安科瑞分布式光伏运维云平台，可实现"可信、可视、可管可控"

安科瑞 李可欣

如何让分布式光伏发电站智能化起来？

摘要：文章结合“互联网＋光伏电站"的思想，利用互联网技术，通过将光伏电站数字化，建立了本地智能运维管理系统和远程协同运维管理系统，将现场光伏电站中各类设备的数据实时传输到集团数据中心并存储，并对数据进行统计和分析，实现了以大屏的方式实时展示。

关键词：互联网技术；光伏监控平台；能源管理；分布式光伏

如何让分布式光伏发电站智能化起来？

1研究背景

太阳能属于可再生能源的一种，具有储量大、可再生、就地可取等特点，因此成为目前人类所知可利用的较佳能源选择。随着全球可待续发展战略的实施，该技术得到了许多国家政府的大力支待，在全球范围内广泛使用。随着光伏发电行业逐步迈入了“平价上网"时代，未来我国的光伏行业具有巨大的发展空间，2019年我国光伏新增装机容量将达到43GW,累计装机容量达到216GW。

随着规模性的光伏电站的陆续建设和投入运行，光伏电站的建设质量问题、安全问题大量出现，设计缺陷、设备质盘缺陷施工不规范等问题都给光伏电站的质量和后期运维带来了严峻的挑战。这些问题单靠人力进行现场管理，不光是一种人力资源的浪费，而且无法及时发现和预防各种电站故障。为达到保证光伏发电系统质量、安全、经济运行的目的，建设一套集实时监控、集中管理、智能预警分析、灾害防范为一体的光伏电站智能化远程运营信息管理系统，来保证电站建立规范的管理机制，特别是保证电站质量管理和运维管理，显得尤为重要。

2现状及目的

目前，市场上相关的光伏监控类产品比较杂，但是基于“互联网＋＂的光伏大数据平台应用不多，整个行业方向尚处于探索阶段。业内比较有名的监控平台厂家主要是针对单个电站进行智能化管理，只是简单地运用了相关的信息技术，尚未将大数据技术融合到光伏系统中去。同时，这类企业在光伏行业的涉及面不广，在光伏的整个产业链方面具有一定的局限性。

智能光伏电站是全数字化电站，可实现"可信、可视、可管可控"。智能光伏电站采用创新组网方案，打破现有设计束缚，从简化建设、系统性能匹配、简化维护等角度重新对组件、线缆逆变器、升压变、监控与数据采集单元等系统部件进行组合优化。智能光伏电站具有主动电网自适应技术，利用智能逆变器的高速处理能力、高采样和控制频率、控制算法等优势主动适应电网的变化，实现更好的多机并联控制、更佳的并网谐波质量，更好地满足电网接入要求，提高在恶劣电网环境下的适应能力。建设光伏电站监控平台主要解决的问题及目的：

(1)提高对生产现场的实时监控能力。

(2)实现对光伏电站的质量监控。

(3)实现对发电生产的信息化、自动化管理。

(4)为提高管理与决策水平提供信息支撑。

(5)建设光伏电站监控设备的统一管理平台。

(6)整合各类监测数据，实现对不同人员的差异化服务。

3设计与实现

结合"互联网＋光伏电站"的思想，利用互联网技术，通过将光伏电站数字化、建立本地智能运维管理系统和远程协同运维管理系统，将现场光伏电站中各类设备的数据实时传输到集团数据中心并存储，然后对数据进行统计和分析，并大屏的方式实时展示，以充分满足用户对光伏电站的高发电量、低初始投资、低运维成本、高可靠性和安全性等需求为目的。在25年生命周期内，实现高收益、可运营、可管理、可演进。使管理人员快速、准确地了解光伏电站的发电效率和发电量，使运维人员对光伏电站中出现的设备故障做出及时的响应，对可能出现的质量问题做出预防，从而提高光伏电站的发电效率和运行质量。

监控平台整体布局

光伏监控平台采用纯浏览器和服务器(Browser/Server,B/S)结构的模式，以实现分布于不同地域的电站集中监控管理为目标而进行开发设计，为电站提供接入服务。平台系统主要由子站数据采集系统和远程监控中心两部分组成。实时采集各光伏电站运行参数数据，通过互联网远程传送到监控平台数据服务器内。监控中心服务器对每个电站数据进行汇总分析、管理和展示，实现区域内所有光伏电站的状态监控和运行指导。数据中心支持用户通过浏览器或智能手机终端远程登录查询。

监控中心提供强大的后台数据库服务器集群、数据磁盘阵列，以提供海量数据存储；完备的灾难恢复策略使用户的运行数据不丢失；数据检索、数据写入分离设计，提高数据库访问速度。监控数据服务中心的建设为实现光伏电站无人值守、投资安全、较优运行、较佳维护提供技术保障

系统架构设计

光伏监控平台从设备端、数据服务、应用服务3方面进行设计。设备端支持光伏电站中常用的设备如逆变器、汇流箱、环境监测仪、电表等，通过工业网关或通信管理机将不同厂家、不同型号及类型的设备进行统一数据管理，然后再通过不同的协议将数据上传到数据服务端。数据服务端通过数据接入模块、实时计算模块、规则映射模块将数据进行处理、统计、分析、分类存储。应用服务将数据实时展示给决策管理人员及电站运维人员。

系统技术实现

监控平台可运行在Windows或Linux系统中，Web及APP应用接口采用PHP技术进行开发，可运行在IIS,Apache,Ngix服务器上；数据库包含Redis,influxdb,MySQL数据库；数据接入、实时计算、规则映射模块采用C++开发。

系统展示

决策层、管理层及运维人员可以在不同地点用多种不同的方式通过监控平台实时了解、掌握各个电站运行的情况，可以快速响应电站出现的异常情况，减少电站的发电损失，提高运行效率。

4安科瑞分布式光伏运维云平台介绍

概述

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台通过监测光伏站点的逆变器设备，气象设备以及摄像头设备、帮助用户管理分散在各地的光伏站点。主要功能包括：站点监测，逆变器监测，发电统计，逆变器一次图，操作日志，告警信息，环境监测，设备档案，运维管理，角色管理。用户可通过WEB端以及APP端访问平台，及时掌握光伏发电效率和发电收益。

应用场所

目前我国的两种分布式应用场景分别是：广大农村屋顶的户用光伏和工商业企业屋顶光伏，这两类分布式光伏电站今年都发展迅速。

系统结构

在光伏变电站安装逆变器、以及多功能电力计量仪表，通过网关将采集的数据上传至服务器，并将数据进行集中存储管理。用户可以通过PC访问平台，及时获取分布式光伏电站的运行情况以及各逆变器运行状况。平台整体结构如图所示。

系统功能

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台软件采用B/S架构，任何具备权限的用户都可以通过WEB浏览器根据权限范围监视分布在区域内各建筑的光伏电站的运行状态（如电站地理分布、电站信息、逆变器状态、发电功率曲线、是否并网、当前发电量、总发电量等信息）。

1）光伏发电

（1）综合看板

●显示所有光伏电站的数量，装机容量，实时发电功率。

●累计日、月、年发电量及发电收益。

●累计社会效益。

●柱状图展示月发电量

（2）电站状态

●电站状态展示当前光伏电站发电功率，补贴电价，峰值功率等基本参数。

●统计当前光伏电站的日、月、年发电量及发电收益。

●摄像头实时监测现场环境，并且接入辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●显示当前光伏电站逆变器接入数量及基本参数。

（3）逆变器状态

●逆变器基本参数显示。

●日、月、年发电量及发电收益显示。

●通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线。

●直流侧电压电流查询。

●交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询。

（4）电站发电统计

●展示所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

（5）逆变器发电统计

●展示所选逆变器的时、日、月、年发电量统计报表

（6）配电图

●实时展示逆变器交、直流侧的数据。

●展示当前逆变器接入组件数量。

●展示当前辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●展示逆变器型号及厂商。

（7）逆变器曲线分析

●展示交、直流侧电压、功率、辐照度、温度曲线。

2）事件记录

●操作日志：用户登录情况查询。

●短信日志：查询短信推送时间、内容、发送结果、回复等。

●平台运行日志：查看仪表、网关离线状况。

●报警信息：将报警分进行分级处理，记录报警内容，发生时间以及确认状态。

3）运行环境

●视频监控：通过安装在现场的视频摄像头，可以实时监视光伏站运行情况。对于有硬件条件的摄像头，还支持录像回放以及云台控制功能。

硬件推荐：安科瑞4G通讯管理机 ANet-1E1S1-4G能源网关 能耗数据采集上传

ANet-1E1S1/1E2S1是安科瑞电气股份有限公司自主研发的一款基于嵌入式Linux平台专门针对物联网应用设计的通用型智能通信管理机，可满足水、电、气、油、冷量、热量等各种形式的用量及能源能耗分项计量数据采集的需求。产品采用高集成ARM芯片，具有高性能、低功耗、实时数据采集，实时数据监控、设备便捷管理等特点，广泛应用于建筑能耗系统，电力监控，电力需求侧，电网综能平台，泛在电力物联网等场景。

一、产品概述
 

ANet-1E1S1/1E2S1是安科瑞电气股份有限公司自主研发的一款基于嵌入式Linux平台专门针对物联网应用设计的通用型智能通信管理机，可满足水、电、气、油、冷量、热量等各种形式的用量及能源能耗分项计量数据采集的需求。

产品采用高集成ARM芯片，具有高性能、低功耗、实时数据采集，实时数据监控、设备便捷管理等特点，广泛应用于建筑能耗系统，电力监控，电力需求侧，电网综能平台，泛在电力物联网等场景。

二、型号说明

三、产品特点

■ 嵌入式Linux操作系统，高性能32位ARM处理器，功耗<10W

■ 金属外壳，导轨式安装

■ 支持2G/4G无线全网通

■ 灵活有效可复用的自定义模板库配置模式

■ 仪表信息点一键自动生成

■ 支持批量操作、可配步长填充等配置方式

■ 支持数据告警设置，实时报警上送

■ ANet0S系统防损保护算法提供系统运行、更新配置等错误

■ 防护且自动恢复能力

■ 支持4G路由网络，提供DHCP智能准入判断

四、技术参数

五、主要功能描述

六、系统示意图

审核编辑 黄宇