常州恒生工業(yè)園光伏項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹常州恒生工業(yè)園光伏項(xiàng)目，采用智能逆變器采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-2000Z型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電室配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：分布式光伏;Acrel-2000Z;電力監(jiān)控系統(tǒng); 

0  概述 

  常州恒生工業(yè)園位于常州市天寧區(qū)北塘河路8號(hào)。主要為創(chuàng)業(yè)企業(yè)提供辦公、研發(fā)等。

  現(xiàn)場(chǎng)為屋頂光伏發(fā)電電力監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)安裝智能光伏逆變器及光伏并網(wǎng)柜?，F(xiàn)場(chǎng)通過通訊總線將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控值班室。

1  需求分析

  為保證屋頂光伏發(fā)電的統(tǒng)計(jì)與分析及對(duì)危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的光伏逆變器及并網(wǎng)柜進(jìn)線回路進(jìn)行電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時(shí)檢測(cè)報(bào)警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢(shì)曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改，建立電能多級(jí)計(jì)量體系提供用能分析依據(jù)。

  本技術(shù)條件適用于常州恒生工業(yè)園光伏項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

數(shù)據(jù)采集

  自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備數(shù)據(jù)。

  支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）。

  支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗(yàn)，異常數(shù)據(jù)自動(dòng)處理。

  支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

  數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電柜一次圖直觀顯示模式，各回路故障狀態(tài)直觀可見。

數(shù)據(jù)查詢與展示

  要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢和各級(jí)管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級(jí)管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對(duì)比分析，各類統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報(bào)表等方式直觀的展示功能。

權(quán)限管理

  要求對(duì)不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。

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

故障報(bào)警

  故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類型包括電流超限等，現(xiàn)場(chǎng)儀表與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，方便用戶查詢，工作人員可隨時(shí)掌握配電室實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。

2  系統(tǒng)方案

  安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)常州恒生工業(yè)園光伏項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至物業(yè)值班室內(nèi)的監(jiān)控主機(jī)自帶串口，保障了電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。

  現(xiàn)場(chǎng)共有1塊智能光伏逆變器；1塊DTSF1352多功能電能表；儀表分為兩條RS485總線接至值班室的監(jiān)控主機(jī)上。

1）站控管理層

  站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在常州恒生工業(yè)園光伏項(xiàng)目中主要指置于值班室的監(jiān)控主機(jī)。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成?？偩€網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)電力儀表與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無(wú)人值守的目的。

3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

  現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由多功能通訊設(shè)備組成，儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接直接接入到值班室的電力監(jiān)控主機(jī)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

  現(xiàn)場(chǎng)儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上。具體連接示意圖如下所示：

3  系統(tǒng)功能

  變電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電所所有回路的運(yùn)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(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到低壓進(jìn)出線回路的常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流等。如下圖所：

低壓一次系統(tǒng)圖

  參數(shù)抄表功能，主要對(duì)低壓各出線回路的電能數(shù)據(jù)查詢。支持任意時(shí)刻電能查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢常州恒生工業(yè)園光伏項(xiàng)目回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、進(jìn)線柜有功電度等。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

電能抄表

  系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)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(jié)構(gòu)示意圖

  用戶權(quán)限管理，對(duì)不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。

4  結(jié)束語(yǔ)

  在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目越來(lái)越普遍，本文介紹的Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)在常州恒生工業(yè)園光伏項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電回路發(fā)電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為本項(xiàng)目解決光伏發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國(guó)電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)

[3]《電力監(jiān)控運(yùn)用于10kv供配電設(shè)計(jì)》，姚強(qiáng)，科技天地