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光伏信息化管理系統(tǒng)研究論文
摘要：目前，數(shù)字化、信息化已經(jīng)深入各行各業(yè)，數(shù)字化技術和產(chǎn)品已經(jīng)在國民生產(chǎn)和人民生活中發(fā)揮了重要作用。為了更好地將這些分散的發(fā)電系統(tǒng)進行集中管理和調(diào)度，提高其利用率，實時監(jiān)控光伏電站的運行狀況變得越來越重要，發(fā)電系統(tǒng)的信息化管理也成為必然趨勢。光伏信息化管理系統(tǒng)要嚴格按照光伏電站建設的技術防范，采用高標準的監(jiān)控系統(tǒng)設計原則，以達到總體建設目標�？梢詫⒚恳环N型號逆變器所在點認為是一個站點，把不同站點的信息進行數(shù)據(jù)化和統(tǒng)一化，進而優(yōu)化以及完善電網(wǎng)運行的管理。
關鍵詞：光伏發(fā)電；分布式并網(wǎng)發(fā)電；信息化系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫
引言
近年來，太陽能技術廣泛應用于各行業(yè)，太陽能產(chǎn)業(yè)得到快速穩(wěn)定的發(fā)展［１］。光伏發(fā)電企業(yè)在生產(chǎn)中則需要采取先進技術去優(yōu)化與完善電網(wǎng)的運行管理，進而保障電力用戶的安全用電。本文基于日新信息中心（武漢市日新科技有限公司的數(shù)據(jù)中心）的實際情況，對基于多站點的光伏信息化管理系統(tǒng)進行研發(fā)設計。
１信息中心的系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)及規(guī)劃
日新信息中心的需求功能主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的采集、存儲與展示上，同時也能為下一步的信息化綜合管理、系統(tǒng)診斷與智能調(diào)度提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺與支撐。該系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖１所示。按照日新科技現(xiàn)在的情況，武漢國際博覽中心將申請單獨的線路和日新信息中心相連通，而日新科技園和日新信息中心有直接的光纖相通，也將建立無線通信。其整體規(guī)劃如圖２所示。
２系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)總體構(gòu)架分為４個層次實現(xiàn)：應用層、服務層、設備驅(qū)動層、數(shù)據(jù)層，如圖３所示。各層次中，應用層負責與使用者進行交互，將使用者所需數(shù)據(jù)以直觀、合理的方式展現(xiàn)給使用者，并記錄使用者的輸入信息或操作指令，將其傳遞給服務層進行處理；服務層負責進行業(yè)務的實際處理、數(shù)據(jù)運算、處理流程的控制；設備驅(qū)動層負責與設備進行通信，從設備中獲取數(shù)據(jù)并進行解析后轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)能夠識別的數(shù)據(jù)格式，同時還提供逆向處理，即將系統(tǒng)希望發(fā)送給設備的信息組織成設備能識別的格式并傳送給設備［２］。
�。玻北O(jiān)控子系統(tǒng)
本地監(jiān)控子站系統(tǒng)是對不同類型、不同廠商的設備進行數(shù)據(jù)采集和解析，并在處理數(shù)據(jù)后存入數(shù)據(jù)庫；入庫的數(shù)據(jù)可以通過規(guī)定的協(xié)議向數(shù)據(jù)中心服務器上傳；管理人員可以通過界面來掌握電站和設備的當前運行狀況和歷史運行數(shù)據(jù)，包括電站整體的發(fā)電量、功率和各設備的運行參數(shù)、故障等。
�。玻沧酉到y(tǒng)軟件架構(gòu)
本子系統(tǒng)采用Ｃ／Ｓ結(jié)構(gòu)（客戶／服務器）實現(xiàn)。系統(tǒng)整體分為四個主要模塊：數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)展示模塊、設備故障報警模塊。每個模塊功能在系統(tǒng)界面中操作實現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信模塊則作為整個系統(tǒng)的后臺程序，保持不間斷的運行狀態(tài)。子系統(tǒng)軟件構(gòu)架如圖４所示。數(shù)據(jù)通信模塊針對不同設備的特定通信協(xié)議做不同的處理，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對多種不同設備通信，對智能設備進行數(shù)據(jù)采集和解析，并能通過規(guī)定的協(xié)議向數(shù)據(jù)中心服務器上傳數(shù)據(jù)。其主線流程圖如圖５所示。數(shù)據(jù)分析錄入模塊主要是針對系統(tǒng)采集解析的數(shù)據(jù)進行相應的分析，作不同的歸納處理，存入數(shù)據(jù)庫相應的數(shù)據(jù)表中，以便系統(tǒng)其他部分調(diào)用［３］。
３區(qū)域監(jiān)控中心
Ｗｅｂ系統(tǒng)Ｗｅｂ系統(tǒng)必須完成對分散在光伏電站本地系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行全面的分析和收集，來實現(xiàn)光伏電站的遠程維護和運營管理。這樣的整體化方案的架構(gòu)體系包括三層：數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡傳輸、數(shù)據(jù)存儲與應用［４］。系統(tǒng)功能模塊如圖６所示。
４模塊設計
本地監(jiān)控系統(tǒng)，即在光伏電站本地使用的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要完成：對設備數(shù)據(jù)的采集整理，并入庫保存；設置設備參數(shù)和控制設備；將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心；以合適的方式展示實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；導出電站報表和設備報表等功能［５］。通過本地監(jiān)控系統(tǒng)，電站維護人員可以很方便地掌握整個電站的運行狀況和每臺設備的運行狀況，并且可以與歷史數(shù)據(jù)進行分析比對［６］。實際模塊設計如圖７所示。
５系統(tǒng)效果圖
系統(tǒng)展示效果。系統(tǒng)最終可以展示日發(fā)電量、收益、功率、日照強度、環(huán)境溫度以及電站的各個設備實時的詳細數(shù)據(jù)信息，如圖１０所示。
６結(jié)語
本文提出了基于多站點的光伏信息化系統(tǒng)研發(fā)以及多站點不同逆變器兼容的設計方案，優(yōu)化以及完善電網(wǎng)運行的管理，可以給分布式光伏發(fā)電的運行提供可靠的系統(tǒng)支撐，進而保障電力用戶的實時安全用電。后期隨著并網(wǎng)的發(fā)展，可以引入基于Ｈａｄｏｏｐ的分布式全文檢索［７－８］及相關技術，改善數(shù)據(jù)的索引及使用，進一步實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。
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