【光伏电站监测技术发展研究的国内外文献综述4600字】

1光伏电站监测技术发展研究的国内外文献综述目录 1 1 1 2 4 4 51光伏电站监测技术研究现状阳示范工程的通知》和《可再生能源发展“十三五”规划》[5]等一系列法律法规及配套政策措施，大力提倡发展可再生能源。随着我国光伏电站投资建设的对光伏系统的监测研究开展较早，在20世纪90年代前后，国外对光伏系统监测的研究已取得不俗成果。美国科学电力研究所(ElectricPowerResearchInstitute)在90年代初对七个光伏电站做了实验6,开展数据采集工作，整理出数据趋势，分析误操作的原因和论证。美国国家可再生能源实验室(NationalRenewableEnergyLaboratory)在95年对两座6kW并网型光伏电站进行实验，通这一参数计算的理论值进行比较分析7。日本东京大学在99年对独立运行的光自从2007年往后，国外对光伏监测系统的研究开始偏向市场侧，美国国家半导体公司(NationalSemiconductorCorporation)推出SolarMagic技术获取光光伏性能建模与仿真研讨会(PVPMC)由德国太阳能研究所、美国桑迪亚国家2果11,最长的太阳能逆变器制造商，开发有SUNNYPORTAL光伏电站监控系统。个国家提供服务，通过一个监控系统即可兼容超过2300种型号的逆变器和130余种不同配件。MeteoControl涉足可再生能源领域达40年，全球范围内监控超程语言和ACCESS2.0数据库语言开发出运行在WINDOWS95、98下的光伏并网发电系统的数据采集和监控软件包(这一句没有参考文献吗)。十五期间，北2017年初，在国家能源局指导下建成的国家光伏数据监测中心正式发布，监测Logger1000光伏系统智能数据采集系统，如同样采用RS485讯结合的阳光电源公司所研发的Logger1000数据采集器。光伏监测系统通常采用分层的体系结构[151,具体可分为：数据采集层、数采集层主要通过RS485通讯方式整合原始数据，传输至数据处理层。3数据展示层为光伏支路、逆变器实时监测系统的实现层，可实现电站信息实时监测、运行状态评评估等功能，集信息管理和分析为一体，同时具备历史数据在监测系统的数据采集层中，环境检测仪、电表、PID、箱变等设备之间主要采用RS485通讯方式，而数据处理层和上位机之间时域使用以太网或无线网进行通讯，这是由这两种通讯方式的特点不同：(1)RS485为总线式拓扑结构，传输距离在1—2km以下最佳，若传输距离过长，则需要安装信号“中继点”来保证信号不丢失。事实上，除了RS485外，光伏组件、逆变器、箱变等设备还可使用电力线载波通讯。这是一种利用现有电力线将模拟信号或数字信号进行高速传输的方式，因为使用的是现有的电力线作为传输媒介，无需额外的线路投资。但也存在相应的缺点，电力线载波通讯传输容量相对较小，这为电力线载波机的可靠性提出了(2)和上位机之间采用以太网或无线网的传输方式，因为该传输方式是以移动或联通的现有网络为基础，具体方式为通过TCP/IP或UDP协议，将数据发送到固定IP中，这种传输方式具有通讯费用低，网络覆盖广的优点。已经投入市场的集成式实时监测系统有很多，整体构架俱按照三层分层实现功能。下图1.2为SMA公司的DataManagerM光伏电站数据监测控制器的系统连接图。DataManagerM仍主要使用RS485与因特网相结合的通讯方式，支持第三方监测控制和数据采集。数据展示层数据处理层42关键技术研究随着分布式光伏产业的迅速发展，分布式光伏电站发电的电能质量及其可靠性对电网的安全可靠运行提出了新的挑战。例如在GB/T33593-2017《分布式电源并网技术要求》[171的4.12条中明确规定：在10(6)kV~35kV电压等级电站并网点(PCC)处安装A级电能质量在线监测装置且监测数据至少保存一年。光伏电站电能质量分析的基本环节有四个，分别是信号的消噪、信号特征提取、信号扰动分类和扰动参数估计。光伏电站并网运行后，由采集器、传感器收集各个分布式光伏电站需要监测的现场数据，所得到的电压、电流信号含有噪声，影响数据处理结果。因此，首先需要完成信号的消噪。然后采用快速傅里叶变换法(FFT)进行信号特征提取。针对快速傅里叶分析难以识别的部分短时扰动，利用小波分析中的模极大值原理展开信号扰动分类，区分短时电能质量扰动和长期电能质量波动。最后进行扰动参数估计，对信号中存在的电压波动、谐波、电压偏差问题逐次分析。而当电力系统发生故障或振荡等异常情况时，光伏电站实时监测系统需要故障录波功能配合记录暂态数据，判断故障相别、故障距离，正确分析故障成因和继保设备动作可靠性，保证光伏电站可靠运行。在传统的分布式光伏电站监测系统中，采集光伏电站数据的各类数据采集器、收集电能的电能量计量装置等设备测量功能相同或类似。而本文研究的分布式光伏系统实时监测技术，改进了光伏电站智能监测设备，位于分层中的数据处理层中，在传统数据采集功能的基础上，增加了电能质量分析和故障录波功能，从而提高了数据处理的实时性，节约了监控系统的硬件成本，有效实现系统运行数据和故障数据共享和同步。综上所述，本文研究的关键技术将从输入信号的小波去噪、故障录波阈值触发两方面展开，下面介绍这些关键技术的研究现状。2.1小波去噪技术小波分析在20世纪80年代兴起，在之后的几十年内得到飞速发展。Mallat算法的提出是小波分析发展史中的一个里程碑，Mallat算法实现了小波的快速分解和重构，是小波理论突破性的成果。此后，小波分析在数学界和工程界得到广泛使用，被应用在如图像处理、通信信号、数学求解等多种科技领域。在信号处理领域，小波分析亦是以其独特的优点与处理结果的优越性得以大力推广[181。5信号处理上被应用地越来越广泛.取，亦是有常见的四种选取方法：固定阈值门限准则(sqtwolog)、无偏风险估计准则(rigrsure)、启发式阈值门限准则(heursure)和极大极小阈值门限准则在小波去噪环节通过仿真得出了适用于光伏系统的并网交流信号去噪的最优变厂和变电站中应用非常广泛22。当光伏电站并网后发生异常情况，诸如短路故功能能够记录暂态过程的大量数据，全程记录异常前后各主要电气量，如电压、6故障录波的多阈值启动有四种类型，分别是：突变量越限、有效值越限、对称分量越限及频率和频率变化率越限251。在实际工作中，主要依靠傅里叶算法，间接计算出系统电压电流的突变量、有效值、对称分量和频率等指标，如果扰动使得某一电气量特征超出设定阈值，则启动故障录波功能，记录前后电气量变化。但是目前的故障录波技术亦存在不足，故障录波功能的设计严格按照行业标准DL/T553-1994《220~500kV电力系统故障动态记录技术准则》[26]执行，完整的故障录波记录中含有故障前至少0.04s的数据记录，这就要求为保证故障的准确识别和高精度记录，需要为故障录波系统设置较高的基础采样频率，大大增加系统的正常运行时的数据采集负担，导致资源浪费。当电网出现频率偏移时，会影响傅里叶分析结果，使某些间接量产生误差，导致录波系统误动和拒动，降低了录波系统的可靠性。或是电网出现间歇性负荷频繁投切时，计算后的系统有效值会频繁地短时突变，可能导致录波系统频繁间歇