安科瑞 陳聰

摘要：針對分布式光伏電站存在運維管理難度大、運維成本高的問題，亟需通過信息化方式支持分布式光伏電站的運維工作，通過對此類光伏電站進行統(tǒng)一運行監(jiān)控、調度指揮及數(shù)據管理，盡可能實現(xiàn)其全天候少人值守甚至是無人值守，并實時掌握光伏電站中各類設備的運行狀態(tài)信息，保障設備安全，從而提高光伏電站運行的遠程監(jiān)控能力。針對分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中存在的不足進行了分析，并從4個方面分析了分布式光伏電站信息化運維方式。分析結果顯示：通過合理而有效的光伏電站信息化運維方式，不僅能大幅縮短分布式光伏電站的巡檢時間，精*判斷和消除設備故障，而且可以較好地保證光伏電站的長期穩(wěn)定運行和發(fā)電效益的*大化。

關鍵詞：分布式光伏電站；信息化運維；遠程監(jiān)控；趨勢

0引言

光伏發(fā)電作為可再生能源利用方式，是中國實現(xiàn)“雙碳"目標的重要一環(huán)。光伏電站主要分為集中式光伏電站和分布式光伏電站兩種類型。其中，集中式光伏電站主要分布在平原、山地、荒漠等區(qū)域，具有投資高、建設周期長、占地面積大等特點；而分布式光伏電站一般分布在廠房或居民住宅屋頂?shù)葏^(qū)域，具有投資成本低、建設周期短、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點，得到了較快發(fā)展。*家能源局公布數(shù)據顯示，2023年上半年中國光伏發(fā)電新增并網裝機容量為78.423GW，其中，分布式光伏發(fā)電為40.963GW，占比超過52.23%；截至2023年6月底，光伏發(fā)電累計并網裝機容量為470.002GW，其中，分布式光伏發(fā)電為198.228GW，占比為42.18%。

盡管分布式光伏電站在投資成本、建設周期及占地面積方面具有優(yōu)勢，但由于其建設點眾多且地理位置分散，會給運維工作造成諸多不便。光伏電站的運維方式是影響其正常運行和發(fā)電效率的重要因素之一。根據項目實地調研結果，大部分分布式光伏電站都存在后臺監(jiān)控混亂、運維成本過高、運維人員缺乏專業(yè)技能等問題。2021年，工業(yè)和信息化部等5部委聯(lián)合印發(fā)《智能光伏產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021—2025年)》(工信部聯(lián)電子[2021]226號)，提出促進5G通信、人工智能、先*計算、工業(yè)互聯(lián)網等新一代信息技術和光伏產業(yè)的融合與創(chuàng)新，加速提升光伏產業(yè)全產業(yè)鏈的智能化水平，增強智能產品及系統(tǒng)解決方案的供應能力等要求，促進國內光伏產業(yè)持續(xù)向全球價值鏈中*端邁進的步伐。因此，為了提高分布式光伏電站的運維管理能力，保證光伏電站能夠有效且高質量的發(fā)電，迫切需要引入智能*效的信息化運維方式。本文針對分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中存在的不足

進行分析，并從4個方面分析分布式光伏電站信息化運維方式。

1分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中的不足

分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中存在諸多不足，包括運維人員技能不足、運維人員安全防范意識差、運維成本過高、運維過程存在安全隱患、故障預警不及時、故障處理不及時等。

1.1運維人員技能不足

為了節(jié)省分布式光伏電站運維方面的開支，通常運維方會降低運維人員聘用成本，導致聘用的運維人員缺乏專業(yè)技術知識和經驗，不能很好地處理光伏電站設備出現(xiàn)的各種異常問題，使光伏電站的安全穩(wěn)定運行無法得到有效保障，從而影響了分布式光伏電站的整體效益。

1.2運維人員安全防范意識差

分布式光伏電站建設完成后，其運行期間可能會出現(xiàn)各種問題，當運維人員缺乏安全防范意識時，會出現(xiàn)因電弧、熱斑、線路年久受損、設備未定期檢修等帶來的安全隱患，這不僅會嚴重影響光伏電站的發(fā)電效率，也容易引起火災，造成財產損失。

1.3運維成本過高

分布式光伏電站的運維會涉及一系列支出，包括運維人員的雇傭與培訓費、設備維修費、運維設備購買費等。以光伏組件為例，目前市面上針對光伏組件的運維產品很多，比如：光伏組串級運維設備及光伏組件級運維設備。光伏組串級運維設備是當某個光伏組串中的光伏組件運行異常時，該設備會切斷整個光伏組串的線路，避免故障發(fā)生或蔓延；而光伏組件級運維設備是當某塊光伏組件運行異常時，該設備會切斷該光伏組件的運行，同時不影響其他光伏組件的正常發(fā)電。針對兩種運維設備，雖然光伏組件級運維設備的運維效果明顯優(yōu)于光伏組串級運維設備，但從當前市場調研結果來看，此類運維設備需要在每塊光伏組件上安裝監(jiān)測關斷裝置，會大幅提高運維成本。

1.4運維過程存在安全隱患

大多數(shù)分布式光伏電站都建在廠房或居民住宅屋頂，距離地面高度在3～30m之間，因此，光伏電站的日常運維難度較大，常需要借助爬梯等工具攀爬。但很多分布式光伏電站用的爬梯無任何安全措施，且爬梯也容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，運維人員很容易發(fā)生安全事故。此外，屋頂之類的位置較為寬闊，無遮擋物，運維人員在高溫天氣下工作很容易中暑，導致身體不適；并且有的屋頂周圍無防護措施，運維人員中暑后很容易從屋頂?shù)?，造成人身傷害?/span>

1.5故障預警不及時

目前，大部分分布式光伏電站還未根據運維需求定制運維監(jiān)管平臺，而是直接使用各逆變器廠家免費提供的監(jiān)控平臺，運維人員和管理人員可以通過遠程監(jiān)控管理平臺的網頁端或手機應用軟件(APP)端對光伏電站進行遠程監(jiān)控管理。但當光伏電站內的設備發(fā)生故障時，此類監(jiān)控管理平臺無法主動且及時地推送故障信息，運維人員只能通過主動查看后臺監(jiān)控頁面來發(fā)現(xiàn)故障，導致運維效率不高，長此以往，光伏電站的經濟效益將會大幅降低。

1.6故障處理不及時

由于分布式光伏電站的建設區(qū)域較為分散，且為了節(jié)省運維成本，很多光伏電站不會提供專人值守，導致在遠程監(jiān)控管理模式下，光伏電站設備的異常預警等情況無法得到及時解決。

2分布式光伏電站運維管理系統(tǒng)的設計與技術實現(xiàn)

吳鳴寰等指出，傳統(tǒng)的粗放式運維方式很難實現(xiàn)光伏電站的降本增效，而精細化的運維工作有助于光伏電站長期穩(wěn)定發(fā)展。通過采用信息化運維方式可實現(xiàn)對分布式光伏電站各類設備的實時監(jiān)測、智能告警、統(tǒng)計分析、遠程升級控制等，不僅可以查看每臺設備的位置，還可以獲取每臺設備的實時發(fā)電數(shù)據等信息，從而輕松實現(xiàn)對光伏電站內每臺設備的實時管理。當光伏組件出現(xiàn)故障時，可以通過“問題組件"模塊實現(xiàn)此光伏組件的快速、*準定位，甚至可以遠程診董亞蘭：分布式光伏電站信息化運維的趨勢分析2024年斷故障類型，無需現(xiàn)場運維，實現(xiàn)信息化極簡運維。近幾年，國內光伏電站信息化運維有了很大發(fā)展，很多公司致力于智能光伏電站的研究，利用物聯(lián)網、大數(shù)據等技術研發(fā)信息化運維平臺。由此可知，智能化運維是分布式光伏電站精細化運行的利器，更是提高分布式光伏電站發(fā)電效率的重要手段。下文分別從建筑信息模型(BIM)、大數(shù)據分析、監(jiān)測系統(tǒng)、硬件的智能化這4個方面分析分布式光伏電站的信息化運維方式。

2.1BIM

BIM是一個信息管理框架，旨在通過使用適當?shù)募夹g更好地實現(xiàn)建筑物在設計、施工、

運營和維護等方面的信息集成，各種信息始終整合于1個3D模型信息數(shù)據庫中，各方人員可以基于BIM方法進行協(xié)同工作，可有效提高工作效率。

隨著分布式光伏電站數(shù)量及規(guī)模的不斷擴大，對此類光伏電站實施BIM方法的需求也在不斷增長，在光伏電站全生命周期內實施BIM方法可以使光伏電站*大限度地發(fā)揮其效益。

光伏電站運維過程中常出現(xiàn)在交接運維任務時運維團隊發(fā)生信息丟失的情況，而BIM方法可以通過集中存儲所有數(shù)據來彌合這種信息丟失，從而保證光伏電站數(shù)據的完整性。此外，BIM方法可以動態(tài)方式跟蹤單個光伏組件，并記錄其歷史數(shù)據，這有利于監(jiān)控整個光伏電站和優(yōu)化光伏電站的整體性能。此外，BIM方法作為一個理想的數(shù)據庫，可獲得與光伏組件相關的故障信息，這有助于降低光伏電站運行過程中的不確定性和風險，提高其發(fā)電性能預測性，從而提高其電網友好性。

傳統(tǒng)的運維方式是在未*全了解光伏組件故障根本原因的情況下簡單地將其更換，僅是因為與該光伏組件相關的信息丟失了。而BIM方法可以幫助識別每個光伏組件，并記錄其相關數(shù)據，有效避免了上述情況的出現(xiàn)。

光伏電站運行周期結束后，涉及光伏組件的的拆除和處置問題，對于性能仍較好的光伏組件，可以繼續(xù)再應用于其他光伏電站，而BIM方法可以在新應用環(huán)境中跟蹤這類光伏組件的所有信息，并可與之前的信息進行對比，有助于進行光伏電站性能對比。

2020年，7MW屋頂分布式光伏發(fā)電項目在天津中環(huán)新能源會展*心落地，該項目在施工階段使用了BIM方法，對各個施工步驟進行整體把控；在項目運營管理階段，將光伏設備運行參數(shù)傳輸至智能化平臺，通過智能平臺實現(xiàn)對于各模塊的智能化監(jiān)控與運維。

然而，在使用BIM方法時有個問題需要注意,由于光伏組件的初始性能參數(shù)和光伏電站的電氣連接方式等信息只能從原始文檔獲取，會不可避免地涉及手動處理，無法通過BIM方法直接獲取。這就需要先確定逆變器、變壓器和電纜溝槽的穿線模式和位置，然后將光伏電站的電氣設計添加到BIM中。

2.2大數(shù)據分析

在光伏電站運維過程中需要管理人員主動進行資源的管理和數(shù)據的采集與分析。

合理的光伏電站運維方式在很大程度上取決于運維承包商獲取的內部和外部信息。內部信息主要為光伏電站元數(shù)據，比如：光伏組件、逆變器、變壓器等設備的數(shù)量、規(guī)格，光伏組件的安裝傾角、方位角、功率、電流、電壓，以及太陽輻照度、環(huán)境溫度、風速和風向等信息。外部信息包括工廠布局的2D/3D圖紙、光伏電站發(fā)電量預測值、紅外熱圖像、電致發(fā)光(EL)圖像等。

通過收集所有可用的信息，運維承包商才能更好地生成需進行的服務項目，創(chuàng)建一個“動態(tài)"維護計劃，其中包括糾正和預防性維護。

光伏電站運行期間，從光伏組件到逆變器再到并網側電表，都會生成大量數(shù)據，這些數(shù)據需實時提供給監(jiān)控系統(tǒng)。若無及時處理和評估這些數(shù)據的方式，光伏電站管理者和運維承包商將無法利用隱藏在這些數(shù)據中的信息，這些數(shù)據將失去價值。

在支持光伏產業(yè)發(fā)展方面，大數(shù)據分析具有巨大的優(yōu)勢。運維承包商可以通過對數(shù)據進行分類研究來獲取相關信息，這些數(shù)據信息經處理后可應用于提高光伏組件的發(fā)電效率，改善光伏電站的發(fā)電性能等方面。

對于分布式光伏電站而言，其架構包括光伏組件、逆變器、匯流箱、感知設備、傳感器等多種設備，維護復雜和耗時，因此，運維承包商可以通過評估歷史數(shù)據，利用大數(shù)據算法進行預防性和預測性維護來減少光伏電站停機時間。

此外，分布式光伏電站安全態(tài)勢感知的前提是安全大數(shù)據，其可對光伏電站運行數(shù)據進行整合、特征提取等，然后應用一系列態(tài)勢評估算法生成光伏電站的整體態(tài)勢，應用態(tài)勢預測算法預測態(tài)勢的發(fā)展狀況，并使用數(shù)據可視化技術，將態(tài)勢狀況和預測情況展示給光伏電站運維人員，方便運維人員直觀、便捷地了解光伏電站當前的狀態(tài)及可能存在的風險。

2.3監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)用于對光伏電站設備運行數(shù)據的監(jiān)控，以及故障的預警、報警和診斷?？梢詫⒈O(jiān)測系統(tǒng)獲取的光伏電站運行數(shù)據與光伏電站的期望值進行比較，并向光伏電站管理者提供相關報告，報告內容包括光伏電站性能、關鍵性能指標、存在的問題、發(fā)生過的預警及所執(zhí)行的維護服務等。

2.4硬件的智能化

從光伏電站運維效果來看，光伏電站信息化運維是發(fā)展趨勢，可通過采用各種智能化設備來實現(xiàn)分布式光伏電站的信息化運維，比如：采用跟蹤式光伏支架、光伏組件自動化清潔設備、光伏電站巡視工具等。

跟蹤式光伏支架可以根據太陽角度旋轉光伏組件來實現(xiàn)光伏組件對太陽光的跟蹤，從而保持光伏組件運行期間的*大發(fā)電效率。光伏組件自動化清潔設備可以節(jié)省人力成本，實現(xiàn)對灰塵、鳥糞、樹葉等污染物的自主清理，通過定期清潔，一方面可以使光伏組件發(fā)電量達到*優(yōu)，另一方面可以防止異物遮擋光伏組件引起的熱斑效應的發(fā)生，防范安全隱患。光伏電站巡視工具，比如：無人機，通過分析無人機抓取的高分辨率圖像，可及時發(fā)現(xiàn)光伏組件隱裂、熱斑等影響光伏電站安全性的情況。

2.5小結

綜上可知，通過上述合理而有效的光伏電站信息化運維方式，不僅能大幅縮短分布式光伏電站的巡檢時間，準確判斷和消除設備故障，而且可以較好地保證光伏電站的長期穩(wěn)定運行和發(fā)電效益的*大化。

3Acrel-2000MG充電站微電網能量管理系統(tǒng)

3.1平臺概述

Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng)，是我司根據新型電力系統(tǒng)下微電網監(jiān)控系統(tǒng)與微電網能量管理系統(tǒng)的要求，總結國內外的研究和生產的先*經驗，專門研制出的企業(yè)微電網能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進行數(shù)據采集分析，直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況，是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎上以經濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

微電網能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

3.2平臺適用場合

系統(tǒng)可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

3.3系統(tǒng)架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網能量管理系統(tǒng)組網方式

4充電站微電網能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1實時監(jiān)測

微電網能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測光伏、風電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。

圖1系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

4.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據進行展示。

4.1.2儲能界面

圖3儲能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設置，包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設置界面

本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設置，主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲能系統(tǒng)PCS電網側數(shù)據界面

本界面用來展示對PCS電網側數(shù)據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側數(shù)據界面

本界面用來展示對PCS交流側數(shù)據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。

圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側數(shù)據界面

本界面用來展示對PCS直流側數(shù)據，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據信息以及告警信息等，同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數(shù)據界面

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。

4.1.3風電界面

圖12風電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據進行展示。

4.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用，變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據等。

4.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實現(xiàn)預覽、回放、管理與控制等。

4.1.6發(fā)電預測

系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數(shù)據、實測數(shù)據、未來天氣預測數(shù)據，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預測界面

4.1.7策略配置

系統(tǒng)應可以根據發(fā)電數(shù)據、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統(tǒng)運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。

具體策略根據項目實際情況（如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進行接口適配和策略調整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

4.1.8運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等。

圖17運行報表

4.1.9實時報警

應具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠對各子系統(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位，及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警，應能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱、保護動作時刻；并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖18實時告警

4.1.10歷史事件查詢

應能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

圖19歷史事件查詢

4.1.11電能質量監(jiān)測

應可以對整個微電網系統(tǒng)的電能質量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質量情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

1）在供電系統(tǒng)主界面上應能實時顯示各電能質量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統(tǒng)應能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率；應能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電流含有率；

3）電壓波動與閃變：系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值；應能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線；應能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計量：系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素；應能提供有功負荷曲線，包括日有功負荷曲線（折線型）和年有功負荷曲線（折線型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測：在電能質量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時，系統(tǒng)應能產生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關人員；系統(tǒng)應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6）電能質量數(shù)據統(tǒng)計：系統(tǒng)應能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據，包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。

7）事件記錄查看功能：事件記錄應包含事件名稱、狀態(tài)（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。

圖20微電網系統(tǒng)電能質量界面

4.1.12遙控功能

應可以對整個微電網系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時執(zhí)行調度系統(tǒng)或站內相應的操作命令。

圖21遙控功能

4.1.13曲線查詢

應可在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

圖22曲線查詢

4.1.14統(tǒng)計報表

具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析；對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析；具備對微電網供電可靠性分析，包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析；具備對并網型微電網的并網點進行電能質量分析。

圖23統(tǒng)計報表

4.1.15網絡拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構；可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖24微電網系統(tǒng)拓撲界面

本界面主要展示微電網系統(tǒng)拓撲，包括系統(tǒng)的組成內容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。

4.1.16通信管理

可以對整個微電網系統(tǒng)范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設備的通信和數(shù)據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

圖25通信管理

4.1.17用戶權限管理

應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控操作，運行參數(shù)修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶權限

4.1.18故障錄波

應可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關量波形。

圖27故障錄波

4.1.19事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據，包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據基礎。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當每個事件發(fā)生時，存儲事故*10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數(shù)據。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據點可由用戶隨意修改。

5.硬件及其配套產品

6結束語

目前，中國非常重視及支持光伏發(fā)電技術的發(fā)展，因此，國內分布式光伏電站裝機規(guī)模的占比突增；且為了提高分布式光伏電站的整體發(fā)電性能，信息化運維已成為此類光伏電站運維方式的發(fā)展趨勢。

本文針對分布式光伏電站傳統(tǒng)運維方式中存在的不足進行了分析，并從4個方面分析了分布式光伏電站信息化運維方式。分析結果顯示：通過合理而有效的光伏電站信息化運維方式，不僅能大幅縮短分布式光伏電站的巡檢時間，準確判斷和消除設備故障，而且可以較好地保證光伏電站的長期穩(wěn)定運行和發(fā)電效益的*大化。

【參考文獻】

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【4】安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.05版.