論文3：分布式光伏集中管控與智慧營運一體化平臺0

Vol.25SupplementaryIssue PowerSystemTechnology PAGE2第25卷增刊電網技術PAGE3分布式光伏集中管控與智慧運營平臺建設方案（個人論文稿）摘要：分布式光伏發(fā)電是新能源重要組成部分，實現分布式光伏發(fā)電集中管控，建立集中管控和智慧營運平臺，是解決分布式光伏發(fā)電重要手段，本論述了分布式光伏發(fā)電與智慧化營運平臺建設方案，為分布式光伏發(fā)電營運提供了可靠的平臺工具。摘要：分布式光伏電站集中管控與智慧運行Distributedphotovoltaiccentralizedmanagementandintelligentoperationplatformconstructionplan英文姓名字號：10，TimesNewRoman，斜體（但上角標為正體），標點用半角，姓大寫，名詞首大寫，名的兩字中間用“-”連接，段前14.75磅，行距13.5磅。例如：ZHANGXiao-san1,LISi2(英文單位（與中文單位嚴謹對應）,地址（包括省、市、郵編）字號為10,TimesNewRoman,標點用半角,詞首大寫,行距13.5磅,段后空12.75磅)Abstract:Distributedphotovoltaicpowergenerationisanimportantpartofnewenergy.Realizingthecentralizedmanagementandcontrolofdistributedphotovoltaicpowergenerationandestablishingacentralizedcontrolandintelligentoperationplatformisanimportantmeanstosolvedistributedphotovoltaicpowergeneration.Thispaperdiscussestheconstructionplanofdistributedphotovoltaicpowergenerationandintelligentoperationplatform,andprovidesareliablesoftwaresystemplatformfordistributedphotovoltaicpowergenerationoperation.Keywords:DistributedphotovoltaicpowerstationCentralizedcontrolandintelligentoperation 第25卷增刊 電網技術 Vol.25SupplementaryIssue2001年12月PowerSystemTechnologyDec.2001引言隨著國家碳中和目標實現，電力能源結構方式正向非石化轉變，新能源并網光伏電站迅速增加，新能源光伏電站出現爆發(fā)式蓬勃發(fā)展。分布式光伏發(fā)電是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，倡導“就近發(fā)電，就近使用”的原則，有效解決了電力在升壓及遠距離傳輸中的損耗問題。分布式光伏在城市中應用開創(chuàng)了“上有電廠、下有工廠”的新型能源利用模式，分布式光伏的便利條件，使得實現土地的再次增值利用，已明確為我國光伏應用的主要方向。各企業(yè)管理的新能源光伏電站地域越來越廣泛，如何實現跨區(qū)域跨地區(qū)的各類光伏電站集中精細化管理，是新能源光伏企業(yè)同時面臨的困境，新能源分布式光伏電站集中管控與智慧運營中方案目標就是解決上述問題。隨著新能源光伏企業(yè)推進“遠程集控，就地檢維”的生產運營模式，打造“無人值班、少人值守”智能光伏電站，以實現基層智慧生產、區(qū)域中心智慧管控為目標，以創(chuàng)新管理理念、專業(yè)化的管控體系、人性化的管理思想、一體化的管理平臺為重點，緊密圍繞企業(yè)安全、運行、檢修、經營管、理等業(yè)務主題，依托遠程集中管控中心平臺，廣泛采用現代物聯網、云計算、大數據分析、人工智能、機器人、虛擬現實、增強現實、移動應用與光伏產業(yè)進行深度融合，實現光伏設備數據信息的智能采集、信息高速的智能傳輸以及海量信息的智能分析，將光伏電站朝著數字化，智能化，集中化和信息化的方向高速發(fā)展。將光伏場站建設成具有“物聯化態(tài)勢感知、信息化高效聯動、專業(yè)化規(guī)范運行、智能化風險管控、智慧化分析決策”特征的一流可持續(xù)發(fā)展智慧發(fā)電企業(yè)。本方案以新能源光伏電站智慧運行集中管控目標為總體導向，并結合智慧光伏應用部署一體的集中運行平臺。實現企業(yè)所屬光伏電站集中管控和智慧化營運為目標，實現集中化管理模式，并通過基于大數據分析的智慧化功能，實現新能源（光伏）集中管控和智慧化應用的一體化中心。建設方案概述新能源（光伏）集中運行管控功能包含所屬光伏電站全部的運行監(jiān)視功能，包含光伏組串、逆變、箱變等生產數據監(jiān)視、分析和報表功能。智慧光伏應用功能對光伏電站運行指標開展大數據分析，開展組串故障診斷、逆變器運行分析、故障定位、智慧光伏清洗和KPI指標分析功能。生產管理功能結合新能源光伏電站無人值班少人值守的特點，采用新型的管理模式，適應光伏電站的精細化的管理能力。新能源集中管控與智慧運營中心，采用一體化平臺部署，提升光伏場站優(yōu)化運行、降低成本、提升效率。智慧光伏功能重點開發(fā)基于大生產大數據的指標分析功能。通過分析太陽能指標、電量指標、能耗指標、設備運行水平指標和設備可靠性指標。實現各光伏電站運行水平評估、收益損失評估、經營指標評估、設備健康評估功能。新能源集中管控與智慧運營中心采用一體化軟件平臺，實現全部管理的新能源光伏電站集中監(jiān)功能，并建立自主的大數據平臺，開展智慧應用和精細化管控功能。獲取光伏電站的光伏組串、逆變器、匯流箱、箱變、升壓站等生產實時數據。推進集中管控與智慧運營中心實用化、智能化、智慧化發(fā)展；實現“區(qū)域集控、無人值班、少人值守、運維一體化、檢修專業(yè)化”的管理模式。提升光伏電站盈利能力，達到全部光伏電站精細化管理目標。集中管控與智慧運營中心集成集中監(jiān)視、智慧化應用和生產管理三大功能，實現統(tǒng)一平臺，采用一個軟件界面方式。系統(tǒng)部署在網絡安全三區(qū)，不具備控制功能。可通過安全分區(qū)調整和接入方式改變，實現集控遠程控制功能。圖1分布式光伏集中管控平臺平臺業(yè)務模式建設范圍新能源集中管控與智慧運營中心建設范圍包含全部光伏電站數據采集、區(qū)域大數據平臺、集中監(jiān)視平臺、智慧光伏應用等軟硬件范圍。（1）光伏電站數據采集分布式光伏電站數據采集兩種方式.一是從光伏場站逆變器實現采集，二是通過通信軟件從互聯網云平臺實現數據采集。（2）新能源大數據平臺在新能源集中管控與智慧運營中心，通過規(guī)范采集的生實時數據和歷史數據，建立大數據平臺，實現生產采集、儲存、應用和轉發(fā)等功能。（3）集中監(jiān)視與分析功能利用已建成的區(qū)域達數據平臺，建立一體化集中監(jiān)視平臺，實現全部光伏電的監(jiān)視、預警、分析和報表功能。（4）智慧光伏應用功能智慧光伏應用利用生產大數據實現故障診斷、智能巡檢、KPI指標分析等。（5）生產管理系統(tǒng)建立符合新能源企業(yè)管理的要求的生產管理系統(tǒng)，實現個性化部署。（6）網絡與通道網絡通道包括現場數據采集和運營中心的網絡通道等。主要建設功能新能源集中管控與智慧運營中心主要功能，包含數據采集功能、大數據平臺建設功能、集中監(jiān)視分析、智慧化應用和生產管理五大功能。新能源集中管控與智慧運營中心提供遠傳集中控制功能，后期可通過改造網絡安全接入實現。2.1數據采集功能2.1.1方案一：現場數據直采方式(1)光伏生產數據采集分布式光伏場站采集是從每個光伏場站數據采集器實施，通過GPRS/4G/5G通信實現采集功能，按照逆變器的通信規(guī)約，采集逆變器生產實時數據和環(huán)境數據。光伏組件和匯流箱數據，通過分布式逆變器獲取。數據采集器是用于橋接逆變器與服務器之間的數據采集設備，通過采集光伏逆變器及其周圍環(huán)境設備的數據使得用戶和廠家能夠長期有效地監(jiān)控設備發(fā)電情況與運行狀態(tài)。同時，廠家也可以通過數據采集器遠程維護設備。(2)電能量數據采集光伏場站電能表電量的數據采集，采用智能電能表的方式，通過GPRS無線通信方式，采集光伏場站電量數據，并支持定時采集和在線召喚采集功能。(3)智能設備數據采集分布式光伏電站智能清洗機器人，采用現場GPRS/4G/5G通信方式，直接獲取光伏智能清洗機器人數據，掌握智能清洗機器人和清洗相關數據。其他現場智能系統(tǒng)均可通過GPRS/4G/5G通信方式或現場已建系統(tǒng)采集，如巡檢無人機等。2.1.2方案二：互聯網云平臺采集方式(1)光伏生產數據采集通過互聯網云平臺采集方式，采集已建成的光伏互聯網云平臺數據，實現光伏組件、匯流箱、逆變器運行數據的采集。(2)電能量數據采集光伏場站電能表電量的數據采集，采用智能電能表的方式，通過GPRS無線通信方式，采集光伏場站電量數據，并支持定時采集和在線召喚采集功能。(3)智能設備數據采集如分布式光伏電站智能清洗機器人，采用現場GPRS/4G/5G通信方式，直接獲取光伏智能清洗機器人數據，掌握智能清洗機器人和清洗相關數據。其他現場智能系統(tǒng)均可通過GPRS/4G/5G通信方式或現場已建系統(tǒng)采集，如巡檢無人機等。2.2新能源大數據平臺新能源大數據平臺是一套覆蓋大數據采集、存儲、清洗、挖掘建模、分析、聯機查詢等于一體的一站式平臺。采用先進的大數據和機器學習技術，內置多種海量數據存儲方案、數據處理方法和分析挖掘算法；支持結構化數據、半結構化數據和非結構化數據的采集、存儲、分析挖掘、檢索；提供統(tǒng)一的數據服務訪問機制。平臺采用圖形化、流程化的方式進行大數據挖掘工作。數據價值的挖掘過程采用全可視化操作，使用者只需用鼠標把各種分析組件拖拽過來組裝成一個個分析流程，然后點擊“運行”即可獲得隱藏在深處的大數據“價值”。有了該平臺，使用者既不需要懂大數據技術細節(jié)也不需要懂編程技術，僅通過簡單的拖拽和組裝就能快速的構建出大數據分析挖掘模型，并對模型進行有效評估。新能源區(qū)域大數據平臺是利用信息技術對智能設備、應用系統(tǒng)、運營環(huán)境、人員組織、管理環(huán)節(jié)等要素信息進行實時采集與匯聚。通過構建一套能夠兼容、轉換多種協(xié)議的技術產品體系，實現企業(yè)電力數據互聯互通互操作。數據采集系統(tǒng)通過接口服務器與生產系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、財務共享、工程項目管理系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)進行通信，同時與外部單位接口，接收外部系統(tǒng)的數據文件，并通過數據采集系統(tǒng)將數據加載至數據倉庫中或直接將實時業(yè)務解析后提供數據分析、應用系統(tǒng)使用。數據采集系統(tǒng)是源系統(tǒng)和工業(yè)大數據平臺之間，減少了下游數據訪問利用對源系統(tǒng)產生的影響，系統(tǒng)間具有松散的耦合關系。數據采集是大數據平臺成功的關鍵，工業(yè)大數據平臺實時或離線從源系統(tǒng)中接收數據，獲取的源數據首先到達大數據平臺的接口數據層進行預處理，然后經過加載、清洗、轉換等環(huán)節(jié)到達整合數據層，形成大數據平臺的核心數據。新能源大數據平臺集成光伏電生產數據、電量數據、智能清洗數據等，并可集成生產系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、財務共享、工程項目等全部數據。新能源大數據平臺包含數據分析功能、數據儲存功能、數據清洗功能、數據轉發(fā)功能以及數據接口服務功能。新能源集中管控與智慧運營中心所有數據均來自于本大數據平臺。2.3集中監(jiān)控功能2.2.1逆變器、匯流箱組串、電量等集中監(jiān)視集中管控與智慧營運中心操作員能對各光伏電站監(jiān)控對象進行監(jiān)視。主要包括升壓站、箱變、逆變器、匯流箱、組串運行狀態(tài)和參數、運行操作的實時監(jiān)視。呈現各電站的主要信息，電站的當日的實時輻照度曲線與實時功率曲線，電站當日發(fā)電量、實時總功率、實時輻照度、當月總發(fā)電量、當年總發(fā)電量等信息。系統(tǒng)能夠提供匯集站、全局監(jiān)視電站運行狀態(tài)，包含線路、母線、斷路器、及其他一次設備間隔關鍵遙測和狀態(tài)數據。2.2.2集中告警功能當報警事件發(fā)生時，系統(tǒng)能自動監(jiān)測到事件并報警。報警按照嚴重程度和類別進行分級分類，并可以列表、光字牌、語音等方式提供給用戶，重要報警提供確認操作。具備語音報警功能，對重要設備狀態(tài)變化、重要報警及重要事件實現實時中文語音播報。根據項目經驗給出報警功能說明、報警分級、報警分類、報警確認、報警記錄、報警方式以及報警提醒方式等功能介紹。事件及告警來源監(jiān)控中心各應用系統(tǒng)的報警信號，事件及告警信息主要包括風電機組和升壓站電氣設備等報警信號，事件及告警包括非操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號。后者包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量越限／復限、計算機站控系統(tǒng)的各個部件、間隔層單元的狀態(tài)異常等。報警來源監(jiān)控中心各應用系統(tǒng)的報警信號，含光伏電站電氣設備等報警信號。對于數據中斷的場站設備報警，顯示中斷數據的開始時間和結束時間等信息等詳情。智慧營運中心能接受各電站的越限報警信號，響應各電站確認后上送的模擬量越限、梯度越限、開關量狀變和計算機監(jiān)控系統(tǒng)自診斷故障等各種信息；發(fā)生事故時，自動推出相應告警信息，畫面閃光和變色。對隨時出現的故障可進行聲光和語音報警。故障報警信號設置自保持功能，在計算機屏幕上顯示、閃爍，待運行人員查看處理后可手動接觸。報警內容顯示在最前端，便于運行人員查看報警內容。多個場站的報警信息能夠集成在同一個平臺進行展示。系統(tǒng)具備清閃功能，用于確認并清除所有報警信息的閃爍和聲音報警。2.2.3集中告警功能按不同管理層級生產人員工作需要，開發(fā)建設針對性的智能報表平臺，數據自動采集糾錯，定時自動生成報表并上報，對于需要向外部單位報送的報表，設定標準化表單后可自動將生成后的報表發(fā)至聯系人郵箱；同時實現各類報表的自動化存儲管理，方便調用進行數據分析。系統(tǒng)提供報表制作工具，若需增加新的報表模板，只需設置相應的格式和參數，無需定制開發(fā)。報表類型包括年報、月報、季報、周報、日報等。報表處理模塊實現報表屬性設置、報表參數設置、報表生成、報表打印、報表修改、報表瀏覽等功能。系統(tǒng)對于常見的生產統(tǒng)計報表、電量統(tǒng)計報表、風資源統(tǒng)計報表、發(fā)電損失統(tǒng)計報表、可利用率統(tǒng)計報表、性能和功率曲線統(tǒng)計報表、風機可靠性及故障指標的統(tǒng)計報表、風機首發(fā)故障及故障頻次統(tǒng)計報表、以及上報電網、上報企業(yè)集團等各類格式報表均有很好的二次開發(fā)功能，并支持自由組合報表，能夠根據用戶需要自定義報表。2.4智慧化應用功能針對光伏電站生產運行特點，根據新能源發(fā)電企業(yè)發(fā)展的狀況和趨勢，以及光伏電站運營的特點，按照新能源公司精細化管理要求，基本實現“集中監(jiān)控、無人值班、少人值守”的目標要求，光伏電站智慧化應用是發(fā)展的必然趨勢，夯實企業(yè)安全基礎、保障安全生產穩(wěn)定運行、實現精細化管理的必要手段。更是提高發(fā)電企業(yè)運行維護水平、降低人資成本、改善勞動條件、提高經濟效益的有效途徑。智慧光伏的解決方案，建立集中監(jiān)視和智慧應用一體化平臺實現、大數據中心、云平臺中心和功能應用模塊。平臺包含全景數據和全部應用功能，利用網絡化、數據化和平臺化的技術方案解決光伏電站實際運營中存在的問題，并實現數據中心全生命周期的應用和業(yè)務功能擴展應用。充分利用“云計算”、“大數據”、“物聯網”“移動應用”等先進技術設計系統(tǒng)架構及物理部署架構。保證智慧光伏項目建設的先進。一體化平臺支持節(jié)點彈性擴展以便于后續(xù)規(guī)模擴張和性能升級，多節(jié)點間支持數據的冗余；體系架構采用高性能集群分布式架構的大數據處理系統(tǒng)，數據處理性能隨節(jié)點數量的增加而線性增加，支持多節(jié)點的自動負載均衡及故障轉移；系統(tǒng)采用先進的大數據存儲技術，采集存儲各業(yè)務板塊的全部數據，系統(tǒng)支持數據重發(fā)，對于波形等數據，在網絡堵塞的情況下，能夠利用空閑時間進行傳輸，有效提高數據傳輸的可靠性。智慧化應用功能包括電子地圖導航應用、生產經營指標分析功能、故障診斷功能、無人機巡檢、積塵分析系統(tǒng)和智能清洗管理等功能。2.5生產管理系統(tǒng)生產管理系統(tǒng)包含兩票系統(tǒng)、智能巡檢、設備管理、值