论文3：分布式光伏集中管控与智慧营运一体化平台0

Vol.25SupplementaryIssue PowerSystemTechnology PAGE2第25卷增刊电网技术PAGE3分布式光伏集中管控与智慧运营平台建设方案（个人论文稿）摘要：分布式光伏发电是新能源重要组成部分，实现分布式光伏发电集中管控，建立集中管控和智慧营运平台，是解决分布式光伏发电重要手段，本论述了分布式光伏发电与智慧化营运平台建设方案，为分布式光伏发电营运提供了可靠的平台工具。摘要：分布式光伏电站集中管控与智慧运行Distributedphotovoltaiccentralizedmanagementandintelligentoperationplatformconstructionplan英文姓名字号：10，TimesNewRoman，斜体（但上角标为正体），标点用半角，姓大写，名词首大写，名的两字中间用“-”连接，段前14.75磅，行距13.5磅。例如：ZHANGXiao-san1,LISi2(英文单位（与中文单位严谨对应）,地址（包括省、市、邮编）字号为10,TimesNewRoman,标点用半角,词首大写,行距13.5磅,段后空12.75磅)Abstract:Distributedphotovoltaicpowergenerationisanimportantpartofnewenergy.Realizingthecentralizedmanagementandcontrolofdistributedphotovoltaicpowergenerationandestablishingacentralizedcontrolandintelligentoperationplatformisanimportantmeanstosolvedistributedphotovoltaicpowergeneration.Thispaperdiscussestheconstructionplanofdistributedphotovoltaicpowergenerationandintelligentoperationplatform,andprovidesareliablesoftwaresystemplatformfordistributedphotovoltaicpowergenerationoperation.Keywords:DistributedphotovoltaicpowerstationCentralizedcontrolandintelligentoperation 第25卷增刊 电网技术 Vol.25SupplementaryIssue2001年12月PowerSystemTechnologyDec.2001引言随着国家碳中和目标实现，电力能源结构方式正向非石化转变，新能源并网光伏电站迅速增加，新能源光伏电站出现爆发式蓬勃发展。分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，倡导“就近发电，就近使用”的原则，有效解决了电力在升压及远距离传输中的损耗问题。分布式光伏在城市中应用开创了“上有电厂、下有工厂”的新型能源利用模式，分布式光伏的便利条件，使得实现土地的再次增值利用，已明确为我国光伏应用的主要方向。各企业管理的新能源光伏电站地域越来越广泛，如何实现跨区域跨地区的各类光伏电站集中精细化管理，是新能源光伏企业同时面临的困境，新能源分布式光伏电站集中管控与智慧运营中方案目标就是解决上述问题。随着新能源光伏企业推进“远程集控，就地检维”的生产运营模式，打造“无人值班、少人值守”智能光伏电站，以实现基层智慧生产、区域中心智慧管控为目标，以创新管理理念、专业化的管控体系、人性化的管理思想、一体化的管理平台为重点，紧密围绕企业安全、运行、检修、经营管、理等业务主题，依托远程集中管控中心平台，广泛采用现代物联网、云计算、大数据分析、人工智能、机器人、虚拟现实、增强现实、移动应用与光伏产业进行深度融合，实现光伏设备数据信息的智能采集、信息高速的智能传输以及海量信息的智能分析，将光伏电站朝着数字化，智能化，集中化和信息化的方向高速发展。将光伏场站建设成具有“物联化态势感知、信息化高效联动、专业化规范运行、智能化风险管控、智慧化分析决策”特征的一流可持续发展智慧发电企业。本方案以新能源光伏电站智慧运行集中管控目标为总体导向，并结合智慧光伏应用部署一体的集中运行平台。实现企业所属光伏电站集中管控和智慧化营运为目标，实现集中化管理模式，并通过基于大数据分析的智慧化功能，实现新能源（光伏）集中管控和智慧化应用的一体化中心。建设方案概述新能源（光伏）集中运行管控功能包含所属光伏电站全部的运行监视功能，包含光伏组串、逆变、箱变等生产数据监视、分析和报表功能。智慧光伏应用功能对光伏电站运行指标开展大数据分析，开展组串故障诊断、逆变器运行分析、故障定位、智慧光伏清洗和KPI指标分析功能。生产管理功能结合新能源光伏电站无人值班少人值守的特点，采用新型的管理模式，适应光伏电站的精细化的管理能力。新能源集中管控与智慧运营中心，采用一体化平台部署，提升光伏场站优化运行、降低成本、提升效率。智慧光伏功能重点开发基于大生产大数据的指标分析功能。通过分析太阳能指标、电量指标、能耗指标、设备运行水平指标和设备可靠性指标。实现各光伏电站运行水平评估、收益损失评估、经营指标评估、设备健康评估功能。新能源集中管控与智慧运营中心采用一体化软件平台，实现全部管理的新能源光伏电站集中监功能，并建立自主的大数据平台，开展智慧应用和精细化管控功能。获取光伏电站的光伏组串、逆变器、汇流箱、箱变、升压站等生产实时数据。推进集中管控与智慧运营中心实用化、智能化、智慧化发展；实现“区域集控、无人值班、少人值守、运维一体化、检修专业化”的管理模式。提升光伏电站盈利能力，达到全部光伏电站精细化管理目标。集中管控与智慧运营中心集成集中监视、智慧化应用和生产管理三大功能，实现统一平台，采用一个软件界面方式。系统部署在网络安全三区，不具备控制功能。可通过安全分区调整和接入方式改变，实现集控远程控制功能。图1分布式光伏集中管控平台平台业务模式建设范围新能源集中管控与智慧运营中心建设范围包含全部光伏电站数据采集、区域大数据平台、集中监视平台、智慧光伏应用等软硬件范围。（1）光伏电站数据采集分布式光伏电站数据采集两种方式.一是从光伏场站逆变器实现采集，二是通过通信软件从互联网云平台实现数据采集。（2）新能源大数据平台在新能源集中管控与智慧运营中心，通过规范采集的生实时数据和历史数据，建立大数据平台，实现生产采集、储存、应用和转发等功能。（3）集中监视与分析功能利用已建成的区域达数据平台，建立一体化集中监视平台，实现全部光伏电的监视、预警、分析和报表功能。（4）智慧光伏应用功能智慧光伏应用利用生产大数据实现故障诊断、智能巡检、KPI指标分析等。（5）生产管理系统建立符合新能源企业管理的要求的生产管理系统，实现个性化部署。（6）网络与通道网络通道包括现场数据采集和运营中心的网络通道等。主要建设功能新能源集中管控与智慧运营中心主要功能，包含数据采集功能、大数据平台建设功能、集中监视分析、智慧化应用和生产管理五大功能。新能源集中管控与智慧运营中心提供远传集中控制功能，后期可通过改造网络安全接入实现。2.1数据采集功能2.1.1方案一：现场数据直采方式(1)光伏生产数据采集分布式光伏场站采集是从每个光伏场站数据采集器实施，通过GPRS/4G/5G通信实现采集功能，按照逆变器的通信规约，采集逆变器生产实时数据和环境数据。光伏组件和汇流箱数据，通过分布式逆变器获取。数据采集器是用于桥接逆变器与服务器之间的数据采集设备，通过采集光伏逆变器及其周围环境设备的数据使得用户和厂家能够长期有效地监控设备发电情况与运行状态。同时，厂家也可以通过数据采集器远程维护设备。(2)电能量数据采集光伏场站电能表电量的数据采集，采用智能电能表的方式，通过GPRS无线通信方式，采集光伏场站电量数据，并支持定时采集和在线召唤采集功能。(3)智能设备数据采集分布式光伏电站智能清洗机器人，采用现场GPRS/4G/5G通信方式，直接获取光伏智能清洗机器人数据，掌握智能清洗机器人和清洗相关数据。其他现场智能系统均可通过GPRS/4G/5G通信方式或现场已建系统采集，如巡检无人机等。2.1.2方案二：互联网云平台采集方式(1)光伏生产数据采集通过互联网云平台采集方式，采集已建成的光伏互联网云平台数据，实现光伏组件、汇流箱、逆变器运行数据的采集。(2)电能量数据采集光伏场站电能表电量的数据采集，采用智能电能表的方式，通过GPRS无线通信方式，采集光伏场站电量数据，并支持定时采集和在线召唤采集功能。(3)智能设备数据采集如分布式光伏电站智能清洗机器人，采用现场GPRS/4G/5G通信方式，直接获取光伏智能清洗机器人数据，掌握智能清洗机器人和清洗相关数据。其他现场智能系统均可通过GPRS/4G/5G通信方式或现场已建系统采集，如巡检无人机等。2.2新能源大数据平台新能源大数据平台是一套覆盖大数据采集、存储、清洗、挖掘建模、分析、联机查询等于一体的一站式平台。采用先进的大数据和机器学习技术，内置多种海量数据存储方案、数据处理方法和分析挖掘算法；支持结构化数据、半结构化数据和非结构化数据的采集、存储、分析挖掘、检索；提供统一的数据服务访问机制。平台采用图形化、流程化的方式进行大数据挖掘工作。数据价值的挖掘过程采用全可视化操作，使用者只需用鼠标把各种分析组件拖拽过来组装成一个个分析流程，然后点击“运行”即可获得隐藏在深处的大数据“价值”。有了该平台，使用者既不需要懂大数据技术细节也不需要懂编程技术，仅通过简单的拖拽和组装就能快速的构建出大数据分析挖掘模型，并对模型进行有效评估。新能源区域大数据平台是利用信息技术对智能设备、应用系统、运营环境、人员组织、管理环节等要素信息进行实时采集与汇聚。通过构建一套能够兼容、转换多种协议的技术产品体系，实现企业电力数据互联互通互操作。数据采集系统通过接口服务器与生产系统、ERP系统、人力资源管理系统、电力营销系统、财务共享、工程项目管理系统等业务系统进行通信，同时与外部单位接口，接收外部系统的数据文件，并通过数据采集系统将数据加载至数据仓库中或直接将实时业务解析后提供数据分析、应用系统使用。数据采集系统是源系统和工业大数据平台之间，减少了下游数据访问利用对源系统产生的影响，系统间具有松散的耦合关系。数据采集是大数据平台成功的关键，工业大数据平台实时或离线从源系统中接收数据，获取的源数据首先到达大数据平台的接口数据层进行预处理，然后经过加载、清洗、转换等环节到达整合数据层，形成大数据平台的核心数据。新能源大数据平台集成光伏电生产数据、电量数据、智能清洗数据等，并可集成生产系统、ERP系统、人力资源管理系统、电力营销系统、财务共享、工程项目等全部数据。新能源大数据平台包含数据分析功能、数据储存功能、数据清洗功能、数据转发功能以及数据接口服务功能。新能源集中管控与智慧运营中心所有数据均来自于本大数据平台。2.3集中监控功能2.2.1逆变器、汇流箱组串、电量等集中监视集中管控与智慧营运中心操作员能对各光伏电站监控对象进行监视。主要包括升压站、箱变、逆变器、汇流箱、组串运行状态和参数、运行操作的实时监视。呈现各电站的主要信息，电站的当日的实时辐照度曲线与实时功率曲线，电站当日发电量、实时总功率、实时辐照度、当月总发电量、当年总发电量等信息。系统能够提供汇集站、全局监视电站运行状态，包含线路、母线、断路器、及其他一次设备间隔关键遥测和状态数据。2.2.2集中告警功能当报警事件发生时，系统能自动监测到事件并报警。报警按照严重程度和类别进行分级分类，并可以列表、光字牌、语音等方式提供给用户，重要报警提供确认操作。具备语音报警功能，对重要设备状态变化、重要报警及重要事件实现实时中文语音播报。根据项目经验给出报警功能说明、报警分级、报警分类、报警确认、报警记录、报警方式以及报警提醒方式等功能介绍。事件及告警来源监控中心各应用系统的报警信号，事件及告警信息主要包括风电机组和升压站电气设备等报警信号，事件及告警包括非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限／复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。报警来源监控中心各应用系统的报警信号，含光伏电站电气设备等报警信号。对于数据中断的场站设备报警，显示中断数据的开始时间和结束时间等信息等详情。智慧营运中心能接受各电站的越限报警信号，响应各电站确认后上送的模拟量越限、梯度越限、开关量状变和计算机监控系统自诊断故障等各种信息；发生事故时，自动推出相应告警信息，画面闪光和变色。对随时出现的故障可进行声光和语音报警。故障报警信号设置自保持功能，在计算机屏幕上显示、闪烁，待运行人员查看处理后可手动接触。报警内容显示在最前端，便于运行人员查看报警内容。多个场站的报警信息能够集成在同一个平台进行展示。系统具备清闪功能，用于确认并清除所有报警信息的闪烁和声音报警。2.2.3集中告警功能按不同管理层级生产人员工作需要，开发建设针对性的智能报表平台，数据自动采集纠错，定时自动生成报表并上报，对于需要向外部单位报送的报表，设定标准化表单后可自动将生成后的报表发至联系人邮箱；同时实现各类报表的自动化存储管理，方便调用进行数据分析。系统提供报表制作工具，若需增加新的报表模板，只需设置相应的格式和参数，无需定制开发。报表类型包括年报、月报、季报、周报、日报等。报表处理模块实现报表属性设置、报表参数设置、报表生成、报表打印、报表修改、报表浏览等功能。系统对于常见的生产统计报表、电量统计报表、风资源统计报表、发电损失统计报表、可利用率统计报表、性能和功率曲线统计报表、风机可靠性及故障指标的统计报表、风机首发故障及故障频次统计报表、以及上报电网、上报企业集团等各类格式报表均有很好的二次开发功能，并支持自由组合报表，能够根据用户需要自定义报表。2.4智慧化应用功能针对光伏电站生产运行特点，根据新能源发电企业发展的状况和趋势，以及光伏电站运营的特点，按照新能源公司精细化管理要求，基本实现“集中监控、无人值班、少人值守”的目标要求，光伏电站智慧化应用是发展的必然趋势，夯实企业安全基础、保障安全生产稳定运行、实现精细化管理的必要手段。更是提高发电企业运行维护水平、降低人资成本、改善劳动条件、提高经济效益的有效途径。智慧光伏的解决方案，建立集中监视和智慧应用一体化平台实现、大数据中心、云平台中心和功能应用模块。平台包含全景数据和全部应用功能，利用网络化、数据化和平台化的技术方案解决光伏电站实际运营中存在的问题，并实现数据中心全生命周期的应用和业务功能扩展应用。充分利用“云计算”、“大数据”、“物联网”“移动应用”等先进技术设计系统架构及物理部署架构。保证智慧光伏项目建设的先进。一体化平台支持节点弹性扩展以便于后续规模扩张和性能升级，多节点间支持数据的冗余；体系架构采用高性能集群分布式架构的大数据处理系统，数据处理性能随节点数量的增加而线性增加，支持多节点的自动负载均衡及故障转移；系统采用先进的大数据存储技术，采集存储各业务板块的全部数据，系统支持数据重发，对于波形等数据，在网络堵塞的情况下，能够利用空闲时间进行传输，有效提高数据传输的可靠性。智慧化应用功能包括电子地图导航应用、生产经营指标分析功能、故障诊断功能、无人机巡检、积尘分析系统和智能清洗管理等功能。2.5生产管理系统生产管理系统包含两票系统、智能巡检、设备管理、值