光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型方案

1 概述
當(dāng)今世界，煤炭、石油等化石能源頻頻告急，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。而太陽能作為最具潛力的可再生能源，因其儲(chǔ)量的無限性、存在的普遍性、利用的清潔性以及實(shí)用的經(jīng)濟(jì)性，越來越被人們所青睞。大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)、積極開發(fā)太陽能，在全球范圍得到了空前重視，已成為各國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。光伏產(chǎn)業(yè)也稱太陽能電池產(chǎn)業(yè)，即利用太陽能級(jí)半導(dǎo)體電子器件吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)換為電能的產(chǎn)業(yè)。

光伏電站主要由光電池陣列、匯流箱、低壓直流柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等組成，最后產(chǎn)生的高壓交流直接并入電網(wǎng)。針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)電力參數(shù)檢測的需要，安科瑞公司推出了AGF系列光伏匯流采集裝置、PZ系列直流檢測儀表及ACR系列電力質(zhì)量分析儀，分別應(yīng)用于匯流箱、直流柜及交流柜中，并通過Acrel-3000 V8.0光伏電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后臺(tái)集中監(jiān)控。

Acrel-3000 V8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)是上海安科瑞電氣股份有限公司針對(duì)太陽能發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)的軟件平臺(tái)，可對(duì)太陽能光伏電站里的電池陣列、匯流箱、逆變器、交直流配電柜、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握電站的運(yùn)行情況，其友好的用戶界面、強(qiáng)大的分析功能、完善的故障報(bào)警確保了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。


2 光伏電站電力監(jiān)控表計(jì)
AGF系列光伏匯流采集裝置是專門應(yīng)用于智能光伏匯流箱，用于監(jiān)測光電池陣列中電池板運(yùn)行狀態(tài)，光電池電流測量，匯流箱中防雷器狀態(tài)采集、直流斷路器狀態(tài)采集、繼電器接點(diǎn)輸出，帶有風(fēng)速、溫度、輻照儀等傳感器接口，裝置帶有RS485接口可以把測量和采集到的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)上傳。

PZ系列直流檢測儀表是針對(duì)直流屏、太陽能供電、電信基站等應(yīng)用場合而設(shè)計(jì)的，該系列儀表可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。既可用于本地顯示，又能與工控設(shè)備、計(jì)算機(jī)連接，組成測控系統(tǒng)。

儀表可具有RS-485 通訊接口，采用Modbus-RTU 協(xié)議；可帶模擬量輸出、繼電器報(bào)警輸出、開關(guān)量輸入/輸出。根據(jù)不同要求，通過儀表面板按鍵，對(duì)變比、報(bào)警、通訊、開關(guān)量輸出進(jìn)行設(shè)置與控制。
3 光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)表計(jì)的選型方案

應(yīng)用場合 型號(hào) 主要功能
匯流采集 AGF 4-16路DC0-20A輸入，3路開關(guān)量輸入，4種類型模擬量信號(hào)輸入，2路繼電器輸出，防雷光電隔離，RS485/Modbus-Rtu協(xié)議，精度0.5級(jí)
直流屏 PZ72-DE 直流電壓、電流、功率、電能（正向與反向）測量；RS485/Modbus協(xié)議、LED顯示
PZ72L-DE 直流電壓、電流、功率、電能（正向與反向）測量；RS485/Modbus協(xié)議、LCD顯示
PZ300-DE 直流電壓、電流、功率、電能（正向與反向）測量；RS485/Modbus協(xié)議、LCD顯示、導(dǎo)軌式安裝
配電柜 ACR330ELH 三相I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ；四象限電能計(jì)量；THDu,THDi、HRUn/HRIn(2-31次各次諧波分量)；CF（電壓波峰系數(shù)）、THFF（電話波形因子）、KF（電流K系數(shù)）、εu(電壓不平衡度）、εi(電流不平衡度）計(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測量；RS485/Modbus、大屏幕點(diǎn)陣式LCD圖形顯示、全中文菜單

4 光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖

4.2 軟件功能
u 實(shí)時(shí)監(jiān)測太陽能電池板的電壓、電流及其運(yùn)行狀況
u 防雷器狀態(tài)、斷路器狀態(tài)采集與顯示
u 實(shí)時(shí)監(jiān)控逆變器工作狀態(tài)，監(jiān)測其故障信息
u 系統(tǒng)詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)顯示
u 故障記錄及報(bào)警
u 具有電量累計(jì)、系統(tǒng)分析、歷史記錄功能
u 簡單易用的參數(shù)設(shè)置功能
4.3 軟件界面
監(jiān)控系統(tǒng)提供功能選擇畫面，并對(duì)光伏陣列現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與顯示，如室外溫度值、濕度百分比、光照度及陣列表面溫度值等；

系統(tǒng)運(yùn)行主畫面

監(jiān)控系統(tǒng)可分區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)測各光伏陣列的充電電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息，并對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行異常顯示與報(bào)警提示；

匯流監(jiān)測系統(tǒng)畫面

逆變器監(jiān)測畫面

監(jiān)控系統(tǒng)可針對(duì)光伏發(fā)電現(xiàn)場的各種事件進(jìn)行記錄，如：通訊采集異常、開關(guān)變位、操作記錄等，時(shí)間記錄支持按類型查詢，并可對(duì)越限報(bào)警進(jìn)行更改設(shè)置；

事件記錄監(jiān)測畫面

曲線、棒圖分析畫面

注：光伏電力監(jiān)控儀表可按上述報(bào)價(jià)的70%優(yōu)惠供應(yīng)。
7 結(jié)束語
太陽能是優(yōu)秀的綠色能源，是21 世紀(jì)能源發(fā)展的方向，使用太陽能時(shí)不會(huì)帶來污染，不會(huì)排放出任何對(duì)環(huán)境不良影響的物質(zhì)，是一種清潔的能源，可以作為人類永久性的能源，取之不盡、用之不竭。利用Acrel-3000 V8.0光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)可以確保太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。該系統(tǒng)在寧遠(yuǎn)10MW光伏電站、國投敦煌10MW太陽能并網(wǎng)示范電站、西藏桑日10MW光伏電站、大唐青銅峽10MW光伏并網(wǎng)電站（一期）工程等項(xiàng)目中得到運(yùn)用。