光伏電站監控系統處理方案

引言

煤炭、石油等化石能源頻頻告急，環境污染問題

日益嚴峻，而太陽能作為最具潛力的可再生能源，

因其儲量日勺無限性、存在的普遍性、運用日勺清潔性

以及實用的經濟性，越來越被人們所青睞。大力發

展光伏產業、積極開發太陽能，在全球范圍得到了

空前重視，已成為各國可持續發展戰略日勺重要構成

部分。光伏產業也稱太陽能電池產業，即運用太陽

能級半導體電子器件吸取太陽光輻射能，并使之轉

換為電能的產業。浙江正泰太陽能科技有限企業將

最新歐I自動化技術應用于光伏電站，推出

AstroWeb2023光伏電站監控系統。

L總述

光伏電站重要由光電池陣列、匯流箱、低壓直流

柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等構成，最

終產生日勺高壓交流直接并入電網。針對每個環節電

力參數檢測時需要，浙江正泰太陽能科技有限企業

推出針對光伏電站監控日勺AstroWeb2023光伏電站

監控系統，實現對分布在不一樣區域日勺光伏發電站

時監控。AstroWeb2023光伏電站監控系統可對太

陽能光伏電站里的電池陣列、匯流箱、逆變器、交

直流配電柜、太陽跟蹤控制系統等設備進行實時監

測和控制，提供設備數據采集、解析、處理、事件

產生、存儲，并通過多種樣式日勺圖表、趨勢、報表

展現電站的運行狀況，保證客戶遠程對電站數據時

監控需求。其友好的顧客界面、強大的分析功能、

完善日勺故障報警保證了太陽能光伏發電系統的完全

可靠和穩定運行。

光伏電站重要由光電池陣列、匯流箱、低壓直流

柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等構成，最

終產生的高壓交流直接并入電網。針對光伏電站整

體監控歐I需要，正泰太陽能企業推的I了AstroWeb

2023光伏電力監控系統實現了對光伏電站的監測與

控制。

2.監控系統構架

全球監控中心

區域監控中心區域監控中心

（浙江）（寧夏）

光伏電站監控系統采用分級分布式構造配置,

系統由就地監控子站、區域監控中心和全球監控

中心構成。就地監控子站位于光伏發電站現場。

區域監控中心以省為單位，位于省會都市或者光

伏電站比較集中的市縣。全球監控中心設在杭州

企業總部。

備監測及環境控制等功能。

通訊服務器：將光伏電站數據轉換為原則協議信

號(IEC60870-104/MODBUS-TCP),通過不一樣通訊

方式傳送到區域監控或全球監控中心。

設備清單

序數品

用途型號規格備注

號1量牌

就地DEL

DELL就地

1監控主流配置1L/I

T110監控

主機BM

通訊DEL

DELL通訊

2服務主流配置1L/I

T110監控

帑BM

16個

網關RS232/485串Chi協議

31

RTU口，4個以太tic轉換

網接口

16個I/O模

塊，支持信號模擬

數采Chi

4RTU100萬能輸入，1量采

RTUtic

RS485接口,集

Modbus-RTU

協議。

TP-

網絡16LIN

TL-SG1

5互換口，100M/1001K/D組網

016DT

機0M自適應LIN

K

2）數據采集RTU簡介

數采RTU采用浙江正泰中自企業的RTU100產

品，RTU100是浙江正泰中自控制工程有限企業在

DCS系統技術創新基礎上，結合豐富的系統集成與

工程應用經驗，通過持續改善與完善，推出的穩定

可靠、先進實用、友好開放的新型RTU組件。它可

實現對工業現場信號的采集和對現場設備日勺控制。

該產品采用了模塊化構造設計，系統基于RS-485網

絡接口，配以功能單元、功能模塊和I/O模塊，實

現各部分協調工作和數據輸入輸出。該產品支持通

用模擬量輸入（AI）、模擬量輸出（A0）、數字量輸

入（DI）、數字量輸出（DO）以及計頻率計數（PI）。

通過原則Modbus-RTU協議很輕易與主控制器或上

位機構成網絡控制系統，實現數據采集或集散控制。

圖4.2數采RTU構造圖

數采RTU100技術指標：

分

項目指標

類

控控制模式當地/遠程

制控制運算報警及越限控制

方

式

AI誤差±0.1%F.S.

A0誤差±0.15%F.S.

相

時間次序

記錄(SOE)

度1ms

時間辨別

率

抗

模干

AI共

dB

干2120

制比

擾擾克

模干

能AI串

B

260d

制比

力擾克

00V

@5

20MQ

阻抗

隔離

可選

電源

冗余

熱插

模塊

是

拔

持

A0保

電）

不掉

系統

是（

無端

平均

可

OOOh

^lOO

行時

障運

罪

BF

間MT

性

維修

平均

n

W5mi

MTTR

時間

可運

系統

95%

>99.

用率

實

ms

量50

數字

期

描周

時掃

0ms

量10

模擬

性

總線

機靈

網

bps

19.2k

Bus

Smart

絡

速率

通訊

性

能RS485通訊ModbusRTU,1200-38400bps

接口

AI輸入阻

電壓10MQ；電流250Q

抗

750Q?4?20mA

A0負載

1000Q@0-10mA

輸

DI輸入阻

入>6.8kQ

抗

軸

DO最大負100mA@24VDC（晶體管）

出

載能力5A@250VAC（繼電器隔離）;

特

PI頻率0?30KHz；辨別率：±lHz

性

I/O通道配

20mA,24±2VDC

電輸出

過壓及過

有

流保護

電輸入電源5VDC/1A,24VDC/1.5A

源指標

參

數

環工作溫度0?55℃

境存儲運送

-20-70℃

條溫度

件工作濕度10?85%RH,無凝結

存儲運送

W93%RH(40℃)

濕度

大氣壓力86?106kPa

機外形尺寸

械(LXWX

324mmX204mmX160mm

構H)

造

網關RTU是一種提供數據通訊服務、協議轉換、

流量監控、報警、GPS對時等功能于一體的I通訊互

換設備。它采用目前工業控制系統成熟的技術平臺:

嵌入式高性能處理器及嵌入式操作系統、智能通訊

冗余技術、現場總線技術、端口保護技術等。實現

智能配電監控系統中的監控計算機與對現場設備的I

雙向數據傳播，配合工業自動化組態監控軟件完畢

配電系統的I實時數據采集、開關狀態、遠程控制以

及集中管理。

圖4.3網關RTU外形圖

智能網關服務器外形支持原則日勺19寸機架安裝、

桌面安裝，提供多達16個RS-232/422/485串口設備

聯網,4個以太網接口可以通過軟件配置提供從機、

主機、互換以及冗余功能。提供LCD液晶屏和鍵盤

作為人機交互設備，用以配置通訊參數以及數據流

量監視。

網關RTU技術指標

名參數指標備注

稱

中X86高性能嵌入式處理器，最大128M內

央300MHz存，1GBDOC

處

理

單

以4口10/100BaseT自適應以可由軟件設定

太太網為master/slave

網網絡協議：TCP/IP>UDP

接

串?8口隔離RS232/485/422可由軟件設定

行?數據位：5,6,7,8為

接?校驗：master/slave/,

口None/Even/Odd/Space/Mark每個端口可以

?停止位：1,1.5,2通過軟件配置

?流控：RTS/CTS,Xon/Xoff或鍵盤設置為

?速度：1200-460800bpsRS232、RS485

?信號端15KVESD或RS422o

?隔離電壓2KV

?1KV(level2)浪涌保護

?形式：RJ45

?網絡協議：Modbus-RTU

人?16*2字符點陣LCD屏用于設置以太

機?每通道通訊狀態LED指示網口IP地址和

界燈串口通訊參數，

面查詢通信流量

鍵?4鍵監控、通訊狀態

盤等

電?85?265VAC,47?63Hz

源?110?370VDC

輸

入

電25W

源

功

耗

工-20?55℃

作

溫

度

工5-95%

作

濕

度

儲-20?85℃

存

溫

度

儲5?95%

存

濕

度

外19英寸原則機架安裝，高度

形1U

構

造

安可選前后安裝或臺式放置

裝

方

式

外440(L)X215(W)X44.2(H)不含固定支架

形mm

尺

寸

3）監控計算機監視功能

日照幅射

3.1）光伏電站配電電氣構造監控

通過對電站內一次及二次配電網絡狀態日勺監控,

理解電站內各電氣設備的運行狀況及狀態，并對電

站的I并網狀態、有/無功功率流向狀況等進行實時監

控。

3.2）光伏組件分布監控

可以根據匯流箱采集數據顯示各個光伏方陣的輸

出功率，定位異常光伏組件。

3.3）逆變器監控

逆變器重要監測指標包括：

來直流電壓、直流電流、直流功率

來交流電壓、交流電流

*逆變器內溫度、時鐘

來頻率、功率因數、目前發電功率

米日發電量、累積發電量、累積C02減排量

來電網電壓過高、電網電壓過低

來電網頻率過高、電網頻率過低

來直流電壓過高、直流電壓過低

,器過熱、逆變器里t

來逆變器過載、逆

來散熱器過熱

來逆變器孤島

來DSP故障、通訊故障等

AstroWEB光伏電站監控系統

全域q控中心>電出劃M>財比分析》歷史數**?>

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6次■修

優右：AHas9arrA：20I0?T?I，I4::s

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功率：MKI

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開，*畏：開機

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9日*電?：tOOkfX201058102000■網戲限

日啟充電?：250W￥20105510S000京過?壓電?

1U+1I電小時0I10004

3.4）匯流箱監控

匯流箱重要監測指標包括:

來光伏組串輸出直流電壓、輸出直流電流、輸

出直流功率

*各路輸入總發電功率、總發電量

來匯流箱輸出電流、匯流箱輸出電壓

輸出功率

來電流監測允差報警

*傳播電纜/短路故障告警

*空氣開關狀態、故障信息等

3.5）直流配電柜監控

直流配電柜重要監測指標包

*進線相電壓

東進線相電流

來母線開關狀態

來防雷器狀態

來之路電流等

3.6）交流配電柜監控

交流配電柜重要監測指標包括：

*光伏發電總輸出有功功率、無功、

*功率因數、電壓、電流

來斷路器故障信息、防雷器狀態信息萼

3.7）環境參數監控

環境參數重要監測指標包括

*日照輻射

來風速、風向

*環境溫度

*太陽能電池板溫度等

3.8）升壓變壓器監控

升壓變壓器重要監測指標包括:

*高壓保護動作信號、保護殳

來變壓器重瓦斯跳閘

來超溫跳閘、變壓器油溫高報警信號

來壓力釋放掉閘信號

來低壓電源控制信號

米斷路器故障跳閘信號

來熔斷器熔斷信號

來負荷開關合閘信號、負荷開關分閘信號

來接地刀位置等

3.9）饋線間隔圖

來饋線開關刀閘位置

*饋線保護信號

來電壓、電流、有'無功功率、功率因數

來測控保護裝置故障信號、通訊中斷信號等、

3.10）站內生產監控圖

來溫度控制系統：控制空調時開關調整，控制

設備的溫度在正常工作范圍內。

來安保防護系統：監視控制各處門禁系統。

興火災防護系統：通過安裝煙霧、溫度傳感器

監視火災時發生，并采用對應措施。

來視頻圖像監視：圖像監視各生產設備的工作

狀況，如監視光伏組件表面的積雪、積塵狀

況。

3.11）系統智能設備運行工況圖：監控系統拓撲

構造，各智能設備通訊狀況展示。

3.12）全站告警光子牌圖

各單元間隔的告警光子牌匯總，集中監視全站

設備工作狀態。

3.13）告警信息簡報

告警信息集中展示，內容包括告警內容描述、

告警等級、告警時間、與否復歸、與否確認等。

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3.14）數據查詢檢索：

可以按不一樣條件（時間、設備、描述匹配等）

進行告警信息的進行分類檢索、顯示和打印輸

出。

3.15）報表圖形功能

根據運行需求配置多種應用圖形報表，如：各

發電設備功率日、周、月、季、年報表圖形，

設備工作時間和運行狀態記錄，環境參數記錄,

自定義圖形對比，組件發電功率溫度特性圖，

組件發電功率日照強度特性圖等。

不一樣設備同一參數日勺對比：

y.*BBa?RE助

AstroWEB光伏電站監控系統

ASTS1Oner9y?皿&<MMM>-JM>—?m比分婚史■■■—>

歷史數據時詳細展現:

PPP

xPP

PPP

PP

PPP

PPP

PPP

PPP

PPP

P三P

P

3.16）系統配置功能：設置顧客信息及管理權限、

設置告警等級對應日勺操作等。

3.17）顧客協助功能：圖文結合方式對系統的基

本操作進行信息指導。

4）通訊服務器遠程接入方式

就地監控系統提供多種數據鏈路層接入遠程主站

的方式，可根據實際狀況靈活配置。應用層原則

上規定采用IEC60870-104或MODBUS-TCP協議。

4.1）VPN虛擬專網直接接入方式

向運行商申請固定IP地址，申請配置專線，通

過光纖、DDN等數據專線直接與監控中心間實現數

據通訊。配置硬件放火墻，保證監控子站的系統安

全，使子站設備處在一相對獨立網絡中，保證系統

不受病毒、黑客等惡意襲擊；同步自帶的VPN功能，

與遠程主站形成一虛擬專網，實現數據安全交互。

配置清單如下所示：

序數品

用途型號規格備注

號量牌

自帶VPN,通CIS

網絡

V100-訊速co網絡安

1防火1

S-AC率：100Mbps,/H3全

墻

220V供電C

4.2）GPRS無線接入方式：

采用無線接入時，由于采用時為移動企業GSM

網絡，通訊速率較低，合用于接入數據量少（如只

采集電站運行參數，不接入設備參數及視頻信號）,

數據實時性規定不高日勺場所。GPRS采用點到點日勺方

式傳送數據，數據安全性很好。采用GPRS通訊時,

一般采用MODBUS-TCP協議較多，通過網關RTU將

現場信號轉換為MODBUS-TCP協議后，由網關RTU

替代通訊服務器的功能。主站端申請公網固定IP地

址，通過訪問移動企業主機來獲取數據，不需要再

額外配置網絡設備。

全球％控中心

IKU中「站

配置清單如下所示:

序數品

用途型號規格備注

號量牌

理論帶寬：

深

無線GPRS-171.2Kb/s；數據

圳

1路由DTU實際帶寬：1無線

宏

器H721020-50Kb/s,遠傳

電

12VDC供電

4.3）ADSL撥號方式：

此種方式合用于子站向總站的單向數據傳播，

合用于監控中心只要采集數據，不需對子站進行控

制的場所。ADSL每次撥號成功后，會隨機分派一種

網絡IP給撥號計算機，監控子站通過向監控中心（有

固定IP地址）服務器定期以報文或郵件形勢將子站

數據發送到監控中心，中心接受數據后進行解析,

保留數據。

序數品

用途途型型號號規格??備注備注

號量牌

ADSLADSL上行最高線

華

1調制路由1Mbps,下行1撥號

為

解調MT880最高26Mbps聯網

4.4）基于3G的CDMA無線專網VPDN方式：

VPDN英文為VirtualPrivateDial-upNetworks,又

稱為虛擬專用撥號網，是VPN業務的一種，是基于

撥號顧客日勺虛擬專用撥號網業務。即以撥號接入方

式上網，通過運用W-CDMA分組網絡上傳播數據時,

對網絡數據的封包和加密，可以傳播私有數據，到

達私有網絡的I安全級別，接入網絡的計算機就如同

工作在局域網中同樣。需要向中國電信企業開通有

關的無線寬帶業務，給各個子站和主站都分派固定

IP,在子站通訊主機上安裝3G無線網卡，以及有關

無線撥號上網客戶端軟件，實現子站通訊服務器與

監控中心的I服務器進行通訊。

配置清單如下所示：

序數品

用途型號規格備注

號量牌

3G3G無

通訊速率：華

1路由D1001線接

54Mbps為

器入

4.區域監控中心部分

區域監控中心以省為單位設置，各地就地監

控子站通過光纖、GPRS無線等多種傳播方式傳送

到區域監控中心，區域監控中心通過數據加工篩

選后轉發給全球監控中心。通訊協議原則上規定

為和區域監控中心

IEC60780-104M0DBUS-TCPo

運行WEB版AstroWEB2023光伏電站監控系統軟

件，進行數據采集、數據存儲、數據處理、數據

轉發、警報告知、分析診斷、綜合查詢、記錄報

表、數據展現等工作。

構建規模：

目前區域監控中心建設規模，接入管轄范圍內

所有光伏電站子站，并進行實時監控，滿足同步

100個左右顧客連接訪問進行構建。

寬帶接入：

考慮到由于中國南北網絡互通的I問題，也許會

對數據采集導致影響。數據中心寬帶將采用雙線

雙IP的方式接入。將分別接入電信、聯通10M日勺

（非光纖）寬帶。

雙線雙IP接入方式技術規定：

每條寬帶分別需要2個獨立IP地址來進行數據

上傳和WEB公布的|工作。以減少在顧客在訪問獲取

數據時，對數據上傳產生的I干擾。

設備數據中心

顧客WEB訪問

設備

顧客WEB訪問

數據安全措施：

1）雙線路保設備與數據中心的正常通訊，保證

了數據時正常上傳；

2）雙IP保證數據上傳與顧客訪問時不互相干

擾；

3）服務器采用RAID5方式可保證在單塊硬盤損

壞的狀況下繼續保持工作；

4）8小時不間斷電源，在斷電狀況下有富余日勺在

線時間。

拓撲構造:

設得數據中心◎用戶1

數據監管中心

系統構架:

硬件設備清單:

序設備名稱及技術指標數品牌備

號型號