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      廣西某大廈光伏發(fā)電項目電力監(jiān)控系統(tǒng) 的設計與應用

      2023年12月13日 16:13:51人氣:620來源:安科瑞電氣股份有限公司



      摘要:光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng),匯流箱、逆變器、交直流配電柜、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設備進行實時監(jiān)控和控制,通過各種樣式的圖表及數據快速掌握電站的運行情況,其友好的用戶界面、強大的分析功能、完善的故障報警確保了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定運行。

      關鍵詞:光伏發(fā)電;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);

      0概述 

            本項目主要是通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測廣西交投大廈屋頂光伏發(fā)電,使用安科瑞品牌匯流箱AGFT-M4、深圳科士達逆變器KSG1-100K、利城環(huán)境檢測儀實時監(jiān)測環(huán)境參數,并網柜使用安科瑞多功能儀表計量發(fā)電量。以上設備通過RS485通訊與后臺組網。

      1需求分析

            為保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常工作。需要對項目現場的匯流箱、逆變器進行電壓、電流、功率等參數進行實時在線監(jiān)控。通過環(huán)境監(jiān)測儀實時掌握天氣情況,一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數異常,能夠及時越限報警,有關人員采取相應的措施,避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力,功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài),便于用戶了解整個光伏發(fā)電系統(tǒng)運行情況。

      數據采集

            自動采集現場所有電量儀表的模擬量數據,自動采集現場開關狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關量數據。

            支持實時采集、自動周期采集(定時采集)可配置周期(1分鐘~24小時)。

            支持數據傳輸正確性檢驗,異常數據自動處理。

            支持多線程處理機制,提高數據采集效率,能同時對多個設備進行數據采集。

            數據實時顯示采用光伏發(fā)電主接線圖直觀顯示模式,各回路開關斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。

       數據分析與處理

            數據的綜合統(tǒng)計、分析需要實現以下功能:

            各匯流箱發(fā)電數據小時、日、月、年等時間段內發(fā)電量的統(tǒng)計、計算。

            各的發(fā)電功率最大、最小、平均值計算。

            統(tǒng)計各分站及整體的發(fā)電量。

      權限管理

            要求對不同用戶賦予不同角色的權限,能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。

            系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機制,能使應用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護,防止信息的丟失、失竊和破壞。

            為生產節(jié)能改造提供數據支撐,并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。

      2  系統(tǒng)方案

            安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據廣西交投大廈光伏發(fā)電項目現場實際情況,整體網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至數據采集器然后通過光纖將數據上傳至值班室的監(jiān)控主機,保障了電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸的穩(wěn)定性與實時性。

      1)站控管理層

            站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口。在廣西交投大廈光伏發(fā)電項目工程中主要指置于地下一層配電室的監(jiān)控主機。

      2)網絡通訊層

             通訊層主要是由采集器、以太網設備及總線網絡組成。通訊管理機主要功能是監(jiān)測現場智能儀表;以太網設備及總線網絡的主要功能是實現分站與主站之間的數據交互,使發(fā)電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,提高了發(fā)電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,達到了無人值守的目的。

      3)現場設備層

            現場設備層是數據采集終端,主要由智能儀表組成,智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器,通訊服務器通過光纖到達該值班室監(jiān)控主機進行組網,實現遠程監(jiān)控。

      系統(tǒng)結構圖

       

      3  系統(tǒng)功能

            光伏發(fā)電一次實時系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(tài),紅色代表合閘,綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數和狀態(tài),可以看到匯流箱、并網柜、逆變器等設備的所有常規(guī)電力參數,如:電壓、電流、發(fā)電功率、總發(fā)電量等。如下圖所:

      一次系統(tǒng)圖

            監(jiān)控系統(tǒng)可分區(qū)域實時監(jiān)控各光伏陣列的充電電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息,并對故障點進行異常顯示與報警提示。       

            可針對光伏發(fā)電現場的各種事件進行記錄,如:通訊采集異常、開關變位、操作記錄等,時間記錄支持按類型查詢,并可對越限報警進行更改設置如下圖所示:

      報警功能實時查詢

            參數抄表功能,主要對匯流箱各回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢,具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢廣西交投大廈光伏發(fā)電各發(fā)電回路的電參數,主要包括:電流、發(fā)電功率和發(fā)電量。該報表各回路名稱和數據庫關聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

      電參數抄表

            系統(tǒng)通訊結構示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網結構,系統(tǒng)采用分層分布式結構,同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

      通訊結構示意圖

      4  結束語

            在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,發(fā)電系統(tǒng)的安全性至關重要,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在廣西交投大廈光伏發(fā)電項目的應用,可以實現對發(fā)電回路的電參量的實時監(jiān)控,不僅能顯示回路發(fā)電狀況,還具有網絡通訊功能,可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現對采集數據的分析、處理,實時顯示光伏系統(tǒng)的運行狀態(tài),對參數越限具有彈出報警對話框、語音提示,并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定,為項目解決用電問題提供了真實可靠的依據,取得了較好的企業(yè)效益。

      系統(tǒng)架構

      Acrel-3000WEB電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結構進行設計,整體架構如下:

      系統(tǒng)結構圖

      如系統(tǒng)結構圖所示:運維云平臺包含站控管理層(運維軟件)及網絡通訊層(變電所數據網關),現場安裝多功能電力儀表及無線測溫系統(tǒng)。

      多功能電能表ACR220EL

      ACR 電力質量分析儀包含 ACR220ELH 儀表,是本公司按 IEC 標準設計,與國際技術同步的綜合電力監(jiān)控。該產品具有三相交流電量測量、復費率電能計量、四象限電能計量、諧波分析、電網質量分析、遙信輸入、遙控輸出以及網絡通訊等功能,其中 ACR220ELH/ACR330ELH 同時還具有電網波形實時跟蹤顯示和 SOE 事件記錄功能,主要用于對電網供電質量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。

      多功能電能表

      無線測溫設備

      無線溫度傳感器適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監(jiān)測。

      無線測溫傳感器ATE400:安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點等大電流處,采集溫度量并通過無線方式傳輸的傳感器。

        

      通訊管理機

      ANet-2E8S1是安科瑞電氣股份有限公司自主研發(fā)的一款通用型智能通信管理機,適用于國家公務機關、企事業(yè)單位、社區(qū)公共機構、住宅商業(yè)樓宇、酒店餐飲商場等領域,可滿足水、電、氣、油、冷量、熱量等各種形式的用量及能源能耗分項計量數據采集的需求。

      網關可設置觸發(fā)式報警、觸發(fā)式主動上傳,具備斷點續(xù)傳功能。網關自帶內存可存儲15天左右現場數據,網絡恢復后從斷點繼續(xù)上傳數據,保證數據不丟失。

      通訊管理機

      ANet智能通信管理機提供豐富的規(guī)約庫支持,實現不同二次設備供應商的智能設備互聯(lián)。

      5 系統(tǒng)軟件模塊

      平臺登錄界面

      用瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼,進行登錄,防止未授權人員瀏覽有關信息。

      平臺首頁

      展示頁面

      平臺首頁為變電所概況,包括變電所狀態(tài)、地圖導航和用能月報。變電所狀態(tài)包括:變電所概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、環(huán)境監(jiān)測等。

      變壓器監(jiān)測

      顯示變壓器的運行狀況,變壓器列表顯示變壓器的電壓等級;變壓器狀態(tài)顯示變壓器的運行參數,即變壓器的負荷、功率、電流、電壓、溫度以及功率曲線。

      電力運行報表

      電力運行報表顯示各回路分時段的電力參數和電能的實時值,如下圖所示:

      用電分析

      用電分析包括用能報表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計量及線路損耗。

      用戶報告

      用戶報告展示了選中變配電站在選定時間內的信息,主要分為變配電站概況、用電量分析(包括日耗電量分析和線路能耗排名)、變壓器運行情況(涵蓋了各個變壓器及其對應的日負荷分析和日功率因數分析)、時間統(tǒng)計(包括遙測越限事件和遙信變位事件)、現場運維情況(巡檢過程中的設備缺陷及其處理情況)五個模塊。


      關鍵詞:逆變器配電柜
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