水光互補一體化發(fā)電系統(tǒng)軟件系統(tǒng)

1、水光互補一體化發(fā)電系統(tǒng)軟件系統(tǒng)一、系統(tǒng)概述水光互補發(fā)電系統(tǒng)就是建設水電站+光伏電站”。目前我國有水電站48000多座，可 以利用水電站的廠房屋頂、周邊的河灘、水面、空地、山坡等建設光伏電站，從而提高水 電站的總體發(fā)電效益。本文簡要介紹了水光互補一體化發(fā)電系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，包括：光伏功 率智能化預測系統(tǒng)、環(huán)境氣候測量系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)等。同時對軟件系統(tǒng)做了簡要的技 術指標、系統(tǒng)特點等介紹。二、系統(tǒng)功能光伏功率智能化預測系統(tǒng)光伏發(fā)電受太陽輻射強度、電池組件溫度、天氣云層和一些隨機的因素的影響比較明顯, 具有波動性和間瞅性，其發(fā)電量和輸出功率隨機性較大，接入電網后對電網的安全和管理 可能帶來一系列的

2、l間題。因此需要對光伏電站的輸出功率進行科學預測，以便電網調度部 門統(tǒng)籌安排常規(guī)電源和光伏發(fā)電的協(xié)調配合及時調整調度計劃。光伏發(fā)電智能化功率預測系統(tǒng)是光伏發(fā)電智能一體化解決方案的配套產品，為光伏電站 提供功率預測和數(shù)據上報業(yè)務，系統(tǒng)可自動采集光伏電站實時運行數(shù)據、自動氣象站監(jiān)測數(shù) 據和天氣預報數(shù)據、自動進行光伏電站未來15min-4小時超短期功率預測及未來幾天的短期 功率預測，并自動上報預測結果。光伏發(fā)電智能化功率預測系統(tǒng)可有效降低光伏接入對電網的不利影響，提高電網運行的 安全性和穩(wěn)定性，減少電力系統(tǒng)的運行成本，充分利用太陽能資源，提升經濟效益和社會效益。光伏功率預測系統(tǒng)在建立數(shù)值天氣預報的基

3、礎上根據光伏電站設備、地理位置、地形、 地貌等具體情況建立光伏電站的發(fā)電預測模型，計算預計以后幾個小時至幾天的發(fā)電情況，使 電網運行方式安排和調度能夠提前計劃,保證電網穩(wěn)定運行。 光伏功率預測系統(tǒng)的功能(1)用戶管理：用戶角色新建、刪除、編輯及權限分配,系統(tǒng)參數(shù)設置、流程管理、系統(tǒng)日志管理；(2 )基礎信息：可創(chuàng)建多個光伏電站信息，編輯、維護電站的經緯度、裝機類型、裝機容 量等,逆變器設備庫、電池組件設備庫、配置每個發(fā)電單元的逆變器型號和電池組件型號及 數(shù)量等;可添加、刪除、維護氣象站信息；數(shù)據采集：自動導入光伏電站運行數(shù)據、逆變器運行數(shù)據、氣象站數(shù)據以及數(shù)值天 氣預報數(shù)據等；數(shù)據處理、存儲：

4、設置數(shù)據檢驗規(guī)則數(shù)據存入數(shù)據庫前可進行完整性和合理性檢驗, 并標i只缺測和異常數(shù)據,自動進行補充、修正;對入庫的數(shù)據進行查看和編輯維護(添加、修 改、刪除、導出)；功率預測：超短期預測和短期預測，支持自動和手動兩種預測執(zhí)行方式，并支持預測 曲線的人工修改;支持停機設置，支持設備故障、檢修等出力受限情況下功率預測功能;歷史查 詢、導出、打印預測結果。光伏功率預測系統(tǒng)的性能系統(tǒng)性能滿足光伏發(fā)電功率預測系統(tǒng)功能規(guī)范要求：光伏功率預測單次計算時間小于5min;(3)光伏短期功率預測月均方根誤差小于20% ;月合格率大于80% ;超短期預測第4h預測值月均方根誤差小于20% ;短期光伏功率預測月計劃申報

5、暢通率為1 00% ;氣象要素監(jiān)測月計劃申報暢通率大于99% ;系統(tǒng)硬件可靠性大于99% ;系統(tǒng)月可用率大于99%。 環(huán)境氣候測量系統(tǒng)氣象環(huán)境數(shù)據是決定太陽能發(fā)電的重要指標，對太陽能發(fā)電質量起著決定性作用；同 時也是對太陽能發(fā)電站的設計提供有效的數(shù)據保證，本自動站可觀測的氣象要素有：環(huán)境 溫度、環(huán)境濕度、露點溫度、風速、風向、氣壓、太陽總輻射等多項指標。具有性 能穩(wěn)定， 檢測精度高，無人值守等特點，可滿足專業(yè)氣象觀測的業(yè)務要求。光伏自動氣象站應用領域：用于太陽能發(fā)電站的實時監(jiān)測，對研究太陽能發(fā)電質量，效 率，故障診斷數(shù)據管理，提供數(shù)據保障。光伏自動氣象站產品特點：實時監(jiān)測溫度、濕度、風速、風向

6、、氣壓、太陽輻射等多種氣象參數(shù)，氣象觀測要素 的配置方式可以根據項目的實際情況進行靈和配置。微電腦氣象數(shù)據采集儀具有氣象數(shù)據采集、實時時鐘、定時存儲、參數(shù)設定、參數(shù) 和氣象歷史數(shù)據掉電保護等功能。數(shù)據存儲方式分為內存和外存兩部分標準配置為內存存儲容量可達32K,同時也可以 選配外置U盤存儲器進行數(shù)據備份操作，存儲容量高達2G,可以存儲50年以上氣象數(shù)據。標準RS232/485/USB通訊功能，支持標準MODBUS通訊協(xié)議，可以通過有線連接、局域 網連接、光纖連接、Modem連接、GPRS移動通訊、數(shù)傳電臺、3G與4G通訊、衛(wèi)星通訊 等多種通訊方式與氣象站接收服務器組成氣象監(jiān)測系統(tǒng)。光伏自動氣象

7、站管理軟件可在WINDOWS2000以上環(huán)境即可運行，并支持最新WIN8 操作系統(tǒng)，實時顯示各路數(shù)據，每隔10秒更新一次，每組數(shù)據自動存儲(存儲時間可以設定)，與 打印機相連自動打印存儲數(shù)據，生成標準氣象圖文報表及統(tǒng)計分析曲線存儲量達數(shù)年以上數(shù) 據存儲格式為EXCEL標準格式可供其它軟件調用，并可以將數(shù)據上傳至網員進行實時更新便 于查詢。電源供電系統(tǒng)有市電220V、直流5V、12V和太陽能供電系統(tǒng)多種方式進行選擇。氣 象數(shù)據采集器配備有綠色書能電源管理模塊系統(tǒng)如使用太陽能系統(tǒng)方式供電，可保證連續(xù)明 雨天情況下十天無斷電穩(wěn)態(tài)工作。（7）采用不銹鋼輕金屬支架和野外防護各吉，外形美觀、耐腐蝕、抗干擾

8、可長期運行于各種 惡劣的室外環(huán)境，安裝支架高度為3米。（8）完善的防雷擊、抗干擾等保護措施。在電子線路方面采用了防雷、噪聲抑止等多種 抗干流措施，在硬件和軟件設計方面采用了降額設計、電磁兼容設計、野值易lll除等多種可 靠性設計技術，可靠運行于各種惡劣的野外環(huán)境低功耗、高穩(wěn)定性、高精度、可無人值守。光伏自動氣象站技術指標技術參數(shù)單位測量范圍解析度準確度環(huán)境溫度C-501500.10.1相對濕度%RH010012%RH風速m/s0750.1(0.3+0.03V) m/s風向03602.55降水量mm0999.90.10.2mm大氣壓力hpa45011000.10.3hpa總輻射w/m202500

9、1W5%w/m2直接輻射w/m2025001W2%w/m2散射輻射w/m2025001W5%w/m2背板溫度C-501500.10.2C電源系統(tǒng)：交流220V對現(xiàn)場氣象站供電;用戶根據現(xiàn)場情況選擇供電方式:直流12V，直 流5V ,太陽能供電等；通訊系統(tǒng)：RS485有線通訊距高01000m ;無線微波電臺通訊距離01000m ;移動無 線GPRS通訊距離不限;氣象短信通訊距離不限；觀測支架：3米固定支架適合光伏自動氣象站現(xiàn)場長期監(jiān)測；防雷系統(tǒng)避雷針：用于保護現(xiàn)場氣象站，用戶根據現(xiàn)場情況選擇避雷方式：電源防雷器, 信號防雷器。三、計算機監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)對太陽能光伏電站里的

10、電池陣列、匯流箱、逆變器、交直流 配電柜、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設備進行實時監(jiān)測和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據快速 掌握電站的運行情況，其友好的用戶界面、強大的分析功能、完善的故障報警確保了太陽 能光伏發(fā)電系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運行。并網型光伏電站中涉及到的監(jiān)控設備種類較多，包括光伏系統(tǒng)相關的光伏陣列、光伏跟 蹤系統(tǒng)、匯流裝置、逆變器、環(huán)境監(jiān)測儀；安防裝置（攝像頭、避雷器、門禁等）、保護裝 置（高壓開關、直流接地等）、計量裝置（電量/電壓/電能質量相關計量儀器）等。（1）逆變器具有逆變、并網、光伏MPPT （最大功率跟蹤系統(tǒng)）、監(jiān)測控制、網絡通信等功能工作 特性決定電站性能，非常重要，是光伏并網發(fā)

11、電系統(tǒng)核心部件，具有很高技術含量。接入目的：將光伏組件的直流電變成交流電，監(jiān)測和控制；采集的基礎數(shù)據：累加參數(shù)：當前總功率、發(fā)電量（日、月、季度、年、總）、二氧化碳減排量（日、月、 季度、年、總）、告警次數(shù)；運行參數(shù)：直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機內溫度、 時鐘、頻率；運行狀態(tài)：運行、關閉、待機；告警數(shù)據：逆變器廠商所提供的設備原生告警各異,系統(tǒng)保證不遺漏任何一家廠商設備 的任何一個原生告警?？刂频膬热荩洪_啟、停止、參數(shù)設置/調整通訊方式：RS485、以太網（2）光伏跟蹤系統(tǒng)（固定式光伏電站無此設備）光伏自動跟蹤系統(tǒng)是通過控制光伏支架跟隨太陽位置運動，使太陽光直射光

12、伏陣列，從而 增加光伏陣列的太陽輻照強度，提高整個系統(tǒng)的發(fā)電量。接入目的：監(jiān)測和控制采集的基礎數(shù)據：狀態(tài)位置、高度角、方位角等；運行狀態(tài)：運行、關閉、待機；告警數(shù)據：設備可提供的所有原生告警數(shù)據；控制內容：開啟、定位、停止通訊方式：RS485、RJ45（3）光伏陣列溫度測量儀接入目的：監(jiān)測采集的基石出數(shù)據：溫度控制內容：無通訊方式：RS485視頻接入目的：監(jiān)測和控制采集的基礎數(shù)據：視頻圖像控制內容：云臺放大、縮小、轉向 通訊方式：以太網（5）環(huán)境監(jiān)測儀接入目的：監(jiān)測和控制采集的基礎數(shù)據：風速、風向、日照輻射、環(huán)境溫度運行狀態(tài)：運行、關閉、待機；告警數(shù)據:設備可提供的所的原生告警數(shù)據；控制內容：

13、開啟、停止通訊方式：RS485圖監(jiān)控系統(tǒng)的軟件功能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)對太陽能光伏電站里的電池陣列、匯流各吉、逆變器、交直流配電柜、 太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設備進行實時監(jiān)測和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據快速掌握電站的 運行情況。遵循1EC61850/1EC61970等國際標準,統(tǒng)一支持監(jiān)控系統(tǒng)的各種應用,包括但不限于 SCADA、圖模庫一體化、拓撲分析、操作票管理、程序化控制、保護信息管理等高級應用 功能。光伏電站軟件界面（1）自動功率控制自動功率控制包括自動發(fā)電機控制（AGC）和自動電壓控制（AVC）。系統(tǒng)與光伏逆變 控制系統(tǒng)、無功補償裝置（SVC/SVG）、升壓站綜自系統(tǒng)通信，將采集的光伏逆變器控制系 統(tǒng)和無功補償裝置實時運行數(shù)據上傳調度主站，同時實時跟蹤調度計劃曲線，并通過逆變器 的啟停組合優(yōu)化策略控制實現(xiàn)自動功率控制，克服光伏