1、監(jiān)控對(duì)象及外接系統(tǒng)
1.1、監(jiān)控對(duì)象為光伏電站所屬：
1.1.1、逆變器
1.1.2、箱變
1.1.3、其他輔助設(shè)備
1.1.4、升壓站設(shè)備
1.2、主要外接系統(tǒng) ：
1.2.1、上級(jí)管理部門(mén)，如省級(jí)調(diào)度系統(tǒng)
1.2.2、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
2、系統(tǒng)構(gòu)成
2.1、逆變器主控系統(tǒng)
并網(wǎng)逆變器是光伏電站中重要的電氣設(shè)備，同時(shí)也是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心設(shè)備。逆變器將光伏方陣產(chǎn)生的直流電（DC）逆變?yōu)槿嗾医涣麟姡ˋC），輸出符合電網(wǎng)要求的電能。逆變器是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，其效率指標(biāo)等電氣性能參數(shù)，將直接影響電站系統(tǒng)發(fā)電量。逆變器監(jiān)控系統(tǒng)是將逆變器所有數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)光纜傳入光伏電站后臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)。
2.2、升壓站監(jiān)控系統(tǒng)
變電站要求以計(jì)算機(jī)站控系統(tǒng)為核心，對(duì)整個(gè)變電站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，遙信，遙控，遙調(diào)功能。系統(tǒng)可以根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式的要求，實(shí)現(xiàn)各種閉環(huán)控制功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)全部的一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制、記錄和報(bào)警功能，并與保護(hù)設(shè)備和遠(yuǎn)方控制中心通訊，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化。光伏電站通訊層采用工業(yè)光纖以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。綜合自動(dòng)化根據(jù)需要也可采用雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)。升壓站通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)與相關(guān)調(diào)度系統(tǒng)的信息交換。
2.3、箱變控制系統(tǒng)
光伏發(fā)電作為可再生能源的主要利用形式，所建成的光伏電站具有其自身的特殊性。最顯著的就是發(fā)電單元布置較為分散且數(shù)量眾多，距離集中升壓變電所位置較遠(yuǎn)，需就地經(jīng)升壓變電站升壓后傳送至集中升壓變電所。因此箱式變電站作為升壓輸電的重要設(shè)備，其安全可靠、節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行維護(hù)等綜合性能對(duì)提升光伏電成套裝備的整體技術(shù)指標(biāo)尤其重要。因此，在普通箱式變電站的基礎(chǔ)上還增加了智能化功能，對(duì)高低壓設(shè)備配備相應(yīng)的傳感裝置，利用穩(wěn)定可靠的測(cè)控裝置將電氣一次、二次信息、逆變器控制信息納入集中監(jiān)控系統(tǒng)中，減少日常維護(hù)成本，提高光伏電站的自動(dòng)化管理水平及運(yùn)行可靠性。信號(hào)可通過(guò)光纖或PLC的方式傳入。
2.4、系統(tǒng)接入（SVG）
SVG是一種用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能對(duì)大小變化的無(wú)功進(jìn)行快速和連續(xù)的補(bǔ)償，其應(yīng)用可克服LC補(bǔ)償器等傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償器響應(yīng)速度慢、補(bǔ)償效果不能精確控制、容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩等缺點(diǎn)，顯著提升光伏電站接入點(diǎn)的電網(wǎng)穩(wěn)定性及安全性。其基本原理是指將自換相橋式電路通過(guò)電抗器直接并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?br />
2.5、氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)
氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)，收集到的光伏電站所屬區(qū)域的氣象預(yù)報(bào)信息，對(duì)于可能到來(lái)的災(zāi)害性天氣，制定各種氣候條件下的防災(zāi)預(yù)案，以保證光伏電站的安全運(yùn)行、減少災(zāi)害損失。 同時(shí)，氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)還可對(duì)制定光伏電站在未來(lái)時(shí)段的生產(chǎn)計(jì)劃，合理地安排人員調(diào)配和設(shè)備檢修計(jì)劃提供支持。
2.6、安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)
??? 圖像監(jiān)控系統(tǒng)是一種全天候、全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)施，使運(yùn)行調(diào)度人員擴(kuò)大觀察視野，隨時(shí)掌握光伏電站設(shè)備運(yùn)行、安全防范等實(shí)時(shí)情況，并可同時(shí)對(duì)每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，以便進(jìn)行事故預(yù)防與分析。為提高企業(yè)運(yùn)行管理水平，適應(yīng)電站“無(wú)人值班、少人值守”的運(yùn)行管理方式，圖像監(jiān)控系統(tǒng)將作為一種現(xiàn)代化的監(jiān)視手段，為光伏電站內(nèi)各項(xiàng)生產(chǎn)設(shè)施的安全運(yùn)行提供保障手段。
3、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
3.1、系統(tǒng)功能
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬光伏電站生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制等，并滿足上級(jí)調(diào)度部門(mén)通過(guò)本系統(tǒng)所屬各光伏電站實(shí)現(xiàn)四遙（遙信、遙測(cè)、遙調(diào)和遙控）的功能。
3.1.1、數(shù)據(jù)采集及處理
3.1.1.1、數(shù)據(jù)采集功能
接收各光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上送的逆變器及其輔助設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、報(bào)警代碼等信息；
接收各光伏電站升壓站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上送的升壓站設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；
采集各光伏電站關(guān)口電能計(jì)量表計(jì)上送的實(shí)時(shí)電能量數(shù)據(jù)；
接收操作員手動(dòng)登錄的數(shù)據(jù)信息。
3.1.1.2、數(shù)據(jù)處理功能
對(duì)接收的各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行可用性檢查 ；
生成數(shù)據(jù)庫(kù) ；
對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警處理，生成各類(lèi)報(bào)警記錄，并能進(jìn)行聲光報(bào)警以及電話或短信提示 ；
生成歷史數(shù)據(jù)記錄 ；
生成各類(lèi)運(yùn)行報(bào)表 ；
生成各類(lèi)曲線圖表 ；
具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)能力，匯總逆變器運(yùn)行時(shí)間、有功、無(wú)功、可用功率、電量累計(jì)、統(tǒng)計(jì)與分析，設(shè)備故障報(bào)警統(tǒng)計(jì)與分析等。
具有事件順序記錄的處理能力 。
3.1.1.3、安全監(jiān)視功能
安全監(jiān)視是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能之一。正常運(yùn)行時(shí)，值班人員可通過(guò)系統(tǒng)的人機(jī)聯(lián)系手段，對(duì)所屬光伏電站各類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視管理。安全監(jiān)視對(duì)象包括：
3.1.1.3.1、逆變器及其輔助設(shè)備、升壓站設(shè)備等的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、運(yùn)行操作的實(shí)時(shí)監(jiān)視。包括系統(tǒng)電壓監(jiān)視、發(fā)電監(jiān)視、負(fù)荷監(jiān)視、輸電線潮流監(jiān)視、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等。
3.1.1.3.2、各光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行方式及系統(tǒng)軟、硬件運(yùn)行狀況監(jiān)視。
3.1.1.3.3、光伏電站其它運(yùn)行信息的監(jiān)視
3.1.1.4、畫(huà)面顯示
通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)顯示光伏電站各種信息畫(huà)面，顯示內(nèi)容主要包括全部逆變器的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)電量，設(shè)備的溫度等參數(shù)，各測(cè)量值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，各種報(bào)警信息，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的狀態(tài)信息。
3.1.1.5、報(bào)警及記錄
當(dāng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變更或參數(shù)超越設(shè)定值等情況發(fā)生時(shí)，對(duì)發(fā)生的異常情況進(jìn)行記錄，并發(fā)出聲光及語(yǔ)音報(bào)警，及時(shí)報(bào)告運(yùn)行人員，并可通過(guò)電話向場(chǎng)外人員報(bào)警。
3.1.1.5.1、事件順序記錄
事件順序記錄量包括斷路器狀態(tài)、重要繼電保護(hù)信號(hào)等。
當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)收到各光伏電站的SOE記錄時(shí)（主要是升壓站斷路器及重要的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)），系統(tǒng)立即按事件發(fā)生的時(shí)間（年/月/日/時(shí)/分/秒/毫秒）順序予以記錄。自動(dòng)顯示報(bào)警語(yǔ)句，指明事件名稱及性質(zhì)，啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能將各光伏電站主要設(shè)備的動(dòng)作情況按其發(fā)生的先后順序分別記錄下來(lái)，以便查詢與分析。
3.1.1.5.2、故障及狀態(tài)記錄
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采集各光伏電站的各種重要的故障及狀態(tài)信號(hào)，一旦發(fā)生狀態(tài)改變將記錄并顯示故障名稱及其發(fā)生時(shí)間。
3.1.1.5.3、參數(shù)越限報(bào)警與記錄
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的某些重要參數(shù)及計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行范圍監(jiān)視，當(dāng)這些參數(shù)量值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的限制范圍時(shí)，產(chǎn)生越限報(bào)警，并進(jìn)行自動(dòng)顯示和記錄。
3.1.1.5.4、語(yǔ)音報(bào)警、電話自動(dòng)報(bào)警及查詢
光伏電站及遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)值班人員可對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)置、定義發(fā)生哪些事故時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)需要進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警和電話自動(dòng)報(bào)警，若需要電話自動(dòng)報(bào)警時(shí)可順序設(shè)置若干個(gè)電話號(hào)碼或手機(jī)號(hào)碼，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)設(shè)置情況發(fā)出聲光、語(yǔ)音報(bào)警信息，并自動(dòng)啟動(dòng)電話和傳呼系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警；系統(tǒng)還提供電話查詢功能，可通過(guò)電話查詢當(dāng)前電站設(shè)備運(yùn)行情況。
3.1.1.5.5、電氣主設(shè)備動(dòng)作及運(yùn)行記錄
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)各光伏電站主要電氣設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)和運(yùn)行時(shí)數(shù)等加以統(tǒng)計(jì)和記錄，以便考核并合理安排運(yùn)行和檢修計(jì)劃，包括逆變器運(yùn)行時(shí)數(shù)、斷路器的合閘次數(shù)、正常跳閘次數(shù)、事故跳閘次數(shù)等。
3.1.1.5.6、操作記錄
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)各種操作進(jìn)行記錄，其中包括逆變器狀態(tài)變化，斷路器和隔離刀閘的合、跳閘，主變中性點(diǎn)刀閘的分、合等操作的記錄。
3.1.1.5.7、運(yùn)行日志及報(bào)表
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能按照值班人員的管理和要求生成和打印運(yùn)行日志和報(bào)表，包括電氣量參數(shù)報(bào)表，非電氣量參數(shù)報(bào)表，發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表，綜合統(tǒng)計(jì)表等。報(bào)表打印方式有定時(shí)自動(dòng)打印、隨機(jī)召喚打印等。
3.1.1.6控制功能
3.1.1.6.1、光伏電站控制系統(tǒng)層次
光伏電站控制系統(tǒng)采用分層分布式體系結(jié)構(gòu),整個(gè)控制系統(tǒng)分為三層:
現(xiàn)地控制層：布置在逆變器控制箱/柜/室內(nèi)，就地控制和了解器件的運(yùn)行和操作，并將有關(guān)數(shù)據(jù)傳送到中央控制室。
廠站監(jiān)控層：在光伏電站中央控制室內(nèi)設(shè)置有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，在光伏電站中央控制室內(nèi)，能對(duì)光伏電站所有器件及送變電設(shè)備進(jìn)行集中控制。
遠(yuǎn)方監(jiān)控層：根據(jù)需要布置在遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心，遠(yuǎn)方監(jiān)控中心可以通過(guò)廣域通訊網(wǎng)絡(luò)與各光伏電站中央控制室主機(jī)進(jìn)行通信，對(duì)光伏電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
3.1.1.6.2、控制方式設(shè)置
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式適用于對(duì)光伏電站設(shè)備的控制與操作，包括自動(dòng)和操作員手動(dòng)控制，分為“遠(yuǎn)程監(jiān)控”和“光伏電站監(jiān)控”兩種方式，該控制方式的切換按各光伏電站分別進(jìn)行。
當(dāng)某個(gè)光伏電站處于“遠(yuǎn)程監(jiān)控”方式時(shí)，由光伏電站及遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)操作員通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)光伏電站設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)控制和安全監(jiān)視，光伏電站操作員只能監(jiān)視本光伏電站設(shè)備的運(yùn)行狀況，不能進(jìn)行控制操作；當(dāng)某光伏電站處于“光伏電站監(jiān)控”方式時(shí)，該光伏電站設(shè)備僅受本光伏電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)控制，不接受遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的控制命令。
控制方式的切換由光伏電站操作員或光伏電站及遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)操作員進(jìn)行，切換權(quán)限按光伏電站、光伏電站及遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的順序由高到低排列。
3.1.1.6.3、控制操作
當(dāng)光伏電站處于“遠(yuǎn)程監(jiān)控”控制方式時(shí)，光伏電站及遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)操作員可通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)光伏電站升壓站設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制，控制操作包括：斷路器的投、切，隔離刀閘的合、分等。
3.1.1.7、電能計(jì)量管理
設(shè)置電能計(jì)量數(shù)據(jù)服務(wù)器，采集各光伏電站關(guān)口計(jì)量表計(jì)上送的電能量數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、處理及綜合分析，對(duì)電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表及存儲(chǔ)，以便為相關(guān)部門(mén)提供運(yùn)營(yíng)、電力市場(chǎng)交易及公司考核管理提供所需的信息。
3.1.1.8操作權(quán)限管理
具有操作權(quán)限等級(jí)管理功能，當(dāng)輸入正確操作口令和監(jiān)護(hù)口令才有權(quán)限進(jìn)行操作控制，參數(shù)修改，并將信息給予記錄。并具有記錄操作修改人，操作內(nèi)容的功能。
3.2、系統(tǒng)通信
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有與光伏電站光伏發(fā)電機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信功能，采集光伏電站逆變器的運(yùn)行信息，并對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視。
采集升壓站設(shè)備的運(yùn)行信息及保護(hù)裝置動(dòng)作信息，并可對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制操作。
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)正向物理隔離裝置與綜合管理信息系統(tǒng)接口，以便向綜合管理信息系統(tǒng)傳送光伏電站生產(chǎn)運(yùn)行信息。
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有與GPS時(shí)鐘同步裝置的通信功能，接收GPS時(shí)鐘同步裝置的對(duì)時(shí)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)鐘同步。
3.3、系統(tǒng)診斷
為提高系統(tǒng)的可利用率和可維護(hù)性，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)提供完備的診斷功能。對(duì)于計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備、人機(jī)接口、通信接口及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)，診斷軟件能進(jìn)行周期性診斷、請(qǐng)求診斷和離線診斷。系統(tǒng)在線診斷時(shí)，不影響系統(tǒng)的監(jiān)控功能。
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