安科瑞 宣依依

摘要：針對分布式光伏電站存在運維管理難度大、運維成本高的問題，亟需通過信息化方式支持分布式光伏電站的運維工作，通過對此類光伏電站進行統(tǒng)一運行監(jiān)控、調(diào)度指揮及數(shù)據(jù)管理，盡可能實現(xiàn)其全天候少人值守甚至是無人值守，并實時掌握光伏電站中各類設(shè)備的運行狀態(tài)信息，保障設(shè)備安全，從而提高光伏電站運行的遠程監(jiān)控能力。針對分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中存在的不足進行了分析，并從4個方面分析了分布式光伏電站信息化運維方式。分析結(jié)果顯示：通過合理而有效的光伏電站信息化運維方式，不僅能大幅縮短分布式光伏電站的巡檢時間，精*判斷和消除設(shè)備故障，而且可以較好地保證光伏電站的長期穩(wěn)定運行和發(fā)電效益的*大化。

關(guān)鍵詞：分布式光伏電站；信息化運維；遠程監(jiān)控；趨勢

0引言

光伏發(fā)電作為可再生能源利用方式，是中國實現(xiàn)“雙碳"目標(biāo)的重要一環(huán)。光伏電站主要分為集中式光伏電站和分布式光伏電站兩種類型。其中，集中式光伏電站主要分布在平原、山地、荒漠等區(qū)域，具有投資高、建設(shè)周期長、占地面積大等特點；而分布式光伏電站一般分布在廠房或居民住宅屋頂?shù)葏^(qū)域，具有投資成本低、建設(shè)周期短、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點，得到了較快發(fā)展。*家能源局公布數(shù)據(jù)顯示，2023年上半年中國光伏發(fā)電新增并網(wǎng)裝機容量為78.423GW，其中，分布式光伏發(fā)電為40.963GW，占比超過52.23%；截至2023年6月底，光伏發(fā)電累計并網(wǎng)裝機容量為470.002GW，其中，分布式光伏發(fā)電為198.228GW，占比為42.18%。

盡管分布式光伏電站在投資成本、建設(shè)周期及占地面積方面具有優(yōu)勢，但由于其建設(shè)點眾多且地理位置分散，會給運維工作造成諸多不便。光伏電站的運維方式是影響其正常運行和發(fā)電效率的重要因素之一。根據(jù)項目實地調(diào)研結(jié)果，大部分分布式光伏電站都存在后臺監(jiān)控混亂、運維成本過高、運維人員缺乏專業(yè)技能等問題。2021年，工業(yè)和信息化部等5部委聯(lián)合印發(fā)《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021—2025年)》(工信部聯(lián)電子[2021]226號)，提出促進5G通信、人工智能、先*計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)和光伏產(chǎn)業(yè)的融合與創(chuàng)新，加速提升光伏產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的智能化水平，增強智能產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案的供應(yīng)能力等要求，促進國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)持續(xù)向全球價值鏈中邁進的步伐。因此，為了提高分布式光伏電站的運維管理能力，保證光伏電站能夠有效且高質(zhì)量的發(fā)電，迫切需要引入智能*效的信息化運維方式。本文針對分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中存在的不足

進行分析，并從4個方面分析分布式光伏電站信息化運維方式。

1分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中的不足

分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中存在諸多不足，包括運維人員技能不足、運維人員安全防范意識差、運維成本過高、運維過程存在安全隱患、故障預(yù)警不及時、故障處理不及時等。

1.1運維人員技能不足

為了節(jié)省分布式光伏電站運維方面的開支，通常運維方會降低運維人員聘用成本，導(dǎo)致聘用的運維人員缺乏專業(yè)技術(shù)知識和經(jīng)驗，不能很好地處理光伏電站設(shè)備出現(xiàn)的各種異常問題，使光伏電站的安全穩(wěn)定運行無法得到有效保障，從而影響了分布式光伏電站的整體效益。

1.2運維人員安全防范意識差

分布式光伏電站建設(shè)完成后，其運行期間可能會出現(xiàn)各種問題，當(dāng)運維人員缺乏安全防范意識時，會出現(xiàn)因電弧、熱斑、線路年久受損、設(shè)備未定期檢修等帶來的安全隱患，這不僅會嚴(yán)重影響光伏電站的發(fā)電效率，也容易引起火災(zāi)，造成財產(chǎn)損失。

1.3運維成本過高

分布式光伏電站的運維會涉及一系列支出，包括運維人員的雇傭與培訓(xùn)費、設(shè)備維修費、運維設(shè)備購買費等。以光伏組件為例，目前市面上針對光伏組件的運維產(chǎn)品很多，比如：光伏組串級運維設(shè)備及光伏組件級運維設(shè)備。光伏組串級運維設(shè)備是當(dāng)某個光伏組串中的光伏組件運行異常時，該設(shè)備會切斷整個光伏組串的線路，避免故障發(fā)生或蔓延；而光伏組件級運維設(shè)備是當(dāng)某塊光伏組件運行異常時，該設(shè)備會切斷該光伏組件的運行，同時不影響其他光伏組件的正常發(fā)電。針對兩種運維設(shè)備，雖然光伏組件級運維設(shè)備的運維效果明顯優(yōu)于光伏組串級運維設(shè)備，但從當(dāng)前市場調(diào)研結(jié)果來看，此類運維設(shè)備需要在每塊光伏組件上安裝監(jiān)測關(guān)斷裝置，會大幅提高運維成本。

1.4運維過程存在安全隱患

大多數(shù)分布式光伏電站都建在廠房或居民住宅屋頂，距離地面高度在3～30m之間，因此，光伏電站的日常運維難度較大，常需要借助爬梯等工具攀爬。但很多分布式光伏電站用的爬梯無任何安全措施，且爬梯也容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，運維人員很容易發(fā)生安全事故。此外，屋頂之類的位置較為寬闊，無遮擋物，運維人員在高溫天氣下工作很容易中暑，導(dǎo)致身體不適；并且有的屋頂周圍無防護措施，運維人員中暑后很容易從屋頂?shù)洌斐扇松韨Α?/p>

1.5故障預(yù)警不及時

目前，大部分分布式光伏電站還未根據(jù)運維需求定制運維監(jiān)管平臺，而是直接使用各逆變器廠家免費提供的監(jiān)控平臺，運維人員和管理人員可以通過遠程監(jiān)控管理平臺的網(wǎng)頁端或手機應(yīng)用軟件(APP)端對光伏電站進行遠程監(jiān)控管理。但當(dāng)光伏電站內(nèi)的設(shè)備發(fā)生故障時，此類監(jiān)控管理平臺無法主動且及時地推送故障信息，運維人員只能通過主動查看后臺監(jiān)控頁面來發(fā)現(xiàn)故障，導(dǎo)致運維效率不高，長此以往，光伏電站的經(jīng)濟效益將會大幅降低。

1.6故障處理不及時

由于分布式光伏電站的建設(shè)區(qū)域較為分散，且為了節(jié)省運維成本，很多光伏電站不會提供專人值守，導(dǎo)致在遠程監(jiān)控管理模式下，光伏電站設(shè)備的異常預(yù)警等情況無法得到及時解決。

2分布式光伏電站運維管理系統(tǒng)的設(shè)計與技術(shù)實現(xiàn)

吳鳴寰等指出，傳統(tǒng)的粗放式運維方式很難實現(xiàn)光伏電站的降本增效，而精細化的運維工作有助于光伏電站長期穩(wěn)定發(fā)展。通過采用信息化運維方式可實現(xiàn)對分布式光伏電站各類設(shè)備的實時監(jiān)測、智能告警、統(tǒng)計分析、遠程升級控制等，不僅可以查看每臺設(shè)備的位置，還可以獲取每臺設(shè)備的實時發(fā)電數(shù)據(jù)等信息，從而輕松實現(xiàn)對光伏電站內(nèi)每臺設(shè)備的實時管理。當(dāng)光伏組件出現(xiàn)故障時，可以通過“問題組件"模塊實現(xiàn)此光伏組件的快速、*準(zhǔn)定位，甚至可以遠程診董亞蘭：分布式光伏電站信息化運維的趨勢分析2024年斷故障類型，無需現(xiàn)場運維，實現(xiàn)信息化極簡運維。近幾年，國內(nèi)光伏電站信息化運維有了很大發(fā)展，很多公司致力于智能光伏電站的研究，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)研發(fā)信息化運維平臺。由此可知，智能化運維是分布式光伏電站精細化運行的利器，更是提高分布式光伏電站發(fā)電效率的重要手段。下文分別從建筑信息模型(BIM)、大數(shù)據(jù)分析、監(jiān)測系統(tǒng)、硬件的智能化這4個方面分析分布式光伏電站的信息化運維方式。

2.1BIM

BIM是一個信息管理框架，旨在通過使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)更好地實現(xiàn)建筑物在設(shè)計、施工、

運營和維護等方面的信息集成，各種信息始終整合于1個3D模型信息數(shù)據(jù)庫中，各方人員可以基于BIM方法進行協(xié)同工作，可有效提高工作效率。

隨著分布式光伏電站數(shù)量及規(guī)模的不斷擴大，對此類光伏電站實施BIM方法的需求也在不斷增長，在光伏電站全生命周期內(nèi)實施BIM方法可以使光伏電站*大限度地發(fā)揮其效益。

光伏電站運維過程中常出現(xiàn)在交接運維任務(wù)時運維團隊發(fā)生信息丟失的情況，而BIM方法可以通過集中存儲所有數(shù)據(jù)來彌合這種信息丟失，從而保證光伏電站數(shù)據(jù)的完整性。此外，BIM方法可以動態(tài)方式跟蹤單個光伏組件，并記錄其歷史數(shù)據(jù)，這有利于監(jiān)控整個光伏電站和優(yōu)化光伏電站的整體性能。此外，BIM方法作為一個理想的數(shù)據(jù)庫，可獲得與光伏組件相關(guān)的故障信息，這有助于降低光伏電站運行過程中的不確定性和風(fēng)險，提高其發(fā)電性能預(yù)測性，從而提高其電網(wǎng)友好性。

傳統(tǒng)的運維方式是在未了解光伏組件故障根本原因的情況下簡單地將其更換，僅是因為與該光伏組件相關(guān)的信息丟失了。而BIM方法可以幫助識別每個光伏組件，并記錄其相關(guān)數(shù)據(jù)，有效避免了上述情況的出現(xiàn)。

光伏電站運行周期結(jié)束后，涉及光伏組件的的拆除和處置問題，對于性能仍較好的光伏組件，可以繼續(xù)再應(yīng)用于其他光伏電站，而BIM方法可以在新應(yīng)用環(huán)境中跟蹤這類光伏組件的所有信息，并可與之前的信息進行對比，有助于進行光伏電站性能對比。

2020年，7MW屋頂分布式光伏發(fā)電項目在天津中環(huán)新能源會展*心落地，該項目在施工階段使用了BIM方法，對各個施工步驟進行整體把控；在項目運營管理階段，將光伏設(shè)備運行參數(shù)傳輸至智能化平臺，通過智能平臺實現(xiàn)對于各模塊的智能化監(jiān)控與運維。

然而，在使用BIM方法時有個問題需要注意,由于光伏組件的初始性能參數(shù)和光伏電站的電氣連接方式等信息只能從原始文檔獲取，會不可避免地涉及手動處理，無法通過BIM方法直接獲取。這就需要先確定逆變器、變壓器和電纜溝槽的穿線模式和位置，然后將光伏電站的電氣設(shè)計添加到BIM中。

2.2大數(shù)據(jù)分析

在光伏電站運維過程中需要管理人員主動進行資源的管理和數(shù)據(jù)的采集與分析。

合理的光伏電站運維方式在很大程度上取決于運維承包商獲取的內(nèi)部和外部信息。內(nèi)部信息主要為光伏電站元數(shù)據(jù)，比如：光伏組件、逆變器、變壓器等設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格，光伏組件的安裝傾角、方位角、功率、電流、電壓，以及太陽輻照度、環(huán)境溫度、風(fēng)速和風(fēng)向等信息。外部信息包括工廠布局的2D/3D圖紙、光伏電站發(fā)電量預(yù)測值、紅外熱圖像、電致發(fā)光(EL)圖像等。

通過收集所有可用的信息，運維承包商才能更好地生成需進行的服務(wù)項目，創(chuàng)建一個“動態(tài)"維護計劃，其中包括糾正和預(yù)防性維護。

光伏電站運行期間，從光伏組件到逆變器再到并網(wǎng)側(cè)電表，都會生成大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需實時提供給監(jiān)控系統(tǒng)。若無及時處理和評估這些數(shù)據(jù)的方式，光伏電站管理者和運維承包商將無法利用隱藏在這些數(shù)據(jù)中的信息，這些數(shù)據(jù)將失去價值。

在支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，大數(shù)據(jù)分析具有巨大的優(yōu)勢。運維承包商可以通過對數(shù)據(jù)進行分類研究來獲取相關(guān)信息，這些數(shù)據(jù)信息經(jīng)處理后可應(yīng)用于提高光伏組件的發(fā)電效率，改善光伏電站的發(fā)電性能等方面。

對于分布式光伏電站而言，其架構(gòu)包括光伏組件、逆變器、匯流箱、感知設(shè)備、傳感器等多種設(shè)備，維護復(fù)雜和耗時，因此，運維承包商可以通過評估歷史數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)算法進行預(yù)防性和預(yù)測性維護來減少光伏電站停機時間。

此外，分布式光伏電站安全態(tài)勢感知的前提是安全大數(shù)據(jù)，其可對光伏電站運行數(shù)據(jù)進行整合、特征提取等，然后應(yīng)用一系列態(tài)勢評估算法生成光伏電站的整體態(tài)勢，應(yīng)用態(tài)勢預(yù)測算法預(yù)測態(tài)勢的發(fā)展?fàn)顩r，并使用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將態(tài)勢狀況和預(yù)測情況展示給光伏電站運維人員，方便運維人員直觀、便捷地了解光伏電站當(dāng)前的狀態(tài)及可能存在的風(fēng)險。

2.3監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)用于對光伏電站設(shè)備運行數(shù)據(jù)的監(jiān)控，以及故障的預(yù)警、報警和診斷。可以將監(jiān)測系統(tǒng)獲取的光伏電站運行數(shù)據(jù)與光伏電站的期望值進行比較，并向光伏電站管理者提供相關(guān)報告，報告內(nèi)容包括光伏電站性能、關(guān)鍵性能指標(biāo)、存在的問題、發(fā)生過的預(yù)警及所執(zhí)行的維護服務(wù)等。

2.4硬件的智能化

從光伏電站運維效果來看，光伏電站信息化運維是發(fā)展趨勢，可通過采用各種智能化設(shè)備來實現(xiàn)分布式光伏電站的信息化運維，比如：采用跟蹤式光伏支架、光伏組件自動化清潔設(shè)備、光伏電站巡視工具等。

跟蹤式光伏支架可以根據(jù)太陽角度旋轉(zhuǎn)光伏組件來實現(xiàn)光伏組件對太陽光的跟蹤，從而保持光伏組件運行期間的*大發(fā)電效率。光伏組件自動化清潔設(shè)備可以節(jié)省人力成本，實現(xiàn)對灰塵、鳥糞、樹葉等污染物的自主清理，通過定期清潔，一方面可以使光伏組件發(fā)電量達到*優(yōu)，另一方面可以防止異物遮擋光伏組件引起的熱斑效應(yīng)的發(fā)生，防范安全隱患。光伏電站巡視工具，比如：無人機，通過分析無人機抓取的高分辨率圖像，可及時發(fā)現(xiàn)光伏組件隱裂、熱斑等影響光伏電站安全性的情況。

2.5小結(jié)

綜上可知，通過上述合理而有效的光伏電站信息化運維方式，不僅能大幅縮短分布式光伏電站的巡檢時間，準(zhǔn)確判斷和消除設(shè)備故障，而且可以較好地保證光伏電站的長期穩(wěn)定運行和發(fā)電效益的*大化。

3Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

3.1平臺概述

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)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的先*經(jīng)驗，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、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況，是一個集監(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)濟優(yōu)化運行為目標(biāo)，促進可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設(shè)備運行效率、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)濟運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)，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(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。

3.2平臺適用場合

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。

3.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細拓撲結(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

4充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，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行狀態(tài)，實時監(jiān)測光伏、風(fēng)電、儲能、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。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)可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。

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、儲能、充電站及總體負荷組成情況，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，儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。

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、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

4.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

4.1.2儲能界面

圖3儲能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設(shè)置，包括開關(guān)機、運行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對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儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對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。同時針對交流側(cè)的異常信息進行告警。

圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(cè)的異常信息進行告警。

圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時展示當(dāng)前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

4.1.3風(fēng)電界面

圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

4.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統(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、電量費用，變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。

4.1.5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，實現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

4.1.6發(fā)電預(yù)測

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預(yù)測界面

4.1.7策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統(tǒng)運行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。

具體策略根據(jù)項目實際情況（如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進行接口適配和策略調(diào)整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

4.1.8運行報表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時間的運行參數(shù)，報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、尖峰平谷時段電量等。

圖17運行報表

4.1.9實時報警

應(yīng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱、保護動作時刻；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實時告警

4.1.10歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護動作、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行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

圖19歷史事件查詢

4.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對整個微電網(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)進行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時發(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)能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實時顯示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）電壓波動與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線；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)能提供有功負荷曲線，包括日有功負荷曲線（折線型）和年有功負荷曲線（折線型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時，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：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(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)（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。

圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

4.1.12遙控功能

應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護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

4.1.13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

4.1.14統(tǒng)計報表

具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析；對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析；具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析；具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質(zhì)量分析。

圖23統(tǒng)計報表

4.1.15網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(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)異常時能自動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)拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

4.1.16通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護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所有端口或某個端口，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

4.1.17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，運行參數(shù)修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶權(quán)限

4.1.18故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運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個周波、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關(guān)量波形。

圖27故障錄波

4.1.19事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù)，包括開關(guān)位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等，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事件，當(dāng)每個事件發(fā)生時，存儲事故掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。

5.硬件及其配套產(chǎn)品

6結(jié)束語

目前，中國非常重視及支持光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，因此，國內(nèi)分布式光伏電站裝機規(guī)模的占比突增；且為了提高分布式光伏電站的整體發(fā)電性能，信息化運維已成為此類光伏電站運維方式的發(fā)展趨勢。

本文針對分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中存在的不足進行了分析，并從4個方面分析了分布式光伏電站信息化運維方式。分析結(jié)果顯示：通過合理而有效的光伏電站信息化運維方式，不僅能大幅縮短分布式光伏電站的巡檢時間，準(zhǔn)確判斷和消除設(shè)備故障，而且可以較好地保證光伏電站的長期穩(wěn)定運行和發(fā)電效益的*大化。

【參考文獻】

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【3】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

【4】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.