安科瑞 劉邁

　　摘要：文章旨在探討基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式光伏電站運維管理系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化。首先，分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應(yīng)用，提出運維管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理技術(shù)。其次，主要討論系統(tǒng)優(yōu)化的策略與方法、故障診斷與預(yù)測技術(shù)以及運維效率與成本優(yōu)化的關(guān)鍵方法。然后，展望該系統(tǒng)實施策略、未來發(fā)展趨勢以及新技術(shù)在光伏電站運維管理中的應(yīng)用前景。文章旨在為光伏電站運維管理系統(tǒng)的發(fā)展提供指導(dǎo)，并為未來相關(guān)領(lǐng)域的研究提供重要參考。

　　關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；光伏電站；分布式；運維管理；系統(tǒng)優(yōu)化；數(shù)據(jù)采集

　　1研究背景和意義

　　隨著能源行業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)境保護意識的提高，光伏電站作為清潔能源的重要組成部分備受關(guān)注。然而，分布式光伏電站的規(guī)模不斷擴大，其運維管理面臨著諸多挑戰(zhàn)，包括設(shè)備監(jiān)控、故障診斷、運行優(yōu)化等方面的復(fù)雜問題。因此，設(shè)計并優(yōu)化基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的

　　分布式光伏電站運維管理系統(tǒng)具有重要意義。這不僅有助于實現(xiàn)對光伏電站設(shè)備的實時監(jiān)測和管理，提高光伏發(fā)電效率，還能降低運維成本，推動清潔能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。該系統(tǒng)的研究旨在為光伏電站運維管理提供更有效的解決方案，推動清潔能源技術(shù)的普及與發(fā)展。

　　2分布式光伏電站運維管理系統(tǒng)的設(shè)計與技術(shù)實現(xiàn)

　　2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應(yīng)用概述

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏電站中的應(yīng)用廣泛且深遠。首先，它通過傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測光伏電站各種設(shè)備，包括太陽能電池板、逆變器、計量設(shè)備等，利用傳感器實時采集設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，如溫度、電壓、電流等參數(shù)，從而全面監(jiān)控光伏電站運行狀態(tài)。其次，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使這些數(shù)據(jù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，遠程監(jiān)控光伏電站的運行情況，實現(xiàn)實時響應(yīng)和遠程控制，從而

　　及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施。然后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持數(shù)據(jù)的集中管理和存儲，通過云平臺等技術(shù)，將分散的數(shù)據(jù)整合起來，便于分析和利用。這種集中管理的數(shù)據(jù)可以為光伏電站運行提供更深入的分析，如性能評估、故障診斷以及預(yù)測性維護，從而提高光伏電站的運行效率和可靠性。

　　2.2運維管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

　　運維管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計是確保光伏電站*效運行和維護的核心。首先，系統(tǒng)的架構(gòu)應(yīng)包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)處理層以及應(yīng)用服務(wù)層。數(shù)據(jù)采集層利用各類傳感器和監(jiān)測設(shè)備獲取光伏電站各個節(jié)點的數(shù)據(jù)，包括溫度、光照強度、電壓及電流等。數(shù)據(jù)傳輸層負責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理層，采用安全可靠的通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)的實時性和完整性。數(shù)據(jù)處理層采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)進行存儲、清洗、處理及分析，以生成實用的信息和洞察力。應(yīng)用服務(wù)層提供各類管理、監(jiān)控和決策支持功能，包括設(shè)備監(jiān)測、故障診斷、運行優(yōu)化等。

　　架構(gòu)設(shè)計需要考慮系統(tǒng)的擴展性和兼容性。光伏電站在運行過程中，可能會進行擴建或升級，因此系統(tǒng)的架構(gòu)要能夠方便地擴展和接入新的設(shè)備和節(jié)點。同時，要考慮不同廠商設(shè)備的兼容性，確保系統(tǒng)能夠適應(yīng)多樣化的設(shè)備和數(shù)據(jù)來源。

　　在架構(gòu)設(shè)計中，采用分布式系統(tǒng)架構(gòu)是一個值得考慮的方案。將系統(tǒng)分解為多個相互獨立的模塊，可以提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力和容錯性，避免單點故障對整個系統(tǒng)的影響。這種架構(gòu)還有助于提升系統(tǒng)的可維護性和擴展性，更好地支持光伏電站的長期運行和管理。

　　2.3數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理技術(shù)

　　數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理技術(shù)在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運維管理系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。首先，數(shù)據(jù)采集技術(shù)通過各類傳感器監(jiān)測光伏電站各個設(shè)備和環(huán)境參數(shù)，如太陽能電池板的溫度、光照強度、電壓及電流等。傳感器的選擇須考慮其精度、穩(wěn)定性、耐用性以及對環(huán)境條件的適應(yīng)能力。為確保數(shù)據(jù)的準確性和實時性，傳感器的布置位置和數(shù)量也需要精心設(shè)計，以全面覆蓋光伏電站的各個關(guān)鍵點。

　　其次，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)能夠保證采集到的數(shù)據(jù)及時、安全地傳輸至數(shù)據(jù)處理中*。其采用可靠的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是必要的，如基于互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)或通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式。考慮光伏電站通常分布廣泛，采用*效的遠程通信技術(shù)，如無線傳輸技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)等，可以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和有效性。

　　然后，數(shù)據(jù)處理技術(shù)涉及對海量數(shù)據(jù)的存儲、清洗、處理及分析。使用大數(shù)據(jù)技術(shù)（云計算、分布式計算等）存儲和管理數(shù)據(jù)十分常見。數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理是為了去除噪聲、填補缺失值以及保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。數(shù)據(jù)分析包括描述性分析、統(tǒng)計分析等，以從數(shù)據(jù)中提取有用的信息和規(guī)律，為故障診斷、預(yù)測維護、性能優(yōu)化等提供決策支持。

　　3分布式光伏電站運維管理系統(tǒng)優(yōu)化

　　3.1系統(tǒng)優(yōu)化策略與方法

　　系統(tǒng)優(yōu)化在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運維管理中扮演著至關(guān)重要的角色。首先，采用智能化的調(diào)度和管理。利用預(yù)測算法和優(yōu)化模型，可以預(yù)測和優(yōu)化光伏電站的能源產(chǎn)出、設(shè)備性能等。通過智能調(diào)度設(shè)備運行時間、能源利用率以及避免高負荷時段，系統(tǒng)可以實現(xiàn)更*效的運行。例如，結(jié)合天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，優(yōu)化光伏板的傾斜角度和方向，以獲得光照收集效果。

　　其次，采用故障診斷技術(shù)和預(yù)測維護。利用數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)方法，實時監(jiān)測和分析數(shù)據(jù)，能夠快速識別設(shè)備故障或異常，并提供預(yù)警。這樣可以避免設(shè)備故障對系統(tǒng)運行造成的不利影響，降低維修時間和成本。

　　之后，采用自動化流程和遠程監(jiān)控。自動化的運維流程能夠減少人工干預(yù)，提高運維效率，如自動化巡檢、遠程故障診斷以及遠程控制，可以迅速響應(yīng)問題并降低人力資源成本。

　　3.2故障診斷與預(yù)測技術(shù)

　　故障診斷與預(yù)測技術(shù)在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運維管理系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。這些技術(shù)能夠幫助識別并預(yù)測設(shè)備故障，以便及時采取措施，很大限度地減少系統(tǒng)停機時間和維修成本。

　　一方面，故障診斷技術(shù)基于實時數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析。通過傳感器實時采集光伏電站各個設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，如溫度、電壓、電流等參數(shù)，利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)和模型識別異常狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)范圍或與正常模式偏離時，系統(tǒng)會發(fā)出警報并觸發(fā)相應(yīng)的故障診斷流程。這樣可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或潛在問題。

　　另一方面，預(yù)測技術(shù)是利用歷史數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)算法進行未來故障的預(yù)測。通過對歷史數(shù)據(jù)的分析和模式識別，系統(tǒng)能夠預(yù)測設(shè)備的壽命、性能衰退趨勢或潛在故障模式。這有助于采取預(yù)防性維護措施，提前替換故障風(fēng)險較高的部件，避免突發(fā)故障造成的損失[4]。

　　故障診斷與預(yù)測技術(shù)可以結(jié)合專家系統(tǒng)或知識圖譜。通過建立設(shè)備故障庫和知識圖譜，系統(tǒng)可以快速識別并匹配相似的故障模式，提供更準確的故障診斷和預(yù)測。

　　3.3運維效率與成本優(yōu)化

　　提高運維效率并優(yōu)化成本是基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站運維管理中的重要目標。為達到這一目標，需要采用一系列策略和方法，涉及設(shè)備管理、人力資源利用、技術(shù)優(yōu)化等多個方面。

　　運維效率的提高可以通過自動化和智能化實現(xiàn)。引入自動化設(shè)備監(jiān)測、故障診斷和維修流程，可以減少人工干預(yù)，提高運維響應(yīng)速度和準確性。智能化調(diào)度和計劃可以優(yōu)化維護工作安排，合理利用人力資源，確保在需要時有足夠的技術(shù)支持。技術(shù)優(yōu)化也是提升運維效率的關(guān)鍵。采用*進的設(shè)備監(jiān)測和管理技術(shù)，如遠程監(jiān)控、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)分析等，可以實現(xiàn)對光伏電站設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測和管理。這種實時監(jiān)控有助于提前發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，減少維護時間和維修成本。

　　成本優(yōu)化需要考慮運維過程中的多個方面。例如，采用可靠性高的設(shè)備和材料能夠減少維修次數(shù)和費用；合理的維護策略和計劃能夠降低因突發(fā)故障帶來的停機損失。

　　4Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

　　4.1平臺概述

　　Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進經(jīng)驗，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)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(chǔ)上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設(shè)備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。

　　微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)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。

　　4.2平臺適用場合

　　系統(tǒng)可應(yīng)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。

　　4.3系統(tǒng)架構(gòu)

　　本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

　　5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

　　5.1實時監(jiān)測

　　微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應(yīng)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(fēng)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(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)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(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

　　系統(tǒng)應(yīng)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(shè)置等。

　　系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)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(wǎng)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(wǎng)光伏、風(fēng)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(jù)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(fēng)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。

　　5.1.1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(cè)、交流側(cè)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(wǎng)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(fēng)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(jù)進行展示。

　　5.1.2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(dāng)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(shè)置界面

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

圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

　　本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設(shè)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(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

　　本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，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(cè)數(shù)據(jù)界面

　　本界面用來展示對PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)，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(cè)的異常信息進行告警。

圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

　　本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(cè)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(jù)信息以及告警信息等，同時展示當(dāng)前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)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(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

　　5.1.3風(fēng)電界面

圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面

　　本界面用來展示對風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)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(fēng)速/風(fēng)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(jù)進行展示。

　　5.1.4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(jù)等。

　　5.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網(wǎng)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(yù)覽、回放、管理與控制等。

　　5.1.6發(fā)電預(yù)測

　　系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)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(yù)測界面

　　5.1.7策略配置

　　系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、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(shè)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(jù)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(diào)整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

　　5.1.8運行報表

　　應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應(yīng)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

　　5.1.9實時報警

　　應(yīng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)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(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。

圖18實時告警

　　5.1.10歷史事件查詢

　　應(yīng)能夠?qū)b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(fēng)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

　　5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測

　　應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)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(zhì)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(yīng)能實時顯示各電能質(zhì)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；

　　4）功率與電能計量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應(yīng)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(yīng)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(zhì)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(yīng)能產(chǎn)生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

　　6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，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(yīng)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(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

　　5.1.12遙控功能

　　應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)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(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

圖21遙控功能

　　5.1.13曲線查詢

　　應(yīng)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

　　5.1.14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(nèi)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質(zhì)量分析。

圖23統(tǒng)計報表

　　5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

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

圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面

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

　　5.1.16通信管理

　　可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)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(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)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

　　5.1.17用戶權(quán)限管理

　　應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)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(quán)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(quán)限

　　5.1.18故障錄波

　　應(yīng)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(guān)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(guān)量波形。

圖27故障錄波

　　5.1.19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(jù)，包括開關(guān)位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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

6.硬件及其配套產(chǎn)品

7結(jié)束語

　　光伏電站運維管理系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化是當(dāng)前能源領(lǐng)域的重要課題，通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集、運維優(yōu)化等方面的研究與探索，文章全面探討了提升光伏電站運維效率、降低成本、實現(xiàn)智能化管理的關(guān)鍵策略與方法。未來，隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和能源行業(yè)的進一步發(fā)展，光伏電站運維管理系統(tǒng)將迎來更多創(chuàng)新與突破，為實現(xiàn)更*效、可靠及可持續(xù)的清潔能源生產(chǎn)貢獻力量。

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