控中心只要采集数据，不需对子站进行控

制的场所。ADSL每次拨号成功后，会随机分派一种

网络IP给拨号计算机，监控子站通过向监控中心（有

固定IP地址）服务器定期以报文或邮件形势将子站

数据发送到监控中心，中心接受数据后进行解析,

保留数据。

序数品

用途途型型号号规格??备注备注

号量牌

ADSLADSL上行最高线

华

1调制路由1Mbps,下行1拨号

为

解调MT880最高26Mbps联网

4.4）基于3G的CDMA无线专网VPDN方式：

VPDN英文为VirtualPrivateDial-upNetworks,又

称为虚拟专用拨号网，是VPN业务的一种，是基于

拨号顾客日勺虚拟专用拨号网业务。即以拨号接入方

式上网，通过运用W-CDMA分组网络上传播数据时,

对网络数据的封包和加密，可以传播私有数据，到

达私有网络的I安全级别，接入网络的计算机就如同

工作在局域网中同样。需要向中国电信企业开通有

关的无线宽带业务，给各个子站和主站都分派固定

IP,在子站通讯主机上安装3G无线网卡，以及有关

无线拨号上网客户端软件，实现子站通讯服务器与

监控中心的I服务器进行通讯。

配置清单如下所示：

序数品

用途型号规格备注

号量牌

3G3G无

通讯速率：华

1路由D1001线接

54Mbps为

器入

4.区域监控中心部分

区域监控中心以省为单位设置，各地就地监

控子站通过光纤、GPRS无线等多种传播方式传送

到区域监控中心，区域监控中心通过数据加工筛

选后转发给全球监控中心。通讯协议原则上规定

为和区域监控中心

IEC60780-104M0DBUS-TCPo

运行WEB版AstroWEB2023光伏电站监控系统软

件，进行数据采集、数据存储、数据处理、数据

转发、警报告知、分析诊断、综合查询、记录报

表、数据展现等工作。

构建规模：

目前区域监控中心建设规模，接入管辖范围内

所有光伏电站子站，并进行实时监控，满足同步

100个左右顾客连接访问进行构建。

宽带接入：

考虑到由于中国南北网络互通的I问题，也许会

对数据采集导致影响。数据中心宽带将采用双线

双IP的方式接入。将分别接入电信、联通10M日勺

（非光纤）宽带。

双线双IP接入方式技术规定：

每条宽带分别需要2个独立IP地址来进行数据

上传和WEB公布的|工作。以减少在顾客在访问获取

数据时，对数据上传产生的I干扰。

设备数据中心

顾客WEB访问

设备

顾客WEB访问

数据安全措施：

1）双线路保设备与数据中心的正常通讯，保证

了数据时正常上传；

2）双IP保证数据上传与顾客访问时不互相干

扰；

3）服务器采用RAID5方式可保证在单块硬盘损

坏的状况下继续保持工作；

4）8小时不间断电源，在断电状况下有富余日勺在

线时间。

拓扑构造:

设得数据中心◎用户1

数据监管中心

系统构架:

硬件设备清单:

序设备名称及技术指标数品牌备

号型号