安科瑞 劉秋霞
摘要：隨著分布式光伏電站的迅猛發(fā)展，其在日常運(yùn)維中遇到了諸多挑戰(zhàn)。為有效應(yīng)對(duì)分布式光伏電站運(yùn)維中的難題，在概述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式光伏電站智能運(yùn)維系統(tǒng)模塊構(gòu)建，包括異常監(jiān)測(cè)與告警、故障預(yù)警與預(yù)防、遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，并通過實(shí)際案例分析系統(tǒng)應(yīng)用成效，以期為分布式光伏電站的智能運(yùn)維提供參考。
關(guān)鍵詞：分布式光伏電站；智能運(yùn)維；故障診斷和預(yù)警
隨著能源需求不斷增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲，分布式光伏電站作為可再生能源的重要應(yīng)用形式迅速發(fā)展。然而，與集中式光伏電站相比，分布式光伏電站的運(yùn)維管理面臨著一系列挑戰(zhàn)，包括設(shè)備故障檢測(cè)、資源優(yōu)化利用和成本控制等。為解決這些問題，并提高分布式光伏電站的發(fā)電效率和穩(wěn)定性，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被引入分布式光伏電站的運(yùn)維管理中。然而，現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)僅對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并沒有融合數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行智能診斷。
本文通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)和智能算法，建立一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式光伏電站智能運(yùn)維系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以進(jìn)行故障診斷和預(yù)警，提供運(yùn)維決策和交互界面，使分布式光伏電站的運(yùn)維管理更加智能和*效。目前，該系統(tǒng)已在多個(gè)電站成功應(yīng)用，取得了顯著成效。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過將各種物理設(shè)備（如傳感器、執(zhí)行器和智能設(shè)備）與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通和智能化交互。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心思想是將具有*一標(biāo)識(shí)符的物品通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接、交互和管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集和分析。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)涵包括以下5個(gè)方面：①感知與識(shí)別。通過傳感器和識(shí)別設(shè)備實(shí)時(shí)獲取和感知物品或環(huán)境的信息，如溫度、濕度、位置等。②通信與互聯(lián)。利用無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)物品之間的互聯(lián)互通，以及與云平臺(tái)或其他終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸和交互。③數(shù)據(jù)采集與處理。采集物品數(shù)據(jù)并進(jìn)行整合和處理，提取有用的信息，并進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。④智能決策與控制?；跀?shù)據(jù)分析和人工智能算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能決策與控制，使其能夠根據(jù)環(huán)境變化和需求做出響應(yīng)和調(diào)整。⑤應(yīng)用與服務(wù)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如智能家居、智慧城市、工業(yè)自動(dòng)化等，提供各種智能化的應(yīng)用和服務(wù)。
2.1異常監(jiān)測(cè)與告警
分布式光伏電站由于地理位置多變、電網(wǎng)波動(dòng)較大、整體運(yùn)維能力較弱等原因，頻繁出現(xiàn)設(shè)備停機(jī)、低效運(yùn)行、散熱異常等問題。智能運(yùn)維系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，利用多維數(shù)據(jù)融合提取異常特征，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)或自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模型規(guī)則引擎，對(duì)光伏電站設(shè)備的異常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，*準(zhǔn)*效定位故障設(shè)備，解耦一些深度耦合的場(chǎng)景，并精細(xì)化識(shí)別故障類型，有效指導(dǎo)實(shí)際運(yùn)維。
以組串設(shè)備異常診斷為例，智能運(yùn)維系統(tǒng)獲取設(shè)備物聯(lián)數(shù)據(jù)，如電流、氣象、地理位置、光資源等數(shù)據(jù)，如圖1所示，并利用多維數(shù)據(jù)融合提取設(shè)備運(yùn)行特征，如圖2所示，進(jìn)而建立異常定位模型，再通過故障分類模型，精細(xì)化識(shí)別故障類型。還可通過電站設(shè)備畫像進(jìn)行低效模型反校驗(yàn)，提高診斷準(zhǔn)確性，基于機(jī)器學(xué)習(xí)或自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模型規(guī)則引擎的異常診斷模型如圖3所示。
2.2故障預(yù)警與預(yù)防
通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，可以幫助光伏電站實(shí)現(xiàn)更加智能化的運(yùn)維管理，圖4為基于參數(shù)優(yōu)化的支持向量機(jī)（SVM）狀態(tài)預(yù)警算法模型。通過分析設(shè)備的運(yùn)行趨勢(shì)、參數(shù)變化等信息，智能運(yùn)維系統(tǒng)可以識(shí)別和預(yù)測(cè)潛在的故障和問題。運(yùn)維人員能夠根據(jù)這些預(yù)測(cè)結(jié)果，提前采取相應(yīng)的預(yù)防措施，如定期維護(hù)、更換可能出現(xiàn)問題的部件，從而降低故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。通過預(yù)防性維護(hù)，可以減少設(shè)備的停機(jī)次數(shù)、提高設(shè)備的可靠性，保證光伏電站穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，預(yù)防性維護(hù)還能幫助運(yùn)維人員更有效地安排工作計(jì)劃和資源，提高運(yùn)維效率和降低成本。
2.3遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理
借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)維人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控光伏電站的各個(gè)設(shè)備和參數(shù)，隨時(shí)了解電站的運(yùn)行情況，從而提高運(yùn)維效率和反應(yīng)速度。運(yùn)維人員可以通過遠(yuǎn)程管理界面實(shí)時(shí)查看各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)、能源產(chǎn)量、溫度、電壓等關(guān)鍵參數(shù)，并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，以快速發(fā)現(xiàn)異常和潛在問題。一旦出現(xiàn)異常，智能運(yùn)維系統(tǒng)可通過短信、郵件或應(yīng)用程序通知向運(yùn)維人員推送報(bào)警信息，便于及時(shí)采取必要的措施。此外，利用遠(yuǎn)程管理界面，運(yùn)維人員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作，如調(diào)節(jié)設(shè)備的輸出功率或重新啟動(dòng)系統(tǒng)等，以解決一些簡(jiǎn)單的問題，這大幅減少了運(yùn)維人員的出勤次數(shù)，提高了運(yùn)維效率，同時(shí)降低運(yùn)維成本。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)維人員還可以進(jìn)行更加智能化的工作計(jì)劃和排程管理。同時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控還能支持團(tuán)隊(duì)協(xié)作，運(yùn)維人員可以共享監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和報(bào)警信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)商和制定解決方案。
某地區(qū)建設(shè)了一座分布式光伏電站，并應(yīng)用了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能運(yùn)維系統(tǒng)，如圖5所示。為每個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)配備了多個(gè)傳感器，用于環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)（如溫度、濕度、輻照度等）以及設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)（如逆變器的工作溫度、輸電線路的電流等）。這些傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)與**控制服務(wù)器相連，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苓\(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。通過大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，智能運(yùn)維系統(tǒng)能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)潛在的故障和異常，同時(shí)還可以對(duì)發(fā)電設(shè)備的性能進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到故障或異常情況時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警信息給運(yùn)維人員，并提供詳細(xì)的故障診斷結(jié)果和修復(fù)建議。運(yùn)維人員可以遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)，查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和故障詳情，遠(yuǎn)程操作和控制設(shè)備。此外，智能運(yùn)維系統(tǒng)還具備故障數(shù)據(jù)存檔和歷史記錄功能，運(yùn)維人員可以通過系統(tǒng)界面查看設(shè)備的維護(hù)歷史和故障原因分析，為日后的維護(hù)工作提供參考。
4.1平臺(tái)概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的**經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電站運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
4.2平臺(tái)適用場(chǎng)合
系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。
4.3系統(tǒng)架構(gòu)
本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：
圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式
5.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電站及總體負(fù)荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。
圖1系統(tǒng)主界面
子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。
5.1.1光伏界面
圖2光伏系統(tǒng)界面
本界面用來展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
5.1.2儲(chǔ)能界面
圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)界面
本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面
本界面主要用來展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。
圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。
圖7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對(duì)PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖10儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對(duì)BMS狀態(tài)信息，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。
圖11儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。
5.1.3風(fēng)電界面
圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
5.1.4充電站界面
圖13充電站界面
本界面用來展示對(duì)充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。
5.1.5視頻監(jiān)控界面
圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面
本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。
5.1.6發(fā)電預(yù)測(cè)
系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
圖15光伏預(yù)測(cè)界面
5.1.7策略配置
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。
具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)能柜數(shù)量、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整，同時(shí)支持定制化需求。
圖16策略配置界面
5.1.8運(yùn)行報(bào)表
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時(shí)段電量等。
圖17運(yùn)行報(bào)表
5.1.9實(shí)時(shí)報(bào)警
應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。
圖18實(shí)時(shí)告警
5.1.10歷史事件查詢
應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
圖19歷史事件查詢
5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。
1）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電流值；
2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率；應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電流含有率；
3）電壓波動(dòng)與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(zhǎng)閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線、短閃變曲線和長(zhǎng)閃變曲線；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；
4）功率與電能計(jì)量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素；應(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線，包括日有功負(fù)荷曲線（折線型）和年有功負(fù)荷曲線（折線型）；
5）電壓暫態(tài)監(jiān)測(cè)：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。
7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)（動(dòng)作或返回）、波形號(hào)、越限值、故障持續(xù)時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。
圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
5.1.12遙控功能
應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。
圖21遙控功能
5.1.13曲線查詢
應(yīng)可在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。
圖22曲線查詢
5.1.14統(tǒng)計(jì)報(bào)表
具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。對(duì)微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析；具備對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時(shí)間、年停電次數(shù)等分析；具備對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
圖23統(tǒng)計(jì)報(bào)表
5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/span>
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)?，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。
5.1.16通信管理
可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
圖25通信管理
5.1.17用戶權(quán)限管理
應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作，運(yùn)行參數(shù)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶權(quán)限
5.1.18故障錄波
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形，總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開關(guān)量波形。
圖27故障錄波
5.1.19事故追憶
可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù)，包括開關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
用戶可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故前*個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶隨意修改。
5.2硬件及其配套產(chǎn)品
序號(hào) | 設(shè)備 | 型號(hào) | 圖片 | 說明 |
1 | 能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000MG |
| 內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，由通信管理機(jī)、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計(jì)劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等 |
2 | 顯示器 | 25.1英寸液晶顯示器 |
| 系統(tǒng)軟件顯示載體 |
3 | UPS電源 | UPS2000-A-2-KTTS |
| 為監(jiān)控主機(jī)提供后備電源 |
4 | 打印機(jī) | HP108AA4 |
| 用以打印操作記錄，參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復(fù)限，系統(tǒng)事故，設(shè)備故障，保護(hù)運(yùn)行等記錄，以召喚打印為主要方式 |
5 | 音箱 | R19U |
| 播放報(bào)警事件信息 |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) | D-LINKDES-1016A16 |
| 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)解決了通信實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問題 |
7 | GPS時(shí)鐘 | ATS1200GB |
| 利用gps同步衛(wèi)星信號(hào)，接收1pps和串口時(shí)間信息，將本地的時(shí)鐘和gps衛(wèi)星上面的時(shí)間進(jìn)行同步 |
8 | 交流計(jì)量電表 | AMC96L-E4/KC |
| 電力參數(shù)測(cè)量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量、 四象限電能計(jì)量、諧波分析以及電能監(jiān)測(cè)和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)斷路器開關(guān)的"遜信“和“遙控"的功能 |
9 | 直流計(jì)量電表 | PZ96L-DE |
| 可測(cè)量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能?？蓭S485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入/輸出等功能 |
10 | 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè) | APView500 |
| 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諾波等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件,定位擾動(dòng)源。 |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS |
| 防孤島保護(hù)裝置，當(dāng)外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接 |
12 | 箱變測(cè)控裝置 | AM6-PWC |
| 置針對(duì)光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能升壓變不同要求研發(fā)的集保護(hù)，測(cè)控，通訊一體化裝置，具備保護(hù)、通信管理機(jī)功能、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)功能的測(cè)控裝置 |
13 | 通信管理機(jī) | ANet-2E851 |
| 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算等多項(xiàng)功能:實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可多路上送平臺(tái)據(jù): |
14 | 串口服務(wù)器 | Aport |
| 功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調(diào)的開關(guān)，調(diào)溫，及完*斷電(二次開關(guān)實(shí)現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個(gè)空開信號(hào) 3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設(shè)備 |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 |
| 1)反饋各個(gè)設(shè)備狀態(tài)，將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器: 讀消防VO信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī)、事件上報(bào)等) 2)采集水浸傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)3)給到上層(水浸信號(hào)事件上報(bào)) 4)讀取門禁程傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā) |
通過充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以提高光伏電站的整體效益、穩(wěn)定性和可持續(xù)性，降低維護(hù)成本和人力資源消耗。智能運(yùn)維系統(tǒng)將推動(dòng)光伏電站數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為可再生能源行業(yè)的發(fā)展和能源轉(zhuǎn)型做出積極貢獻(xiàn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍擴(kuò)大，相信分布式光伏電站智能運(yùn)維系統(tǒng)將在未來取得更多突破和創(chuàng)新，為光伏電站的管理和運(yùn)維提供更加*面、*效的解決方案。
【1】于恬.分布式光伏電站運(yùn)維管理與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)工業(yè) A，2023（4）：38-41.
【2】張程博.大數(shù)據(jù)技術(shù)下光伏電站運(yùn)維系統(tǒng)研究[J].電力系統(tǒng)裝備，2023（1）：127-129.
【3】付蓉.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站運(yùn)維系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電子制作，2022，30（12）：75-77.
【4】劉志其，李 博，任大磊，孫 昭.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式光伏電站智能運(yùn)維系統(tǒng)
【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.
