常州恒生工業園光伏項目監控系統的設計與應用

安科瑞 張徐榕

 摘要：介紹常州恒生工業園光伏項目，采用智能逆變器采集配電現場的各種電參量。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000Z型電力監控系統實現配電室配電回路用電的實時監控和管理。

關鍵詞：分布式光伏;Acrel-2000Z;電力監控系統; 

0  概述 

  常州恒生工業園位于常州市天寧區北塘河路8號。主要為創業企業提供辦公、研發等。

  現場為屋頂光伏發電電力監測。現場安裝智能光伏逆變器及光伏并網柜。現場通過通訊總線將數據傳輸至監控值班室。

1  需求分析

  為保證屋頂光伏發電的統計與分析及對危險源實時監控。需要對項目現場的光伏逆變器及并網柜進線回路進行電壓、電流等參數進行實時在線監控。一旦監控點被監視參數異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。自動抄表功能節省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據。

  本技術條件適用于常州恒生工業園光伏項目監控系統。供方產品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產品應至少滿足本技術條件，但不于此，其技術性能應滿足對配電室數據監控的要求。

數據采集

  自動采集現場所有設備數據。

  支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。

  支持數據傳輸正確性檢驗，異常數據自動處理。

  支持多線程處理機制，提高數據采集效率，能同時對多個設備進行數據采集。

  數據實時顯示采用配電柜一次圖直觀顯示模式，各回路故障狀態直觀可見。

數據查詢與展示

  要求能方便實現客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析，各類統計分析的數據可靈活采用報表等方式直觀的展示功能。

權限管理

  要求對不同用戶賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。

系統要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應用環境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。

故障報警

  故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括電流超限等，現場儀表與監控系統通訊故障等。報警時間自動記入系統數據庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握配電室實時運行狀態，發現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。

2  系統方案

  安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統根據常州恒生工業園光伏項目現場實際情況，整體網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至物業值班室內的監控主機自帶串口，保障了電能管理監控系統傳輸的穩定性與實時性。

  現場共有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控主機上。

1）站控管理層

  站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在常州恒生工業園光伏項目中主要指置于值班室的監控主機。

2）網絡通訊層

  通訊層主要是由以總線網絡組成。總線網絡的主要功能是實現現電力儀表與站控管理層之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現場設備層

  現場設備層是數據采集終端，主要由多功能通訊設備組成，儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接直接接入到值班室的電力監控主機。

系統結構圖

智能儀表現場連接示意

  現場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數量在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  系統功能

  變電所實時監控系統圖為主監控畫面，主要實時監測變電所所有回路的運行狀態，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數和狀態，可以看到低壓進出線回路的常規電力參數，如：三相電壓、電流等。如下圖所：

低壓一次系統圖

  參數抄表功能，主要對低壓各出線回路的電能數據查詢。支持任意時刻電能查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢常州恒生工業園光伏項目回路的電參數，主要包括：三相電流、進線柜有功電度等。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

電能抄表

  系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。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示意圖。

通訊結構示意圖

  用戶權限管理，對不同用戶賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。

4  結束語

  在當今配電設施的應用中，分布式光伏發電項目越來越普遍，本文介紹的Acrel-2000Z電力監控系統在常州恒生工業園光伏項目的應用，可以實現對配電回路發電的實時監控，系統對采集數據的分析、處理，實時顯示各配電回路的運行狀態，該系統運行安全、可靠、穩定，為本項目解決光伏發電遠程監控問題提供了真實可靠的依據。