张继冬

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 本文深入探讨了光伏电站监控系统的解决方案。首先介绍了光伏电站监控系统的重要性和目标，接着详细阐述了监控系统的组成部分，包括数据采集、通信网络、监控中心等。分析了监控系统在光伏电站运行中的主要功能，如实时监测、故障诊断、性能分析等。通过实际案例展示了监控系统的应用效果，并指出了当前监控系统存在的问题及改进方向。最后，对光伏电站监控系统的未来发展趋势进行了展望。

一、引言

随着全球对可再生能源的需求不断增长，光伏发电作为一种清洁、可持续的能源形式，得到了广泛的应用和发展。光伏电站的规模和数量不断增加，对其运行管理的要求也越来越高。光伏电站监控系统作为保障电站安全、稳定、高效运行的重要手段，发挥着至关重要的作用。

二、光伏电站监控系统的重要性和目标

（一）重要性

1. 确保电站安全运行
   监控系统可以实时监测光伏电站的设备运行状态、环境参数等，及时发现潜在的安全隐患，如火灾、漏电等，采取相应的措施进行处理，确保电站的安全运行。

2. 提高电站发电效率
   通过对光伏组件的性能监测和分析，及时发现故障组件，进行维修或更换，提高光伏电站的整体发电效率。

3. 降低运维成本
   监控系统可以实现远程监控和管理，减少人工巡检的工作量和成本。同时，通过对设备故障的及时诊断和处理，减少设备停机时间，降低运维成本。

（二）目标

1. 实现对光伏电站的全面监测
   包括光伏组件、逆变器、汇流箱、变压器等设备的运行状态，以及光照强度、温度、风速等环境参数。

2. 提供准确的数据分析和报表
   为电站的运行管理提供决策依据，如发电量统计、设备性能分析、故障诊断等。

3. 实现远程监控和管理
   方便电站管理人员随时随地了解电站的运行情况，进行远程控制和调度。

三、光伏电站监控系统的组成部分

（一）数据采集

1. 传感器
   用于采集光伏电站的各种数据，如电压、电流、功率、温度、光照强度等。传感器的精度和可靠性直接影响监控系统的准确性和稳定性。

2. 数据采集器
   将传感器采集到的数据进行处理和存储，并通过通信网络将数据传输到监控中心。数据采集器应具备数据处理能力强、通信稳定可靠等特点。

（二）通信网络

1. 有线通信
   如以太网、RS485 等，适用于距离较近、数据传输量大的场合。有线通信具有稳定性高、传输速度快等优点。

2. 无线通信
   如 GPRS、Wi-Fi、ZigBee 等，适用于距离较远、布线困难的场合。无线通信具有灵活性高、安装方便等优点。

（三）监控中心

1. 服务器
   用于存储和处理光伏电站的监测数据，提供数据查询、分析、报表生成等功能。服务器应具备高性能、高可靠性等特点。

2. 监控软件
   提供友好的用户界面，方便电站管理人员进行操作和管理。监控软件应具备功能强大、操作简单等特点。

四、光伏电站监控系统的主要功能

（一）实时监测

1. 设备运行状态监测
   实时监测光伏组件、逆变器、汇流箱、变压器等设备的电压、电流、功率、温度等参数，掌握设备的运行状态。

2. 环境参数监测
   实时监测光照强度、温度、风速等环境参数，为电站的运行管理提供参考依据。

（二）故障诊断

1. 设备故障诊断
   通过对设备运行参数的分析，及时发现设备故障，如逆变器故障、汇流箱故障等，并给出故障诊断报告，指导维修人员进行维修。

2. 通信故障诊断
   监测通信网络的运行状态，及时发现通信故障，如数据传输中断、通信超时等，并进行故障诊断和处理。

（三）性能分析

1. 发电量分析
   统计光伏电站的发电量，分析发电量的变化趋势，评估电站的发电性能。

2. 设备性能分析
   对光伏组件、逆变器等设备的性能进行分析，评估设备的运行效率和可靠性。

（四）远程控制

1. 设备远程控制
   通过监控系统可以对光伏电站的设备进行远程控制，如逆变器的启停、汇流箱的开关等。

2. 参数远程设置
   可以对设备的参数进行远程设置，如逆变器的输出功率、汇流箱的电压等。

五、安科瑞分布式光伏发电系统解决方案

根据国家电网Q/GDW1480-2015 《分布式电源接入电网技术规定》：分布式电源并网电压等级可根据各并网点装机容量进行初步选择，推荐如下：8kW 及以下可接入220V；8kW~400kW可接入380V；400kW~6000kW可接入10kV；5000kW~30000kW以上可接入35kV。并网电压等级应根据电网条件，通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件，优先采用低电压等级接入。

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台软件可以帮助用户监视分布在区域内各分布式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）。显示接入的电站位置、数量、装机容量、发电量信息、减少碳排放以及年发电量排名

系统功能

1、综合看板

光伏电站位置显示,光伏电站数量，峰值发电功率，实时发电功率显示,统计所有光伏电站日、月、年发电量

计算标准煤节约量以及二氧化碳减排量柱状图展示每月发电量

2、电站状态

展示光伏电站发电功率，峰值功率等基本参数,统计当前光伏电站日、月、年发电量,摄像头实时监测

接入辐照度、环境温湿度、风速等环境参数显示当前光伏电站逆变器接入数量及其基本参数。

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

统计列表中所有光伏电站日、月、年发电量，支持柱状图和曲线图切换展示以及报表导出功能。

5、逆变器发电统计

统计当前光伏电站中所有逆变器的日、月、年发电量，支持柱状图和曲线图切换展示以及报表导出功能。

6、逆变器曲线分析

展示逆变器直流侧电压、电流曲线，交流侧功率曲线以及环境辐照度曲线、温度曲线。便于用户进行整体分析。

配置方案

在碳中和方案的可选项中，新能源的使用可能是较多的选择。风电和集中式光伏电站受地理和自然条件限制，不可能适用于所有地方，所以分布式光伏必将被大力发展。安科瑞在分布式光伏系统中可以提供汇流箱、直流汇流采集装置、防逆流检测装置、电能质量监测、直流计量、智能网关、分布式光伏运维云平台等解决方案。

六、结论

光伏电站监控系统是保障光伏电站安全、稳定、高效运行的重要手段。通过对光伏电站的全面监测、故障诊断、性能分析等功能，可以及时发现问题，采取相应的措施进行处理，提高电站的发电效率，降低运维成本。当前，光伏电站监控系统在数据准确性、故障诊断能力、通信稳定性、兼容性和扩展性等方面还存在一些问题，需要进一步改进和完善。未来，光伏电站监控系统将向智能化、集成化、可视化、云平台化方向发展，为光伏电站的发展提供更加有力的支持。

参考文献

[1] 光伏电站监控系统解决方案

[2] 安科瑞智能电网用户端电力监控/电能管理/电气安全（产品报价手册）.2023.01月版

[3] 卢德海.剩余电流式电气火灾监控系统设计浅[J].山西建筑，2015

[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11月版

作者介绍：

张继冬，男 ，本科，安科瑞电气股份有限公司，手机:18717707094（微信同号）。