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分布式光伏接入智慧能源平臺方案

來源：武漢舜通智能科技有限公司 2023年11月06日 20:35

概述

光伏電站主要由光伏陣列、匯流箱、逆變器、低壓并網柜、升壓變等組成，最后產生交流并入電網或者分配到配電側供負載使用。目前光伏電站基本都采用組串式逆變器組建分布式或者集中式電站。整個電站系統包括：現場設備層、網絡層和站控層三部分組成，采用光纖以太網實現網絡互聯，提供電站：設備監控、視頻監控和運行管理、遠程管理。部分小規模分布式屋頂光伏、車棚光伏由于網絡布線不方便，而采用無線傳輸數據的方式。

一、分布式光伏電站拓撲圖示意圖

微信圖片_20231106184247.png

二、光伏電站設備采集清單

3.1 數據采集設備

序號	設備	用途	配置
1	逆變器	光伏發電系統主要監控設備，監控逆變器的工況、發電量等數據，控制逆變器的工作狀態	必選
2	并網柜	統計并網電量統計	可選
3	氣象站	采集光伏電站附近的氣象信息	可選

3.2 設備采集量

序號	設備	類別	采集量
1	逆變器	直流參數	直流電流、直流電壓、總直流功率
		交流參數	相電流、相電壓、線電壓、有功功率、無功功率、視在功率、并網頻率、功率因數
		電量參數	當日發電量、當月發電量、累計發電量
		環境參數	溫度
		狀態參數	運行狀態、報警
2	并網柜（電表）	基本參數	相電流、相電壓、線電壓、有功功率、無功功率、視在功率、并網頻率、功率因數、諧波、三相不平衡度
3	氣象站	氣象參數	溫度、濕度、輻照、風速等

3.3 重要事件

序號	對象	內容
1	逆變器	直流過壓
2		交流過壓
3		停機
4		關機
5		保護動作總信息
6		裝置故障
7		保護動作信號

三、光伏電站其它設備

序號	分類	設備	用途	配置
1	網關設備	通訊管理機（4G/有線）	1）采集逆變器、并網等設備數據； 2）將采集的數據上傳到平臺	必選
2	采集設備	氣象儀	采集光伏電站現場氣象信息，包括：風速、溫度、輻照等	可選
3	輔材	通訊線纜	RS485屏蔽雙絞線	必選
4		網絡線纜	網絡通訊線纜	必選
5		光纖	遠距離通訊組網	可選，根據現場網絡環境決定
6		開關電源	給通訊管理機供電	必選
7	網絡設備	交換機	網絡交換機，組網使用	可選
8	主機設備	PC電腦	本地站控系統	可選
9	視頻設備	槍機、球機	視頻監控現場環境	可選

四、數據接口

針對本地沒有任何SCADA監控系統，需要根據現場的光伏設備自行采集數據的現場，可以依托通訊管理機進行數據的集中采集和上傳。整個采集與傳輸過程包括：1）布線。逆變器，并網柜等這些設備需要通過485通訊線纜連接到通訊管理機的RS485端子上；

2）通訊調試。線纜接完后，需要配置工程到通訊管理機中，根據設備的通訊協議調試通訊管理機與設備之間的數據采集是否正常；

3）數據上傳。數據采集完成后，配置工程并配置上傳的服務器地址。根據服務器端協議，調試通訊管理機上傳的數據服務器是否可以正常收到，數據是否正確。完成以上三個主要的步驟后，即完成整個數據的接入工作。其工作示意圖如下：

微信圖片_20231106184304.png

5.1 舜通通訊管理機的特點

n 硬件特性

1）豐富的數據接口，RS232、RS485、以太網等多種接口

2）支持2G、4G無線網絡

3）支持USB接口，可以通過其更新通訊管理機的工程配置、更新更新

4）支持SD卡擴展存儲空間

5）支持一鍵重啟

6）寬電壓，支持9V-40V

7）工作溫度： -10 到 75攝氏度

8）存儲溫度：-20到80攝氏度

9）工作濕度：10%RH到90%RH無凝霜

10）抗震性能：符合IEC61131-2標準

11）抗靜電性能：2.5kv，符合EN61000-4-2、3級標準

12）認證標準：EN55011 Class A、EN6000-6-2、CE、FCC

n 軟件特性

1) 內置組態軟件，可以通過配置的方式實現與各類設備的互聯互通

2) 內置實時數據庫，可以完成數據的統一轉換、存儲、報警、計算

3) 內置關系數據庫，可以實現數據的本地存儲

4) 內置驅動監視功能，可以監視采集、上傳驅動與設備交互的報文

5) 內置豐富的協議，包括：IEC60870-101、IEC60870-103、IEC60870-103、modbusRTU、modbusTCP、modbusASCII、DLT/645-1997、DLT/645-2007、CDT、各省市建筑能耗協議等

6) 支持通過遠程方式維護管理機，包括：更新配置、設備重啟、校時等操作

7) 支持斷點數據上傳、數據加密等

五、通訊管理機

6.1 通訊管理機安裝示意圖

微信圖片_20231106184326.png

6.2 通訊管理機供電示意圖

微信圖片_20231106184438.png

6.3 通訊管理機采集協議

序號	類型	廠家	設備	型號	協議
1	PLC	西門子	S7	200	PPT
2				200_CP243	ProfiNet
3				300	ProfiNet
4				400	MPI
5				400	ProfiNet
6				1200	ProfiNet
7				1500	ProfiNet
8		施耐德	施耐德	M340	modbusTCP
9				M218	modbusTCP
10				TM258	modbusTCP
11				TM218	modbusTCP
12		Rockwell(AB)	Rockwell(AB)	AB 1734	SLC500_DF1
13				AB 1756	SLC500_DF1
14				AB 1761	SLC500_DF1
15				FlexLogix1794	SLC500_DF1
16				5000系列	EtherNet
17		三菱	三菱	FX3U-16MR	FX2nP
18				FX1s-10MT	FX2nP
19				FX1N-60MR-001	FX2nP
20				FX3G-40MT	FX2nP
21		歐姆龍	歐姆龍	CJ1W-ID211	HostLink
22				CJ1W-BAT01	HostLink
23				CP1H-X40DR-A	HostLink
24				CP1H-EX40DT-D	HostLink
25		臺達	臺達	AHCPU500-RS2	DELTA_DVP
26		臺達	臺達	dvp12se	DELTA_DVP
27		匯川	匯川	H1U-0806MT	FX2nP
28				H1U-1410MR	FX2nP
29				H1U-1614MT	FX2nP
30	傳感器	建大仁科	土壤溫度水分	RS-WS-N01-TR	modbusRTU
31			土壤水分傳感器	RS-SD-I20-TR	modbusRTU
32			土壤電導率溫度水分三合一	RS-ECTH-N01-TR-1	modbusRTU
33			光照強度	RS-GZ--2	modbusRTU
34			風速傳感器	RS-FS-*	modbusRTU
35	電表	深圳科陸	科陸	DSZ719	DLT645_1997/2007
36				DTS720	DLT645_1997/2007
37				DTZY719-Z	DLT645_1997/2007
38		長沙威勝	威勝	DTSD341-MB3	DLT645/modbusRTU
39				DSSD331-U9	DLT645
40				DSSD331-9D	DLT645
41				DDSF102-Z	DLT645
42		杭州華立	華立	HL624E-9SY	modbusRTU
43				DTSF545	modbusRTU
44				DSSF535	DLT645
45				DSSD719-G2	DLT645
46		廈門宇控	宇控	YK102	modbusRTU
47		安科利	安科利		modbusRTU
48		正泰	正泰		modbusRTU
49		深圳中電	中電		modbusRTU
50		珠海派諾	派諾		modbusRTU
51		安科瑞	安科瑞	PZ系列	modbusRTU
52		廣東雅達	雅達	YD2020	modbusRTU
53		福州需求側電力	PDSM	PDSM-10	modbusRTU
54		上海納宇	DTS	DTS8003	modbusRTU
55		江蘇斯菲爾	斯菲爾	PD194E-AHY/PD194Z-AHY	modbusRTU
56		上海仁廣電氣	RGB	RGB53X	modbusRTU
57		煙臺東方威思頓	威思頓	WE6301	modbusRTU
58		上海賓瑞自動化	BRN	BRN-E202/D30	modbusRTU
59		山東魯為	魯為		自定義
60	綜保	許繼	許繼	WGB-871	IEC-103、IEC-104
61		許繼	許繼	PMF700/910	IEC-103、IEC-104
62		南瑞	南瑞	NSC2200E	IEC-103、IEC-104
63		南自	南自	WPD243	IEC-103UDP
64		四方	四方		IEC-103
65		正泰	正泰	NZB6系列	modbusRTU、IEC-103
66		中電	中電	PMC340、PMC350	modbusRTU
67		安科瑞	安科瑞	PZ系列	modbusRTU
68		亞開電氣	亞開		IEC-101
69		安科利	安科利		modbusRTU
70		廣東銳捷	銳捷	RD系列	modbusRTU
71		西安市遠征	遠征	YZ310系列	modbusRTU
72		福州需求側電力	PDSM	PDSM-P200	modbusRTU
73		ABB	ABB	REF615	IEC-103、modbusRTU
74		北京安通尼	安通尼		IEC104
75		長園深瑞繼保	長園深瑞		IEC103
76		上海普爾頓	普爾頓		IEC103
77		深圳南瑞繼保	深瑞	SNY500系列	modbusRTU
78	斷路器	施耐德	施耐德		modbusRTU
79		曼頓	曼頓		modbusRTU
80		提姆	提姆		modbusRTU
81	變壓器溫控儀	華達	溫控儀	BWD-3K320	modbusRTU
82		華鷹	溫控儀	HY-BWD3K330AC	modbusRTU
83		泰獅	溫控儀		modbusRTU
84		富紳	溫控儀	BWD系列	modbusRTU
85		躍成電氣	溫控儀		modbusRTU
86		特順協	溫控儀		modbusRTU
87	水表	寧波水表股份	水表		CJ/T188-2014
88		大連優科水表	水表		modbusRTU
89		鞍山晨暉	水表		DTL645-2007
90		珠海駿銳科技	水表		CJ/T188-2014
91		濰微科技	水表		modbusRTU
92		京源中科科技	水表		modbusRTU
93		青島濟成電子	水表		CJ/T188-2014
94		新天科技股份	水表		CJ/T188-2014
95	氣表	天信儀表	氣表		modbusRTU
96	氣表	蒼南儀表	氣表		modbusRTU
97	熱量表		熱量表		CJ/T188-2014
98	逆變器	陽光電源	陽光電源		modbusRTU
99		科士達	科士達	科士達KSG系列	modbusRTU
100		追日	追日		modbusRTU
101		華為	華為		modbusRTU
102		古瑞瓦特	古瑞瓦特		modbusRTU
103	其它	武漢舜通	消防報警主機	QT-8DI4RO	modbusRTU
104		磐能科技	通訊管理機		IEC-104
105		襄陽科能機電	分布式單相接地故障報警		CDT
106			電磁流量計轉換器	L_mag	modbusRTU
107		航天冠智	聲光報警		modbusRTU
108		中科正奇	油煙檢測	zk-y50	modbusRTU
109		鼎興科技	漏電保護		DLT645
110		電信NB模塊	電信NB模塊		NB
111		長園共創電力安全技術	軟件	五防系統	CDT
112		OPCDA	軟件		opc2.0
113		OPCUA	軟件		opc3.0
114		達夢	軟件		數據庫
115		Oracle	軟件		數據庫
116		webservice	軟件	西安某平臺	webservice
117		XML	web平臺	江西某平臺	XML
118		XML	web平臺	江蘇某平臺	XML
119		XML	web平臺	新疆某平臺	XML
120		河北智恒電力科技	軟件	局放在線監測系統	自定義協議

6.4 通訊管理機上傳協議

舜通通訊管理機支持通用的上傳協議，如：MQTT、HTTP、IEC60870-104、modbusTCP等，也支持舜通自行開發的協議。用戶可以根據現場數據上傳的要求，靈活選擇上傳方式。

1）通用協議

使用通用協議上傳，只需要根據服務端或者主站的要求，配置相應的上傳數據點信息、IP地址、端口、用戶名、密碼等信息。配置完成后，即可實現與服務器端的數據交互。

2）舜通協議

舜通協議是結合多年協議開發的經驗，自行定制的一套基于TCP SOCKET的數據傳輸協議。協議主要由以下幾個特點：

n 安全的認證，設備與服務器交互的前提是設備端可以正常通過服務器端的身份識別。如果未經過服務器識別，是拒絕連接。防止因服務器連接信息的泄露造成的網絡安全問題。

n 斷點續傳。在傳輸過程，因服務器關機或者產生故障，網絡中斷等各種原因導致的傳輸中斷，驅動會自動將數據保存到管理機內部的存儲中，待網絡恢復后，自動補傳斷點數據。

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6.5 通訊管理機聯網

n 有線聯網：對于光伏電站現場具備以太網的情況下，優先使用以太網進行數據的上傳。主要接線示意圖如下：

微信圖片_20231106184515.png

n 無線聯網：對于現場無以太網的情況下，可以使用通訊管理機的無線傳輸模式，插入SIM卡即可實現自動撥號上網。另以采集設備為單位，每個設備采集50個點，上傳頻率按照15分鐘上傳一次，則一個月流量預計200M左右。使用物聯網卡，可采用包年包月或者流量池模式。注意：聯網信號受地理位置、基站和天氣影響，信號的強度會受到一起干擾。要使用無線網絡上傳時，優先選擇4G信號，加裝天線，并將天線放置到空曠位置。

云平臺部分功能頁面展示

一、光伏數據大屏

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二、光伏概覽

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三、設備監測

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四、設備概況

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五、發電統計

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六、收益統計

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七、離散率分析

微信圖片_20231106184654.png

八、關聯分析

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九、運行日報

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