光伏电站监控方案

1、聚光太阳能工程监控方案编制:审核:批准:目录1概述22技术要求32.1 系统构成32.2 硬件构成42.3 软件构成53系统功能53.1 模拟量量处理及监视子系统53.2 数字量状态监视子系统53.3 操作权限63.4 事件、报警及事故处理63.5 运行监控73.6 视频监控73.7 在线统计与制表73.8 打印治理83.9 历史数据库83.10 可靠性84集中监控功能95主要限制参数95.1 逆变器95.2 汇流箱105.3 光伏阵列105.4 光伏阵列光伏阵列温度测量仪105.5 视频105.6 气象监测仪105.7 主要参数111概述太阳能光伏电站主要由光伏电池阵列、汇流箱、低压直流柜、

2、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等组成,最后产生的高压交流直接并入电网.前期2MW分为2个独立限制单元,每套单元有独立的监控系统,现场设备间隔层、网络层和站控层三局部组成,采用光纤以太网络实现互联,提供全站设备运行监控、视频监控、运行治理以及远程治理.2技术要求发电站监控系统由现场设备间隔层、网络层和站控层三局部组成,采用光纤以太网络实现互联,其典型物理结构如图1c2.1 系统构成图1华电嘉峪关1MW环网示意图站控层由监控主机和远动通信装置构成,提供全站设备运行监控、视频监控、运行治理.网络层由现场网络交换设备、网络线路、站控层网络交换设备等构成,提供全站运行和监控设备的互联与通信配有平安可靠地

3、防火墙.现场设备层/现场设备间隔层由发电设备、配电与计量设备、监测与限制装置、保护与自动装置等构成,提供全站发电运行和就地独立监控功能.发电系统通过增加串行通信到以太网通信的介质转换网关、增加以太网交换机和铺设以太网网络实现现场设备层与站控层的连接,形成中间网络层.对采用串行通信到以太网通信介质转换网关构成的以太网网络系统,网关宜与其接入设备相对集中在现场设备间隔层.2.2 硬件构成发电站监控系统硬件设备宜由以下三局部构成：站控层设备：包括1台或可选2台运行监控主机、可选1台视频监控主机、可选1台或2台嵌入式远动通信装置、可选打印机、可选音箱等：网络设备：包括网络接口卡、可选介质转换网关、可选

4、以太网交换机、网络连线等：现场设备层：包括逆变器、环境监测仪及其通信装置、直流/交流配电柜及电表、汇流箱、光伏阵列站控层主机配置应能满足整个系统的功能要求及性能指标要求,主机台数应与发电站的规划容量相适应.应选用性能优良、符合工业标准的产品.运行监控、视频监控工作站应满足运行人员操作时直观、便捷、平安、可靠的要求.对具备调度通信要求的一定规模发电站,运动通信装置宜采用双套冗余配置.远动通信容量及性能指标应能满足发电厂与电网调度通信中央远动功能及规约转换要求.应设置GPS对时设备,其同步脉冲输出接口及数字接口数量应满足系统配置要求.打印机的配置性能应能满足定时制表、召唤打印的功能要求.网络媒介可

5、采用屏蔽双绞线、同轴电缆、光缆或以上几种方式的组合,对户外长距离的通信应采用光缆.23软件构成软件配置应包含数据采集、数据处理、限制操作、防误闭锁、告警、事故顺序记录和事故追忆、画而生成及显示、计算及制表、系统时钟对时、系统自诊断和自恢复、有功功率限制、无功电压限制和其他专业应用等功能,宜配置继电保护故障信息治理、功率预测和视频监视功能.在满足性能要求的情况下,软件可集中或分散配置,其功能应便于集成和扩展.软件宜支持跨平台运行.3系统功能支持不同的协议数据类型,完成从与协议有关的原始数据到与协议无关的数据的转换.能够及时准确采集的数据包括数字量、模拟量、等电网数据3.1 模拟量量处理及监视子系

6、统模拟值以可调的存储周期秒级、分钟级存入历史库中,同时根据不同的以时间为单位的排列方式,快速的查找到所需的历史数据.模拟量测量综合误差W0.2%电网频率测量误差W0.01Hz画面实时数据更新周期模拟量W3s3.2 数字量状态监视子系统用户可以在线监控开关量的属性.包括：事故判据、取反标志、报警状态、报警类型、是否报警、报警跳画而、变位打印输出、变位记录存档、变位统冲、遥控闭锁条件计算量点等.要求自动记录每一次人工操作,以备查询.遥测信息响应时间从I/O输入端至远开工作站出口W3s遥信变化响应时间从I/O输入端至远开工作站出口W2s画而实时数据更新周期开关量W2s限制操作正确率100%遥控动作成

7、功率99.99%3.3 操作权限遥控操作可在任何画面上预定义的操作对象上进行,系统具有多种校核方式,以满足系统对遥控操作的平安性、正确性和速度的要求.权限：操作者输入口令,以确认是否具备操作权限,操作权限可人工设置.验证：操作者选择操作对象,程序校核该对象是否可控,并弹出遥控对话窗口,显示启发对象的属性描述,供操作员再确认.操作记录：操作人员姓名、操作时间、操作内容结果状态量状态改变等记录下来,存档于限制作记录中,可分类检索显示、打印等.配置用户：包括用户治理、角色治理、权限治理.能够添加、修改、删除系统用户,能够定义每个用户的角色,也能为每个用户或每种角色分配系统各种功能的使用权限.3.4

8、事件、报警及事故处理当系统任何节点、任务模块出现故障或异常,在处理系统实时的或历史的数据过程中发现异常、故障时,系统自动给出各种报警提示.包含预设的语音报警、报警简报窗口显示、报警总表显示、报警流水帐即时打印、报警推画面、图元/线条/区域变色等.可单独使用,也可组合使用,可在调度工作站或其他工作站上实现,并可根据工作站的责任范围有选择性地报警.报警提示：当状态量发生变位正常变化或事故变位,在预先设定的画面中予以闪烁,提醒操作员的注意.当报警被确认或报警消失后,闪烁自动解除.分类的报警窗口：不同种类的报警按用户设置放置在不同报警简报窗口中显示,包括报警时间、地域信息、报警类别、报警内容等.在醒目

9、的报警态颜色和闪烁态之间闪烁,报警被确认且报警状态未被消失那么用报警颜色显示报警信息,报警被确认且报警状态消失后用正常颜色显示报警信息.报警存储及统计查询：系统产生的报警全部存入事件库中,存入的信息包括告警时间、站点信息、告警类别、告警描述等.同时可以按时间、地域信息、报警类别、描述等做复杂的关键字组合查询和进行复杂的统计.3.5 运行监控运行监控工作站是发电站监控系统与运行人员联系的主要界面,现场设备就地限制是应急情况下的备用界而.运行监控工作站应为运行人员提供包括：调用、显示和拷贝各种图形、曲线、报表：发出限制操作命令；查看历史数据及各项参数或定制：数据库定义和修改,软件系统参数定义和修改

10、；图形及报表的生成、修改：报警确认,报警点的抑制/恢复；运行文件的编辑、制作等.图形监控画面内容应包括：全站实时生产统计数据、环境参数、电气接线图与参数、设备通信联络与工况、设备参数、并网点参数、电能质量监测、历史发电趋势分析、发电预测图等.图形监控画面形式应包括：文本或图符表示的日期时间、模拟量值、遥信状态值、电能量值、实时统计值、历史数据、计算值等：曲线方式显示的数据历史或实时变化趋势等.对测点的不同质量状态、遥信的不同值图符应有显著区别或动画效果.限制操作与调节应具备：操作权限检查、同一时刻操作的唯一性检查、位置检查等平安举措.人工限制应包括主控室限制、现场设备限制两级,并具备站控层和现

11、场设备的限制切换功能,现场设备限制权限级别高于站控层,同一时刻只允许一级限制.当站控层设备及网络停运后,应能在现场设备层对断路器、逆变器等设备进行一对一人工限制操作.在自动限制过程中,程序遇到任何软、硬件故障均应输出报警信息,停止限制操作,并保持所控设备的状态.3.6 视频监控光伏发电站宜配置视频监控和安防系统,在光伏阵列场地周边根据场地大小应配置14个带云今限制摄像头,在设备室应配置12个固定摄像头；在主控室和设备室宜设置烟感等安防设备：在主控室配置视频监控工作站.应能同时显示光伏阵列场地及站内的任意多个视频画而,并且切换灵活,方式多样如定时切换、人工切换和报警联动.应具备对图像进行限制,包

12、括云台动作、光圈大小、聚焦远近和变倍等.应具备各种形式的数字视频录像,如方案录像、人工录像和报警联动录像等,并能方便的检索、回放限制录像3.7 在线统计与制表应对发电站运行的各种常规参数进行统计计算,包括日、月、年、时段的最大、最小值及其出现时间、平均值、越限次数、越限时间、越限率、合格率等.应能充分利用历史数据和以上统计数据,生成不同格式的生产运行报表.并按要求方式打印输出.生产运行报表应能由用户编辑、修改、定义、增加和减少3.8 打印治理图表/报表可以输出到任意指定的打印机,包括本地和网络.图表/报表打印设置可以使用系统缺省的打印机,也可以图表/报表都有自己的打印设置.可以分页输出、指定区

13、域输出、比例缩放输出.图表/报表尺寸任意指定.定时打印用户指定报表、报警即时打印.3.9 历史数据库历史数据库至少保存至少5年以上历史数据.用户自定义数据点历史存储周期历史数据归档实时库运行时进行常用历史统计峰、谷、平统计和再统计功能任意历史数据查询检索时间不应大于20so3.10 可靠性年可用率不应小于99.9%平均故障间隔时间不应小于20000ho运行寿命不应小于10年.遥控操作正确率应等于100%,遥控操作成功率不应小于99.99%,事故时遥信正确动作率不应小于99%,事故画面及告警正确率不应小于99.98%,事件顺序记录分辨率站内不应大于2mso系统测量误差不应超过土1.5%.系统时间

14、误差不应大于1ms.重要电气参数突变至画而显示的响应时间不应大于2s.开关变位至画而显示的响应时间不应大于2So限制命令从生成到输出的时间不应大于2so一般电气参数更新周期不应大于5s,次要电气参数更新周期不应大于10s.视频信号延迟时间不应大于3s«动态画面切换响应时间不应大于1So画面告警信息推出时间不应大于3so历史数据联机检索时间不应大于5s0能在1s内完成5000点数据的处理.4集中监控功能1设备网络图2设备运行状态3设备详细信息4当天发电量波形5 .直流电压波形6 .直流电流波形7 .光照波形8 .温度波形9 .逆变器采集详细数据10 .电表采集详细数据11 .温度采集详

15、细数据12 .HCPV面板温度采集详细数据13 .光照采集详细数据14 .风速采集详细数据15 .风向采集详细数据16 .报警信息17 .按电站,按组显示数据18 .按设备,按组显示各种曲线19 .日统计,月统计,年统计等分析报表20 .光照,温度效能分析21 .不同设备,不同组效能分析比拟22 .不同光伏组件效能分析23 .数据挖掘和数据仓库分析5主要限制参数5.1 逆变器接入目的：监测和限制采集的根底数据：累加参数：当前总功率、发电量日、月、季度、年、总、二氧化碳减排量日、月、季度、年、总、报警次数：运行参数：直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、电流、逆变器机内温度、时钟、频率；运行状

16、态：运行、关闭、待机：报警警数据：逆变器厂商所提供的设备报警数据,系统保证不遗漏任何一家厂商设备的任何一个原生告警.限制的内容：开启、停止、参数设置/调整通讯方式：RS485/Modbus协议5.2 汇流箱接入目的：监测和限制采集的根底数据：光伏阵列每路电流或每个光伏阵列电流报警数据：设备可提供的所有报警数据：限制内容：开启、停止通讯方式：RS485/Modbus协议53光伏阵列接入目的：监测和限制采集的根底数据状态位置：高度角、方位角等；运行状态：运行、关闭、待机：报警数据：系统急停传感器故障未检测到原点高度角超极限方位角超极限限制内容：开启、定位、停止通讯方式：RS485确定厂家待沟通5.

17、4 光伏阵列光伏阵列温度测量仪接入目的：监测采集的根底数据：温度限制内容：无通讯方式：RS485/Modbus协议5.5 视频接入目的：监测和限制采集的根底数据：影像限制内容：云台：放大、缩小、转向通讯方式：RS485/Modbus协议5.6 气象监测仪接入目的：监测采集的根底数据温度传感器：环境温度光照传感器：光照强度风速传感器：检测风速等级风向传感器：检测风向限制内容：开启、停止通讯方式：RS485/Modbus协议5.7 主要参数方刻象内容1太阳跟踪系统高度角2方位角3运行状态4自动/手动状态5抗风雪状态6逆变器直流侧电压7直流侧电流8直流侧功率9交流侧电压Ua1交流侧电压Ub1交流侧电

18、压Uc1交流侧电压Uab1交流侧电压Ube1交流侧电压Uca1交流侧电流la1交流侧电流1b1交流侧电流1c1交流侧有功功率1交流侧无功功率2交流侧功率因数2逆变器温度2日发电量2月发电量2年发电量2累计发电量2光伏逆变器最大可发有功2光伏逆变器无功输出范围2并网点电压Ua2并网点并网点电压Ub3并网点电压Uc3并网点电压Uab3并网点电压Ube3并网点电压Uca3并网点电流la3并网点电流1b3并网点电流1c3并网点有功功率3并网点无功功率3并网点功率因数4并网点上网电量4并网点A相电压闪变4并网点B相电压闪变4并网点C相电压闪变4并网点A相电压偏差4并网点B相电压偏差4并网点C相电压偏差4并网点A相频率偏差4并网点B相频率偏差4并网点C相频率偏差5并网点人相谐波THD5并网点B相谐波THD5并网点C相谐波THD5主升压变压器低压侧电压Ua5低压侧电压Ub5低压侧电压Ue5低压侧电压Uab5低压侧电压Ube5低压侧电压Uca5低压侧电流la6低压侧电流1b6低压