光伏電站監(jiān)控方案

聚光太陽能項目監(jiān)控方案編制：審核：批準：目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述 2\o"CurrentDocument"技術(shù)要求 3\o"CurrentDocument"系統(tǒng)構(gòu)成 3\o"CurrentDocument"硬件構(gòu)成 4\o"CurrentDocument"軟件構(gòu)成 5\o"CurrentDocument"3系統(tǒng)功能 5\o"CurrentDocument"模擬量量處理及監(jiān)視子系統(tǒng) 5\o"CurrentDocument"數(shù)字量狀態(tài)監(jiān)視子系統(tǒng) 5\o"CurrentDocument"操作權(quán)限 6\o"CurrentDocument"事件、報警及事故處理 6運行監(jiān)控 7\o"CurrentDocument"視頻監(jiān)控 7\o"CurrentDocument"在線統(tǒng)計與制表 7\o"CurrentDocument"打印管理 8\o"CurrentDocument"歷史數(shù)據(jù)庫 8\o"CurrentDocument"可靠性 8\o"CurrentDocument"4集中監(jiān)控功能 9\o"CurrentDocument"5主要控制參數(shù) 9\o"CurrentDocument"逆變器 9\o"CurrentDocument"匯流箱 10\o"CurrentDocument"光伏陣列 10\o"CurrentDocument"光伏陣列（光伏陣列溫度測量儀） 10\o"CurrentDocument"視頻 10\o"CurrentDocument"氣象監(jiān)測儀 10\o"CurrentDocument"主要參數(shù) 111概述太陽能光伏電站主要由光伏電池陣列、匯流箱、低壓直流柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等組成，最后產(chǎn)生的高壓交流直接并入電網(wǎng)。前期2MW分為2個獨立控制單元，每套單元有獨立的監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)場設(shè)備間隔層、網(wǎng)絡層和站控層三部分組成，采用光纖以太網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)，提供全站設(shè)備運行監(jiān)控、視頻監(jiān)控、運行管理以及遠程管理。2技術(shù)要求發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場設(shè)備間隔層、網(wǎng)絡層和站控層三部分組成，采用光纖以太網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)，其典型物理結(jié)構(gòu)如圖1。2.1系統(tǒng)構(gòu)成（圖1）（華電嘉峪關(guān)1MW環(huán)網(wǎng)示意圖）站控層由監(jiān)控主機和遠動通信裝置構(gòu)成，提供全站設(shè)備運行監(jiān)控、視頻監(jiān)控、運行管理。網(wǎng)絡層由現(xiàn)場網(wǎng)絡交換設(shè)備、網(wǎng)絡線路、站控層網(wǎng)絡交換設(shè)備等構(gòu)成，提供全站運行和監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)與通信（配有安全可靠地防火墻）?，F(xiàn)場設(shè)備層/現(xiàn)場設(shè)備間隔層由發(fā)電設(shè)備、配電與計量設(shè)備、監(jiān)測與控制裝置、保護與自動裝置等構(gòu)成，提供全站發(fā)電運行和就地獨立監(jiān)控功能。發(fā)電系統(tǒng)通過增加串行通信到以太網(wǎng)通信的介質(zhì)轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、增加以太網(wǎng)交換機和鋪設(shè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層與站控層的連接，形成中間網(wǎng)絡層。對采用串行通信到以太網(wǎng)通信介質(zhì)轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)構(gòu)成的以太網(wǎng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，網(wǎng)關(guān)宜與其接入設(shè)備相對集中在現(xiàn)場設(shè)備間隔層。硬件構(gòu)成發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備宜由以下三部分構(gòu)成：站控層設(shè)備：包括1臺或可選2臺運行監(jiān)控主機、可選1臺視頻監(jiān)控主機、可選1臺或2臺嵌入式遠動通信裝置、可選打印機、可選音箱等；網(wǎng)絡設(shè)備：包括網(wǎng)絡接口卡、可選介質(zhì)轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、可選以太網(wǎng)交換機、網(wǎng)絡連線等；現(xiàn)場設(shè)備層：包括逆變器、環(huán)境監(jiān)測儀及其通信裝置、直流/交流配電柜及電表、匯流箱、光伏陣列站控層主機配置應能滿足整個系統(tǒng)的功能要求及性能指標要求，主機臺數(shù)應與發(fā)電站的規(guī)劃容量相適應。應選用性能優(yōu)良、符合工業(yè)標準的產(chǎn)品。運行監(jiān)控、視頻監(jiān)控工作站應滿足運行人員操作時直觀、便捷、安全、可靠的要求。對具備調(diào)度通信要求的一定規(guī)模發(fā)電站，運動通信裝置宜采用雙套冗余配置。遠動通信容量及性能指標應能滿足發(fā)電廠與電網(wǎng)調(diào)度通信中心遠動功能及規(guī)約轉(zhuǎn)換要求。應設(shè)置GPS對時設(shè)備，其同步脈沖輸出接口及數(shù)字接口數(shù)量應滿足系統(tǒng)配置要求。打印機的配置性能應能滿足定時制表、召喚打印的功能要求。網(wǎng)絡媒介可采用屏蔽雙絞線、同軸電纜、光纜或以上幾種方式的組合，對戶外長距離的通信應采用光纜。軟件構(gòu)成軟件配置應包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制操作、防誤閉鎖、告警、事故順序記錄和事故追憶、畫面生成及顯示、計算及制表、系統(tǒng)時鐘對時、系統(tǒng)自診斷和自恢復、有功功率控制、無功電壓控制和其他專業(yè)應用等功能，宜配置繼電保護故障信息管理、功率預測和視頻監(jiān)視功能。在滿足性能要求的情況下，軟件可集中或分散配置，其功能應便于集成和擴展。軟件宜支持跨平臺運行。3系統(tǒng)功能支持不同的協(xié)議數(shù)據(jù)類型，完成從與協(xié)議有關(guān)的原始數(shù)據(jù)到與協(xié)議無關(guān)的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。能夠及時準確采集的數(shù)據(jù)包括數(shù)字量、模擬量、等電網(wǎng)數(shù)據(jù)模擬量量處理及監(jiān)視子系統(tǒng)模擬值以可調(diào)的存儲周期（秒級、分鐘級）存入歷史庫中，同時按照不同的以時間為單位的排列方式，快速的查找到所需的歷史數(shù)據(jù)。模擬量測量綜合誤差W0.2%電網(wǎng)頻率測量誤差W0.01Hz畫面實時數(shù)據(jù)更新周期（模擬量）W3s數(shù)字量狀態(tài)監(jiān)視子系統(tǒng)用戶可以在線監(jiān)控開關(guān)量的屬性。包括：事故判據(jù)、取反標志、報警狀態(tài)、報警類型、是否報警、報警跳畫面、變位打印輸出、變位記錄存檔、變位統(tǒng)計、遙控閉鎖條件計算量點等。要求自動記錄每一次人工操作，以備查詢。遙測信息響應時間（從I/O輸入端至遠動工作站出口）W3s遙信變化響應時間（從I/O輸入端至遠動工作站出口）W2s畫面實時數(shù)據(jù)更新周期（開關(guān)量）W2s控制操作正確率100%遙控動作成功率299.99%操作權(quán)限遙控操作可在任何畫面上預定義的操作對象上進行，系統(tǒng)具有多種校核方式，以滿足系統(tǒng)對遙控操作的安全性、正確性和速度的要求。權(quán)限：操作者輸入口令，以確認是否具備操作權(quán)限，操作權(quán)限可人工設(shè)置。驗證：操作者選擇操作對象，程序校核該對象是否可控，并彈出遙控對話窗口，顯示啟發(fā)對象的屬性描述，供操作員再確認。操作記錄：操作人員姓名、操作時間、操作內(nèi)容結(jié)果（狀態(tài)量狀態(tài)改變）等記錄下來，存檔于控制作記錄中，可分類檢索顯示、打印等。配置用戶：包括用戶管理、角色管理、權(quán)限管理。能夠添加、修改、刪除系統(tǒng)用戶，能夠定義每個用戶的角色，也能為每個用戶或每種角色分配系統(tǒng)各種功能的使用權(quán)限。事件、報警及事故處理當系統(tǒng)任何節(jié)點、任務模塊出現(xiàn)故障或異常，在處理系統(tǒng)實時的或歷史的數(shù)據(jù)過程中發(fā)現(xiàn)異常、故障時，系統(tǒng)自動給出各種報警提示。包含預設(shè)的語音報警、報警簡報窗口顯示、報警總表顯示、報警流水帳即時打印、報警推畫面、圖元/線條/區(qū)域變色等。可單獨使用，也可組合使用，可在調(diào)度工作站或其他工作站上實現(xiàn)，并可根據(jù)工作站的職責范圍有選擇性地報警。報警提示：當狀態(tài)量發(fā)生變位（正常變化或事故變位），在預先設(shè)定的畫面中予以閃爍，提醒操作員的注意。當報警被確認或報警消失后，閃爍自動解除。分類的報警窗口:不同種類的報警按用戶設(shè)置放置在不同報警簡報窗口中顯示，包括報警時間、地域信息、報警類別、報警內(nèi)容等。在醒目的報警態(tài)顏色和閃爍態(tài)之間閃爍，報警被確認且報警狀態(tài)未被消失則用報警顏色顯示報警信息，報警被確認且報警狀態(tài)消失后用正常顏色顯示報警信息。報警存儲及統(tǒng)計查詢：系統(tǒng)產(chǎn)生的報警全部存入事件庫中，存入的信息包括告警時間、站點信息、告警類別、告警描述等。同時可以按時間、地域信息、報警類別、描述等做復雜的關(guān)鍵字組合查詢和進行復雜的統(tǒng)計。3.53.5運行監(jiān)控運行監(jiān)控工作站是發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)與運行人員聯(lián)系的主要界面，現(xiàn)場設(shè)備就地控制是應急情況下的備用界面。運行監(jiān)控工作站應為運行人員提供包括：調(diào)用、顯示和拷貝各種圖形、曲線、報表；發(fā)出控制操作命令；查看歷史數(shù)據(jù)及各項參數(shù)或定制；數(shù)據(jù)庫定義和修改，軟件系統(tǒng)參數(shù)定義和修改；圖形及報表的生成、修改；報警確認，報警點的抑制/恢復；運行文件的編輯、制作等。圖形監(jiān)控畫面內(nèi)容應包括：全站實時生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)、電氣接線圖與參數(shù)、設(shè)備通信聯(lián)絡與工況、設(shè)備參數(shù)、并網(wǎng)點參數(shù)、電能質(zhì)量監(jiān)測、歷史發(fā)電趨勢分析、發(fā)電預測圖等。圖形監(jiān)控畫面形式應包括：文本或圖符表示的日期時間、模擬量值、遙信狀態(tài)值、電能量值、實時統(tǒng)計值、歷史數(shù)據(jù)、計算值等；曲線方式顯示的數(shù)據(jù)歷史或?qū)崟r變化趨勢等。對測點的不同質(zhì)量狀態(tài)、遙信的不同值圖符應有顯著區(qū)別或動畫效果?？刂撇僮髋c調(diào)節(jié)應具備：操作權(quán)限檢查、同一時刻操作的唯一性檢查、位置檢查等安全措施。人工控制應包括主控室控制、現(xiàn)場設(shè)備控制兩級，并具備站控層和現(xiàn)場設(shè)備的控制切換功能，現(xiàn)場設(shè)備控制權(quán)限級別高于站控層，同一時刻只允許一級控制。當站控層設(shè)備及網(wǎng)絡停運后，應能在現(xiàn)場設(shè)備層對斷路器、逆變器等設(shè)備進行一對一人工控制操作。在自動控制過程中，程序遇到任何軟、硬件故障均應輸出報警信息，停止控制操作，并保持所控設(shè)備的狀態(tài)。3.6視頻監(jiān)控光伏發(fā)電站宜配置視頻監(jiān)控和安防系統(tǒng)，在光伏陣列場地周邊根據(jù)場地大小應配置1?4個帶云臺控制攝像頭，在設(shè)備室應配置1?2個固定攝像頭；在主控室和設(shè)備室宜設(shè)置煙感等安防設(shè)備；在主控室配置視頻監(jiān)控工作站。應能同時顯示光伏陣列場地及站內(nèi)的任意多個視頻畫面，并且切換靈活，方式多樣如定時切換、人工切換和報警聯(lián)動。應具備對圖像進行控制，包括云臺動作、光圈大小、聚焦遠近和變倍等。應具備各種形式的數(shù)字視頻錄像，如計劃錄像、人工錄像和報警聯(lián)動錄像等，并能方便的檢索、回放控制錄像3.7在線統(tǒng)計與制表應對發(fā)電站運行的各種常規(guī)參數(shù)進行統(tǒng)計計算，包括日、月、年、時段的最大、最小值及其出現(xiàn)時間、平均值、越限次數(shù)、越限時間、越限率、合格率等。應能充分利用歷史數(shù)據(jù)和以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)，生成不同格式的生產(chǎn)運行報表。并按要求方式打印輸出。生產(chǎn)運行報表應能由用戶編輯、修改、定義、增加和減少3.8打印管理圖表/報表可以輸出到任意指定的打印機，包括本地和網(wǎng)絡。圖表/報表打印設(shè)置可以使用系統(tǒng)缺省的打印機，也可以圖表/報表都有自己的打印設(shè)置?？梢苑猪撦敵?、指定區(qū)域輸出、比例縮放輸出。圖表/報表尺寸任意指定。定時打印用戶指定報表、報警即時打印。3.9歷史數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)庫至少保存至少5年以上歷史數(shù)據(jù)。用戶自定義數(shù)據(jù)點歷史存儲周期歷史數(shù)據(jù)歸檔實時庫運行時進行常用歷史統(tǒng)計峰、谷、平統(tǒng)計和再統(tǒng)計功能任意歷史數(shù)據(jù)查詢檢索時間不應大于20s。3.10可靠性年可用率不應小于99.9%。平均故障間隔時間不應小于20000h。運行壽命不應小于10年。遙控操作正確率應等于100%，遙控操作成功率不應小于99.99%。事故時遙信正確動作率不應小于99%，事故畫面及告警正確率不應小于99.98%。事件順序記錄分辨率站內(nèi)不應大于2ms。系統(tǒng)測量誤差不應超過±1.5%。系統(tǒng)時間誤差不應大于1ms。重要電氣參數(shù)突變至畫面顯示的響應時間不應大于2s。開關(guān)變位至畫面顯示的響應時間不應大于2s?？刂泼顝纳傻捷敵龅臅r間不應大于2s。一般電氣參數(shù)更新周期不應大于5s，次要電氣參數(shù)更新周期不應大于10s。視頻信號延遲時間不應大于3s。動態(tài)畫面切換響應時間不應大于1s。畫面告警信息推出時間不應大于3s。歷史數(shù)據(jù)聯(lián)機檢索時間不應大于5s。能在1s內(nèi)完成5000點數(shù)據(jù)的處理。4集中監(jiān)控功能1設(shè)備網(wǎng)絡圖2設(shè)備運行狀態(tài)3設(shè)備詳細信息4當天發(fā)電量波形5.直流電壓波形6.直流電流波形7.光照波形8.溫度波形9.逆變器采集詳細數(shù)據(jù)10.電表采集詳細數(shù)據(jù)11.溫度采集詳細數(shù)據(jù)12.HCPV面板溫度采集詳細數(shù)據(jù)13.光照采集詳細數(shù)據(jù)14.風速采集詳細數(shù)據(jù)15.風向采集詳細數(shù)據(jù)16.報警信息17.按電站，按組顯示數(shù)據(jù)18.按設(shè)備，按組顯示各種曲線19.日統(tǒng)計，月統(tǒng)計，年統(tǒng)計等分析報表20.光照，溫度效能分析21.不同設(shè)備，不同組效能分析比較22.不同光伏組件效能分析23.數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)倉庫分析5主要控制參數(shù)5.1逆變器接入目的：監(jiān)測和控制采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：累加參數(shù)：當前總功率、發(fā)電量（日、月、季度、年、總）、二氧化碳減排量（日、月、季度、年、總）、報警次數(shù)；運行參數(shù)：直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、電流、逆變器機內(nèi)溫度、時鐘、頻率；運行狀態(tài)：運行、關(guān)閉、待機；報警警數(shù)據(jù)：逆變器廠商所提供的設(shè)備報警數(shù)據(jù)，系統(tǒng)保證不遺漏任何一家廠商設(shè)備的任何一個原生告警?？刂频膬?nèi)容：開啟、停止、參數(shù)設(shè)置/調(diào)整通訊方式：RS485/Modbus協(xié)議5.2匯流箱接入目的：監(jiān)測和控制采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：光伏陣列每路電流或每個光伏陣列電流報警數(shù)據(jù)：設(shè)備可提供的所有報警數(shù)據(jù)；控制內(nèi)容：開啟、停止通訊方式：RS485/Modbus協(xié)議5.3光伏陣列接入目的：監(jiān)測和控制采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)狀態(tài)位置：高度角、方位角等；運行狀態(tài)：運行、關(guān)閉、待機；報警數(shù)據(jù)：系統(tǒng)急停傳感器故障未檢測到原點高度角超極限方位角超極限控制內(nèi)容：開啟、定位、停止通訊方式：RS485（確定廠家待溝通）光伏陣列（光伏陣列溫度測量儀）接入目的：監(jiān)測采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：溫度控制內(nèi)容：無通訊方式：RS485/Modbus協(xié)議視頻接入目的：監(jiān)測和控制采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：影像控制內(nèi)容：云臺：放大、縮小、轉(zhuǎn)向通訊方式：RS485/Modbus協(xié)議氣象監(jiān)測儀>接入目的：監(jiān)測>采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

溫度傳感器：環(huán)境溫度光照傳感器：光照強度風速傳感器：檢測風速等級風向傳感器：檢測風向>控制內(nèi)容：開啟、停止>通訊方式：RS485/Modbus協(xié)議主要參數(shù)序號對象內(nèi)容1太陽跟蹤系統(tǒng)高度角2方位角3運行狀態(tài)4自動/手動狀態(tài)5抗風雪狀態(tài)6逆變器直流側(cè)電壓7直流側(cè)電流8直流側(cè)功率9交流側(cè)電壓Ua10交流側(cè)電壓Ub11交流側(cè)電壓Uc12交流側(cè)電壓Uab13交流側(cè)電壓Ubc14交流側(cè)電壓Uca15交流側(cè)電流Ia16交流側(cè)電流Ib17交流側(cè)電流Ic18交流側(cè)有功功率19交流側(cè)無功功率20交流側(cè)功率因數(shù)21逆變器溫度22日發(fā)電量23月發(fā)電量24年發(fā)電量

25 累計發(fā)電量26光伏逆變器最大可發(fā)有功27光伏逆變器無功輸出范圍28并網(wǎng)點并網(wǎng)點電壓Ua29并網(wǎng)點電壓Ub30并網(wǎng)點電壓Uc31并網(wǎng)點電壓Uab32并網(wǎng)點電壓Ubc33并網(wǎng)點電壓Uca34并網(wǎng)點電流Ia35并網(wǎng)點電流Ib36并網(wǎng)點電流Ic37并網(wǎng)點有功功率38并網(wǎng)點無功功率39并網(wǎng)點功率因數(shù)40并網(wǎng)點上網(wǎng)電量41并網(wǎng)點A相電壓閃變42并網(wǎng)點B相電壓閃變43并網(wǎng)點C相電壓閃變44并網(wǎng)點A相電壓偏差45并網(wǎng)點B相電壓偏差46并網(wǎng)點C相電壓偏差47并網(wǎng)點A相頻率偏差48并網(wǎng)點B相頻率偏差49并網(wǎng)點C相頻率偏差50并網(wǎng)點A相諧波THD51并網(wǎng)點B相諧波THD52并網(wǎng)點C相諧波THD53主升壓變壓器低壓側(cè)電壓Ua54低壓側(cè)電壓Ub55低壓側(cè)電壓Uc56低壓側(cè)電壓Uab57低壓側(cè)電壓Ubc58低壓側(cè)電壓Uca59低壓側(cè)電流Ia序號對象內(nèi)容序號對象內(nèi)容60低壓側(cè)