0、引言

隨著世界能源產業結構的調整和人類對環境問題的重視，太陽能憑借資源豐富、布局靈活的優勢，成為當今新能源發展的主流，當前越來越多的光伏電站投入運營。光伏電站的可靠運行，需要匯流箱、逆變器等設備在無故障狀態下運行，對光伏設備的狀態監測十分重要。目前，光伏電站主要采用人工定期檢查、網絡化監控的方式對設備進行監測。由于人力資源有限及傳統光伏監測系統智能化不足，這兩種方式都存在光伏陣列監測不足、遇到故障時無法快速定位的問題。

在此背景下，本文對某企業屋頂光伏電站的監測系統進行了智能化設計。該監控系統為光伏電站匯流箱、逆變器等設備配備通信模塊，利用RS485總線與各通信模塊相連，將運行數據傳輸至上位機，并利用組態軟件在上位機建立監控界面，對運行數據進行分析，實現光伏電站運行狀態實時動態監測，設備故障時上位機通過監控界面發出報警信號，提高了光伏電站的安全性。

1、光伏電站布局

企業廠區4個屋頂被分成A、B、C、D四個光伏發電區域，采用集中式和分布式相結合的方式發電。C區廠房面積較大且自用電較少，故對C區廠房采用集中式結構，根據工廠屋頂面積配置與之相對應的光伏面板，并以20路為一組接入直流匯流箱，匯流箱的電流輸入到集中式逆變器。A、B、D區采用分布式結構，使用組串式逆變器將直流轉換為交流后直接并入電網，最后再將四個區域通過交流電纜將電流輸送至并網柜。

2、智能監控系統設計方案

為了能夠在光伏設備發生故障時快速定位故障點，在硬件上選用智能型的匯流箱、逆變器；使用組態軟件構建一個界面，將每個智能元器件在界面上顯示出來，通過RS485總線將數據匯總到機柜串口后，通過光纖與上位機進行連接從而實現監視功能。該系統實現數據采集和狀態監控的同時，可進行簡單、直觀的人機交互。其中，數據采集、狀態監控和簡單的數據分析由各種智能元器件來實現，人機交互通過組態軟件實現；在組態軟件中建立監控界面，將實時數據導入其中進行分析處理，兩者之間的連接通過建立在C區的串口機柜實現，數據傳輸示意圖如圖1所示。

3、硬件選型

3.1直流匯流箱

直流匯流箱需要監視各個光伏面板的輸出電流，當任意一個回路發生電流故障，該模塊提供報警信號。另外，匯流箱要采集保護斷路器的觸點信號，了解該斷路器的位置，在發生跳閘后需要及時送出信號。因此，直流匯流箱選用常熟開關制造有限公司生產的CXPV-16/Z光伏直流匯流箱。

3.2逆變器

根據設計要求，逆變器需提供遠程控制功能，并且發生故障時，能夠及時輸出報警信號。因此選用兩種型號的逆變器，一種為CS1并網型光伏逆變器。該型號逆變器具有較多的通信接口和遠程控制功能，且輸入電壓范圍寬，使其適用于小型組串低壓設備。另一種選用SUN2000-60KTL-M0組串式逆變器。這種型號的組串式逆變器基于模塊化的設計，能夠減少電池組件較佳工作點不匹配逆變器的情況，大幅增加發電量。

4、軟件開發

利用Riyear-PowerNet系統設計該光伏電站的工業現場信息。采集到的元器件數據RiyearPowerNet系統進行儲存，建立歷史及實時數據庫，在系統發生故障時，利用存儲的數據對故障進行分析定位。

4.1軟件結構

智能硬件系統通過Modbus驅動程序與上位機相連接，人機界面就可以顯示設備數據的記錄、數據報警等，系統軟件結構如圖2所示。

5、安科瑞分布式光伏運維云平臺介紹

5.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺通過監測光伏站點的逆變器設備，氣象設備以及攝像頭設備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括：站點監測，逆變器監測，發電統計，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環境監測，設備檔案，運維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺，及時掌握光伏發電效率和發電收益。

5.2應用場所

目前我國的兩種分布式應用場景分別是：廣大農村屋頂的戶用光伏和工商業企業屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發展迅速。

5.3系統結構

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀表，通過網關將采集的數據上傳至服務器，并將數據進行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺，及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平臺整體結構如圖所示。

5.4系統硬件配置

5.4.1交流220V并網

交流220V并網的光伏發電系統多用于居民屋頂光伏發電，裝機功率在8kW左右。

部分小型光伏電站為自發自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。光伏電站規模較小，而且比較分散，對于光伏電站的管理者來說，通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

審核編輯：湯梓紅