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光伏信息化管理系統研究論文
摘要：目前，數字化、信息化已經深入各行各業，數字化技術和產品已經在國民生產和人民生活中發揮了重要作用。為了更好地將這些分散的發電系統進行集中管理和調度，提高其利用率，實時監控光伏電站的運行狀況變得越來越重要，發電系統的信息化管理也成為必然趨勢。光伏信息化管理系統要嚴格按照光伏電站建設的技術防范，采用高標準的監控系統設計原則，以達到總體建設目標。可以將每一種型號逆變器所在點認為是一個站點，把不同站點的信息進行數據化和統一化，進而優化以及完善電網運行的管理。
關鍵詞：光伏發電；分布式并網發電；信息化系統；數據庫
引言
近年來，太陽能技術廣泛應用于各行業，太陽能產業得到快速穩定的發展［１］。光伏發電企業在生產中則需要采取先進技術去優化與完善電網的運行管理，進而保障電力用戶的安全用電。本文基于日新信息中心（武漢市日新科技有限公司的數據中心）的實際情況，對基于多站點的光伏信息化管理系統進行研發設計。
１信息中心的系統拓撲結構及規劃
日新信息中心的需求功能主要體現在數據的采集、存儲與展示上，同時也能為下一步的信息化綜合管理、系統診斷與智能調度提供統一的數據平臺與支撐。該系統的拓撲結構圖如圖１所示。按照日新科技現在的情況，武漢國際博覽中心將申請單獨的線路和日新信息中心相連通，而日新科技園和日新信息中心有直接的光纖相通，也將建立無線通信。其整體規劃如圖２所示。
２系統架構
系統總體構架分為４個層次實現：應用層、服務層、設備驅動層、數據層，如圖３所示。各層次中，應用層負責與使用者進行交互，將使用者所需數據以直觀、合理的方式展現給使用者，并記錄使用者的輸入信息或操作指令，將其傳遞給服務層進行處理；服務層負責進行業務的實際處理、數據運算、處理流程的控制；設備驅動層負責與設備進行通信，從設備中獲取數據并進行解析后轉換成系統能夠識別的數據格式，同時還提供逆向處理，即將系統希望發送給設備的信息組織成設備能識別的格式并傳送給設備［２］。
２．１監控子系統
本地監控子站系統是對不同類型、不同廠商的設備進行數據采集和解析，并在處理數據后存入數據庫；入庫的數據可以通過規定的協議向數據中心服務器上傳；管理人員可以通過界面來掌握電站和設備的當前運行狀況和歷史運行數據，包括電站整體的發電量、功率和各設備的運行參數、故障等。
２．２子系統軟件架構
本子系統采用Ｃ／Ｓ結構（客戶／服務器）實現。系統整體分為四個主要模塊：數據通信模塊、數據分析模塊、數據展示模塊、設備故障報警模塊。每個模塊功能在系統界面中操作實現，數據通信模塊則作為整個系統的后臺程序，保持不間斷的運行狀態。子系統軟件構架如圖４所示。數據通信模塊針對不同設備的特定通信協議做不同的處理，使得系統能夠實現對多種不同設備通信，對智能設備進行數據采集和解析，并能通過規定的協議向數據中心服務器上傳數據。其主線流程圖如圖５所示。數據分析錄入模塊主要是針對系統采集解析的數據進行相應的分析，作不同的歸納處理，存入數據庫相應的數據表中，以便系統其他部分調用［３］。
３區域監控中心
Ｗｅｂ系統Ｗｅｂ系統必須完成對分散在光伏電站本地系統中的數據進行全面的分析和收集，來實現光伏電站的遠程維護和運營管理。這樣的整體化方案的架構體系包括三層：數據采集、網絡傳輸、數據存儲與應用［４］。系統功能模塊如圖６所示。
４模塊設計
本地監控系統，即在光伏電站本地使用的監控系統。該系統主要完成：對設備數據的采集整理，并入庫保存；設置設備參數和控制設備；將數據上傳至數據中心；以合適的方式展示實時數據和歷史數據；導出電站報表和設備報表等功能［５］。通過本地監控系統，電站維護人員可以很方便地掌握整個電站的運行狀況和每臺設備的運行狀況，并且可以與歷史數據進行分析比對［６］。實際模塊設計如圖７所示。
５系統效果圖
系統展示效果。系統最終可以展示日發電量、收益、功率、日照強度、環境溫度以及電站的各個設備實時的詳細數據信息，如圖１０所示。
６結語
本文提出了基于多站點的光伏信息化系統研發以及多站點不同逆變器兼容的設計方案，優化以及完善電網運行的管理，可以給分布式光伏發電的運行提供可靠的系統支撐，進而保障電力用戶的實時安全用電。后期隨著并網的發展，可以引入基于Ｈａｄｏｏｐ的分布式全文檢索［７－８］及相關技術，改善數據的索引及使用，進一步實現系統的智能化。
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