光伏信息化管理系統(tǒng)研究論文

　　摘要：目前，數(shù)字化、信息化已經(jīng)深入各行各業(yè)，數(shù)字化技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)在國民生產(chǎn)和人民生活中發(fā)揮了重要作用。為了更好地將這些分散的發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和調(diào)度，提高其利用率，實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏電站的運(yùn)行狀況變得越來越重要，發(fā)電系統(tǒng)的信息化管理也成為必然趨勢(shì)。光伏信息化管理系統(tǒng)要嚴(yán)格按照光伏電站建設(shè)的技術(shù)防范，采用高標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，以達(dá)到總體建設(shè)目標(biāo)�？梢詫⒚恳环N型號(hào)逆變器所在點(diǎn)認(rèn)為是一個(gè)站點(diǎn)，把不同站點(diǎn)的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化和統(tǒng)一化，進(jìn)而優(yōu)化以及完善電網(wǎng)運(yùn)行的管理。

　　關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；分布式并網(wǎng)發(fā)電；信息化系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫

　　引言

　　近年來，太陽能技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，太陽能產(chǎn)業(yè)得到快速穩(wěn)定的發(fā)展［１］。光伏發(fā)電企業(yè)在生產(chǎn)中則需要采取先進(jìn)技術(shù)去優(yōu)化與完善電網(wǎng)的運(yùn)行管理，進(jìn)而保障電力用戶的安全用電。本文基于日新信息中心（武漢市日新科技有限公司的數(shù)據(jù)中心）的實(shí)際情況，對(duì)基于多站點(diǎn)的光伏信息化管理系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)。

　　１信息中心的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及規(guī)劃

　　日新信息中心的需求功能主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與展示上，同時(shí)也能為下一步的信息化綜合管理、系統(tǒng)診斷與智能調(diào)度提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)與支撐。該系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖１所示。按照日新科技現(xiàn)在的情況，武漢國際博覽中心將申請(qǐng)單獨(dú)的線路和日新信息中心相連通，而日新科技園和日新信息中心有直接的光纖相通，也將建立無線通信。其整體規(guī)劃如圖２所示。

　　２系統(tǒng)架構(gòu)

　　系統(tǒng)總體構(gòu)架分為４個(gè)層次實(shí)現(xiàn)：應(yīng)用層、服務(wù)層、設(shè)備驅(qū)動(dòng)層、數(shù)據(jù)層，如圖３所示。各層次中，應(yīng)用層負(fù)責(zé)與使用者進(jìn)行交互，將使用者所需數(shù)據(jù)以直觀、合理的方式展現(xiàn)給使用者，并記錄使用者的輸入信息或操作指令，將其傳遞給服務(wù)層進(jìn)行處理；服務(wù)層負(fù)責(zé)進(jìn)行業(yè)務(wù)的實(shí)際處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算、處理流程的控制；設(shè)備驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)與設(shè)備進(jìn)行通信，從設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行解析后轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，同時(shí)還提供逆向處理，即將系統(tǒng)希望發(fā)送給設(shè)備的信息組織成設(shè)備能識(shí)別的格式并傳送給設(shè)備［２］。

　�。玻�１監(jiān)控子系統(tǒng)

　　本地監(jiān)控子站系統(tǒng)是對(duì)不同類型、不同廠商的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和解析，并在處理數(shù)據(jù)后存入數(shù)據(jù)庫；入庫的數(shù)據(jù)可以通過規(guī)定的協(xié)議向數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上傳；管理人員可以通過界面來掌握電站和設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀況和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括電站整體的發(fā)電量、功率和各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、故障等。

　�。玻�２子系統(tǒng)軟件架構(gòu)

　　本子系統(tǒng)采用Ｃ／Ｓ結(jié)構(gòu)（客戶／服務(wù)器）實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)整體分為四個(gè)主要模塊：數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)展示模塊、設(shè)備故障報(bào)警模塊。每個(gè)模塊功能在系統(tǒng)界面中操作實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信模塊則作為整個(gè)系統(tǒng)的后臺(tái)程序，保持不間斷的運(yùn)行狀態(tài)。子系統(tǒng)軟件構(gòu)架如圖４所示。數(shù)據(jù)通信模塊針對(duì)不同設(shè)備的特定通信協(xié)議做不同的處理，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種不同設(shè)備通信，對(duì)智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和解析，并能通過規(guī)定的協(xié)議向數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)。其主線流程圖如圖５所示。數(shù)據(jù)分析錄入模塊主要是針對(duì)系統(tǒng)采集解析的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，作不同的歸納處理，存入數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中，以便系統(tǒng)其他部分調(diào)用［３］。

　　３區(qū)域監(jiān)控中心

　�。祝澹庀到y(tǒng)Ｗｅｂ系統(tǒng)必須完成對(duì)分散在光伏電站本地系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析和收集，來實(shí)現(xiàn)光伏電站的遠(yuǎn)程維護(hù)和運(yùn)營(yíng)管理。這樣的整體化方案的架構(gòu)體系包括三層：數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與應(yīng)用［４］。系統(tǒng)功能模塊如圖６所示。

　　４模塊設(shè)計(jì)

　　本地監(jiān)控系統(tǒng)，即在光伏電站本地使用的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要完成：對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集整理，并入庫保存；設(shè)置設(shè)備參數(shù)和控制設(shè)備；將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心；以合適的方式展示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；導(dǎo)出電站報(bào)表和設(shè)備報(bào)表等功能［５］。通過本地監(jiān)控系統(tǒng)，電站維護(hù)人員可以很方便地掌握整個(gè)電站的運(yùn)行狀況和每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀況，并且可以與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)［６］。實(shí)際模塊設(shè)計(jì)如圖７所示。

　　５系統(tǒng)效果圖

　　系統(tǒng)展示效果。系統(tǒng)最終可以展示日發(fā)電量、收益、功率、日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及電站的各個(gè)設(shè)備實(shí)時(shí)的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息，如圖１０所示。

　　６結(jié)語

　　本文提出了基于多站點(diǎn)的光伏信息化系統(tǒng)研發(fā)以及多站點(diǎn)不同逆變器兼容的設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化以及完善電網(wǎng)運(yùn)行的管理，可以給分布式光伏發(fā)電的運(yùn)行提供可靠的系統(tǒng)支撐，進(jìn)而保障電力用戶的實(shí)時(shí)安全用電。后期隨著并網(wǎng)的發(fā)展，可以引入基于Ｈａｄｏｏｐ的分布式全文檢索［７－８］及相關(guān)技術(shù)，改善數(shù)據(jù)的索引及使用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。

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