计算机监控系统及电源设备远程控制方案

1.计算机监控系统的内容

计算机监控系统包括数据采集、显示、控制、数据传输等内容。计算机监控系统以智能化电气设备为基础，以串行通信总线（现场总线）及光纤为通信载体，将太阳电池组件、逆变器、站级10／0.27kV系统、辅助系统、在线智能监测和监控设备等组成一个实时网络，通过网络内信息数据的流动，采集上述系统全面的电气数据进行监测，以采集的数据为基础进行分析处理，建立实时数据库、历史数据库，实现报表制作、指标管理、保护定值分析及管理、设备故障预测及检测、设备状态检修等电站电气运行优化、控制及专业管理功能。

2.计算机监控系统的结构

计算机监控系统为开放式分层、分布式结构，可分为站控层、网络层和间隔层。站控层为全站设备监视、测量、控制、管理的中心，通过光缆或屏蔽双绞线与间隔层相连。间隔层按照不同的电气设备，分别布置在对应的开关柜内，在站控层及网络失效的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层设备的监视和断路器控制功能。计算机监控系统通过远程工作站与调度中心保持通信联络。

站控层的主要设备包括主机／操作员站、远程工作站、网络交换机、通信管理机、打印机、GPS时钟；网络层的主要设备包括网络设备及规约转换接口等；间隔层的主要设备包括全分散式的智能汇流箱数据箱采集处理装置、逆变器监控单元、环境参数采集仪以及电站一次设备所用的保护、测量、计量设备等二次设备。图17-11为10MWp光伏电站监控系统示意图。

3.计算机监控系统的主要功能

1）数据采集与处理。

2）安全检测与人机接口。

3）运行设备控制、断路器及隔离开关的分合闸操作、厂用系统的控制。

图17-11㊀光伏电站监控系统示意图

4）数据通信。

5）系统自诊断。

6）系统软件具有良好的可修改性，能很容易地增减或改变软件功能及方便升级。

7）自动报表及打印。

8）时钟系统。

4.计算机监控系统的主要设备

选用两台工控计算所作为站级控制设备，其中一台为主机／操作员工作站，另一台作为通信远程工作站，另配制打印机两台、语音报警音响设备一套。(www.xing528.com)

选用两套2kVA的UPS，为计算机监控系统站控层设备供电。

5.计算机监控发电设备及逆变器

1）发电设备有光伏阵列、汇流箱、直流配电柜、逆变器及交流配电柜。

2）太阳电池组件不单独设监控保护，汇流箱与逆变器共用一套监控系统，汇流箱对电池组件的实时数据进行测量和采集，共用的监控系统对其进行分析处理，对电池组件进行故障诊断和报警并及时发现汇流箱自身存在的问题，处理结果通过通信控制层传输到站控层，由运行人员监视和处理。

3）汇流箱与逆变器共用监控系统功能如下：

①电池组件、逆变器可在LCD上显示运行、故障类型、实时功率、电能累加及并网等参数，采用键盘、LCD和打印机进行人机对话。

②电池组件、逆变器设有就地控制装置，与集中控制室联动。电池组件、逆变器的保护和检测装置由厂家配置，如温升保护、过负荷保护、电网故障保护、传感器故障信号等，保护装置动作后，逆变器出口断路器跳开，并发出信号。

③电池组件、逆变器远程监控在中控室，控制系统设有多级访问权限控制，有权限的人员才可进行远程操作。

4）显示每个子阵列及全部阵列数据，其数据包括：直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、逆变器机内温度、时钟、频率、功率因数、当前发电功率、日发电量、累计发电量、累计CO₂减排量、每天发电功率曲线图、每天发电量、月发电量、每兆瓦发电量显示、累积发电量显示、每天工作时间显示、系统运行时间、电池板表面温度显示、风力显示、气象台显示、阳光辐照强度显示。

5）有记忆功能，可查找历年的数据。

6）交、直流柜内设置直流线路保护开关、电流表、电压表，其开关状态及电流、电压等信号，通过通信控制层直接传输到站控层，由光伏电站运行人员远程监控。

7）报警装置：电流过小、电池组阵列出现短路、开路现象，可显示出电池组阵列编号位置；监控所有逆变器的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障；可查看故障原因及故障时间。故障信息包括以下内容：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、直流电压过低、逆变器过载、逆变器过热、逆变器短路、散热器过热、逆变器孤岛、DSP故障、通信失败。

8）可实时测出电网电压的幅值、频率和相位，如果发生失电，将在电网电压有关参数上产生跳变信号。

9）可远程数据传输。

10）最大功率点跟踪。将太阳电池方阵的电压和电流检测后相乘得到功率，然后判断太阳电池方阵此时的输出功率是否达到最大，若不在最大功率运行，则调整脉宽，调制输出占空比D，改造太阳电池方阵的工作点，再次进行实时采样，并做出是否改变占空比的判断，通过这样的寻优过程可保证太阳电池方阵始终运行在最大功率点。

6.10KV及35KV配电设备的监控

本光伏电站10kV及35kV配电设备包括：11台10kV箱式变压器、10kV开关站及35kV主变压器、35kV出线站，每台箱式变压器的高压侧配置有负荷开关及高压插入式熔断器，低压侧配置有低压断路器。10kV开关站为2进1出单母线接线，进出线设有户内成套金属封闭断路器，35kV侧采用变压器线路组。上述负荷开关、低压断路器、断路器可以就地控制，也可以由计算机监控系统实施远程集中控制，其动作信号均送至中控室。10kV箱式变、10kV开关柜及10kV断路器均有五防功能。