光伏电站无线GPRS、3G监测系统方案技术分析

ConnectingThings2011.11光伏电站无线GPRS、3G监测方案技术分析2020年7月13日ConnectingThings宏电简介Page:22020年7月13日商业模式参考上海淘科网络技术有限公司（目前这个公司只有15人，其中研发11人）现有商业模式，他们的系统名称是：光伏电站的网络监控管理系统——绿色电力网；上海淘科网络技术有限公司运营平台地址：淘科光伏电站的网络监控管理系统主要由中心软件平台（已经开发了行业很多家逆变器的协议）+光伏系统数据采集器（类似我们的DTU，他们做无线和有线通讯方式的两种）组成；整个系统的核心在于他们的应用平台；光伏系统数据采集器分为8路和16路，8路一个月收500元服务运营费，16路一个月收600元服务运营费，光伏系统数据采集器和中心软件平台（软件中心在他们公司，只给客户开放客户端使用）他们都不收钱；ConnectingThings宏电简介2020年7月13日商业模式如果按照天通公司海宁皮革城光伏电站为例，3.6MW光伏电站，大概180个逆变器；如果选用淘科的16路的光伏系统数据采集器，就是需要配（180/16）=11个光伏系统数据采集器，1个光伏系统数据采集器收费：600元/月*12个月＝7200元/年；总系统单年总收入＝11个光伏系统数据采集器*7200元/年＝79200元；如果按五年运营管理计算＝79200元/年*5年＝396000元；如果我们来做的话，硬件成本投入11个DTU即可，软件需要开发设计；也可以考虑用组态软件实现；天通计划在嘉兴做100个学校的光伏电站，这样做运营的话就多了。天通郑总想让我们来开发这一整套系统，然后进行推广应用，跟我们共同分享运营成果。ConnectingThings宏电简介Page:42020年7月13日方案的急需解决的问题1、台达逆变器RPI203N产品的通讯协议分解（通讯协议这个台达公司会提供）；2、中心管理应用软件的功能规划、设计、开发；ConnectingThings宏电简介Page:52020年7月13日系统拓展功能1、光伏电站现场视频或图片监控2、光伏电站配网自动化监控3、光伏电站现场气象信息监控4其他ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:6方案介绍光伏电站无线GPRS、3G监测方案技术分析ConnectingThings2020年7月13日Page:7系统方案设计概述光伏并网发电系统一般由太阳能光伏电池板、逆变器以及交流控制器组成。为保证每部分器件能正常运行需要对不少参数进行测量，保存，分析和控制。众所周知，电站的日常运行数据对于电站系统的管理，设备的维护，以及今后的科研分析具有重要的参考价值。但是太阳能电站存在占地面积较大的特点，数据采集显示过于零散，没有一个集中的平台集中观测、存储数据，导致分析和控制上的不便和困难。因此，本文解析一种光伏电站的应用技术分析，通过Modbus-RTU以及Modbus-TCP/IP协议进行通信，进行各电流和电压等信号的采集显示，将多个光伏并网发电系统的各电流和电压信号在一个现场控制中心显示屏内集中显示，并且能显示实时波形，读取历史数据波形，远程控制中心也能够读取现场的实时数据便于各部门的信息共享。ConnectingThings2020年7月13日Page:8光伏电站监控系统建模光伏电站监控系统建模电站由n个三相光伏并网逆变器和无线GPRS、3G通讯终端组成，监控系统的模型服务包括：(1)数据显示功能：根据需要实时显示参数的类型将监控系统的模型属性分成电站公共参数和单台逆变器的运行参数两大类。而需要显示的参数又可以分为采集类数据(需要数据采集电路采集才能得到的数据)和显示类数据(通过对已采集到的数据处理加工即得到的数据)。具体属性如表1所示：ConnectingThings2020年7月13日Page:9光伏电站监控系统建模ConnectingThings2020年7月13日Page:10光伏电站监控系统建模(2)对下位机逆变器控制系统的配置。由于每台三相光伏并网装置的结构主要包括光伏电池阵列、逆变主功率电路、滤波电感排、DSP控制板、数据采样电路等。数据采集板将表1中需要采集的数据送给DSP控制板，由DSP控制板完成最大功率跟踪(MPPT)和计算出合适的PWM脉冲，控制主功率电路的工作，通过滤波电抗器并入电网。本监控系统可设置要用到的三相电压、三相电流、阵列电压、阵列电流各采集点数的配置，对显示的电压电流有效值计算点数的配置。(3)监控系统所有逆变器的运行状态，当设备出现故障时立即报警提示，并存储故障信息，包括故障的时间(年月日格式)和故障原因供分析人员查看。故障类型包括：电网电压过高；电网电压过低；电网频率过高；电网频率过低；直流电压过高；逆变器过载；逆变器短路；逆变器温度过高；DSP故障；MSP430故障；逆变器孤岛运行；通信失败。同时在必要时采取措施，如将故障逆变器撤离电网，呼叫修理人员修理设备、恢复通信等。ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:11系统组网设计图光伏电站主要由前端采集模块、逆变器、无线GPRS、3G网络远程监控以及监控中心软件等部分组成。如图1所示，具体功能如下：RS485RS485RS485ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:12中心管理应用软件构想中心管理应用软件构想：中心管理应用软件软件，基于B/S架构模式，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，具有简单灵活的可视化操作界面，实时性强，有良好的并行处理性能，在自动化领域有着广泛的应用。中心软件根据所用场合不同，可分为嵌入版、通用版和网络版。嵌入版主要以触摸屏为载体，一般分散在现场使用，虽然也集成了人机交互界面，但它是专门针对实时控制而设计的，应用于实时性要求高的控制系统中，不是针对集中的数据监测。而通用版组态软件主要应用于实时性要求不高的监测系统中，它的主要作用是用来做监测和数据后台处理，比如动画显示、报表等。与通用版相比，网络版则更侧重于数据的共享，用户可以通过标准的IE浏览器浏览安装了网络版的服务器，使信息收集更集中，更多部门分享。ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:13公共参数显示和配置界面ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:14各逆变器运行参数显示界面ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:15监控界面ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:16数据曲线ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:17历史信息ConnectingThings宏电简介2020年7月13日Page:18报表ConnectingThings谢谢！2020年7月13日