安科瑞 徐浩竣

江苏安科瑞电器制造有限公司

18706168062

一、引言

随着环境保护和能源利用越来越受到全球关注，光伏发电技术得以快速发展。然而，光伏电站的运维管理仍面临诸多挑战，如设备状态监测、故障预警、数据传输安全等。为了提高光伏电站的可靠性和稳定性，保障电站安全运行，本文将研究基于物联网的光伏电站运维云平台。

二、技术原理

基于物联网的光伏电站运维云平台采用“感、传、知、控”四位一体的架构，包括硬件设备、软件系统、数据传输等方面。其中，传感器采集光伏电站的关键运行数据，如光照强度、电池板温度、电压和电流等；数据传输系统通过无线网络将采集的数据传输至云平台；云平台对数据进行分析处理，实现设备状态监测、故障预警等功能；同时，通过软件系统实现数据可视化、远程控制等应用。

三、实现方法

在基于物联网的光伏电站运维云平台的实现过程中，关键技术包括设备互联、数据采集、数据传输和云端分析。首先，通过在光伏电站的关键设备上安装智能传感器，实现设备的互联互通。然后，利用数据采集模块将传感器采集的数据进行预处理，去除异常值和噪声，提高数据质量。接下来，通过数据传输系统将处理后的数据上传至云平台，这里我们采用安全性高、稳定性好的VPN专网。最后，在云平台上构建数据分析模型，对数据进行分析和挖掘，为运维决策提供支持。

四、应用案例

某大型光伏电站引入了基于物联网的运维云平台，实现了设备状态监测、故障预警和数据可视化等功能。在设备状态监测方面，云平台实时监测光伏电站的关键运行数据，发现异常立即报警，大大减少了设备故障的概率。同时，通过数据可视化，运维人员可以直观、全面地了解光伏电站的运行状态，提高了运维效率。在故障预警方面，云平台通过分析历史数据，预测设备可能出现的故障，提前进行维护，避免了因故障导致的停机时间。此外，通过远程控制功能，运维人员可以在云平台上对光伏电站进行远程操作，方便快捷。

该光伏电站应用运维云平台后，不仅提高了运维效率，降低了设备故障率，还实现了绿色、智能的能源管理。此外，通过数据挖掘和分析，为电站的优化改造提供了有力支持。

五、未来展望

随着物联网技术的不断发展，基于物联网的光伏电站运维云平台将有更广泛的应用前景。未来，我们可以将更多的智能技术和算法应用于该平台，如人工智能、机器学习等，实现更加精准的设备状态监测和故障预警。同时，通过大数据分析，我们可以更好地了解光伏电站的运行规律，为电站的优化设计和改造提供有力支持。此外，随着5G网络的普及，我们可以实现更快速的数据传输和更高效的远程控制，进一步提高光伏电站的运维水平。

六、安科瑞分布式光伏运维云平台介绍

6.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台通过监测光伏站点的逆变器设备，气象设备以及摄像头设备、帮助用户管理分散在各地的光伏站点。主要功能包括：站点监测，逆变器监测，发电统计，逆变器一次图，操作日志，告警信息，环境监测，设备档案，运维管理，角色管理。用户可通过WEB端以及APP端访问平台，及时掌握光伏发电效率和发电收益。

6.2应用场所

目前我国的两种分布式应用场景分别是：广大农村屋顶的户用光伏和工商业企业屋顶光伏，这两类分布式光伏电站今年都发展迅速。

6.3系统结构

在光伏变电站安装逆变器、以及多功能电力计量仪表，通过网关将采集的数据上传至服务器，并将数据进行集中存储管理。用户可以通过PC访问平台，及时获取分布式光伏电站的运行情况以及各逆变器运行状况。平台整体结构如图所示。

6.4系统功能

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台软件采用B/S架构，任何具备权限的用户都可以通过WEB浏览器根据权限范围监视分布在区域内各建筑的光伏电站的运行状态（如电站地理分布、电站信息、逆变器状态、发电功率曲线、是否并网、当前发电量、总发电量等信息）。

6.4.1光伏发电

6.4.1.1综合看板

●显示所有光伏电站的数量，装机容量，实时发电功率。

●累计日、月、年发电量及发电收益。

●累计社会效益。

●柱状图展示月发电量

6.4.1.2电站状态

●电站状态展示当前光伏电站发电功率，补贴电价，峰值功率等基本参数。

●统计当前光伏电站的日、月、年发电量及发电收益。

●摄像头实时监测现场环境，并且接入辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●显示当前光伏电站逆变器接入数量及基本参数。

6.4.1.3逆变器状态

●逆变器基本参数显示。

●日、月、年发电量及发电收益显示。

●通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线。

●直流侧电压电流查询。

●交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询。

6.4.1.4电站发电统计

●展示所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

6.4.1.5逆变器发电统计

●展示所选逆变器的时、日、月、年发电量统计报表

6.4.1.6配电图

●实时展示逆变器交、直流侧的数据。

●展示当前逆变器接入组件数量。

●展示当前辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●展示逆变器型号及厂商。

6.4.1.7逆变器曲线分析

●展示交、直流侧电压、功率、辐照度、温度曲线。

6.4.2事件记录

●操作日志：用户登录情况查询。

●****日志：查询****推送时间、内容、发送结果、回复等。

●平台运行日志：查看仪表、网关离线状况。

●报警信息：将报警分进行分级处理，记录报警内容，发生时间以及确认状态。

6.5系统硬件配置

6.5.1交流220V并网

交流220V并网的光伏发电系统多用于居民屋顶光伏发电，装机功率在8kW左右。

部分小型光伏电站为自发自用，余电不上网模式，这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置，避免往电网输送电能。光伏电站规模较小，而且比较分散，对于光伏电站的管理者来说，通过云平台来管理此类光伏电站非常有必要，安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面：

6.5.2交流380V并网

根据国家电网Q/GDW1480-2015《分布式电源接入电网技术规定》，8kW~400kW可380V并网，超出400kW的光伏电站视情况也可以采用多点380V并网，以当地电力部门的审批意见为准。这类分布式光伏多为工商业企业屋顶光伏，自发自用，余电上网。分布式光伏接入配电网前，应明确计量点，计量点设置除应考虑产权分界点外，还应考虑分布式电源出口与用户自用电线路处。每个计量点均应装设双向电能计量装置，其设备配置和技术要求符合DL/T448的相关规定，以及相关标准、规程要求。电能表采用智能电能表，技术性能应满足国家电网公司关于智能电能表的相关标准。用于结算和考核的分布式电源计量装置，应安装采集设备，接入用电信息采集系统，实现用电信息的远程自动采集。

光伏阵列接入组串式光伏逆变器，或者通过汇流箱接入逆变器，然后接入企业380V电网，实现自发自用，余电上网。在380V并网点前需要安装计量电表用于计量光伏发电量，同时在企业电网和公共电网连接处也需要安装双向计量电表，用于计量企业上网电量，数据均应上传供电部门用电信息采集系统，用于光伏发电补贴和上网电量结算。

部分光伏电站并网点需要监测并网点电能质量，包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等，需要安装单独的电能质量监测装置。部分光伏电站为自发自用，余电不上网模式，这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置，避免往电网输送电能，系统图如下。

这种并网模式单体光伏电站规模适中，可通过云平台采用光伏发电数据和储能系统运行数据，安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面：

6.5.310kV或35kV并网

根据《国家能源局关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项通知》（国发新能〔2019〕49号），对于需要国家补贴的新建工商业分布式光伏发电项目，需要满足单点并网装机容量小于6兆瓦且为非户用的要求，支持在符合电网运行安全技术要求的前提下，通过内部多点接入配电系统。

此类分布式光伏装机容量一般比较大，需要通过升压变压器升压后接入电网。由于装机容量较大，可能对公共电网造成比较大的干扰，因此供电部门对于此规模的分布式光伏电站稳控系统、电能质量以及和调度的通信要求都比较高。

光伏电站并网点需要监测并网点电能质量，包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等，需要安装单独的电能质量监测装置。

上图为一个1MW分布式光伏电站的示意图，光伏阵列接入光伏汇流箱，经过直流柜汇流后接入集中式逆变器(直流柜根据情况可不设置)，最后经过升压变压器升压至10kV或35kV后并入中压电网。由于光伏电站装机容量比较大，涉及到的保护和测控设备比较多，主要如下表：

七、结论

基于物联网的光伏电站运维云平台是提高光伏电站可靠性和稳定性的有效手段。通过引入该平台，我们可以实现对光伏电站的实时监控、故障预警和远程控制，提高运维效率，降低故障率，实现绿色、智能的能源管理。随着技术的不断发展，基于物联网的光伏电站运维云平台将有更广泛的应用前景，为实现可持续能源发展提供有力支持。