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作者：舜通智能 来源：www.sitcsys.com 发布时间：2023-06-06 热度：0
随着现代能耗高速增长的形势，由于经济发展迅猛，我国在 2001 年以后，电力需求以每年超过 20%的速度增长，2003 年全国出现电力供应严重不足的现象，2004 年缺电形势更加紧张，24 个省拉闸限电，电力供应的紧张情况在今后若干年内不会缓解。因此大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源利用技术是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。
在能源领域将实行的工作重点和主要任务是首先加快能源结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。以太阳能发电、风力发电工程为重点，加快可再生能源的开发。要使光伏发电成为战略替代能源电力技术，必须搞大型并网光伏发电系统，而这个技术已经实践证明是切实可行性的。
光伏电站是近几年来发展迅速的新能源，随着规模的壮大，以往人工统计收益、巡检监控电站的方式无法满足运行需求。为此舜通智能在此背景下开发出ST-875光伏EMS监控系统（以下简称“ST-875”），实现电站远程监测。本系统适用于分布式光伏、集中式光伏及户用光伏等。
ST-875采用800*600*2200标准控制柜方式安装，电源支持AC/DC220V 50～60Hz单电源/冗余电源可选。
系统内置1台IPC-610工控机，操作系统采用实时Linux系统，搭载最新的QTouch自主可控跨平台组态软件V3.0版本，具备IEC60870、IEC61850、Modbus、OPC等众多通讯接口，具有强大的逻辑编程能力，可以自定义控制策略和自动控制方式。
内置一台17寸显示器，以及一台工业级数据交换机，显示器通过QTouch图形界面显示系统一次接线图及系统参数信息，便于用户实时查看监控系统，工业交换机用于对接调度数据网和厂站数据网。
内置两台协调控制器，此设备内置QTouch嵌入式跨平台组态软件，可与逆变器、汇流箱、电表等多种设备进行串口通讯或网络通讯，通讯管理机也可支持逻辑控制响应。
内置一台塔式（可选机架式）UPS不间断电源。在特殊情况下，系统内的设备可持续运行1h，保证系统安全、稳定运行。
内置一台工业级交换机（环网可选），它可用于对接调度数据和厂站数据网，也可与工控机、通讯管理机或者其他带有网络通讯的设备进行通讯，使整个厂站网络通讯稳定运行。
ST-875光伏监控系统包含对逆变器、气象站、汇流箱、方阵、并网柜及升压变等设备信息采集，进行监测及控制，并实现对逆变器有功、无功调节等；本系统也可通过与EMS系统或配电网调度系统接口，接受调度指令，完成削峰填谷、独立离网支撑源V/F控制等智能电网应用。
（1）在SCADA系统图上显示该电站装机容量、气象站数据、安全运行天数、逆变器数量、每台逆变器的累计发电量、负载侧用电量及并网柜内的开关刀闸工作状态和重要运行信息。支持动态拓扑分析，可根据断路器、开关的实时状态确定系统中各种电气设备的带电、停电、接地等状态，并将结果在人机界面上用不同的颜色表示出来，为运行人员提供直观的设备运行状态信息。
（2）显示逆变器监视信息：如系统频率、电网频率、每台逆变器效率、实时发电量、累计发电量、总有功功率、总无功功率、逆变器运行状态等；
（3）气象站监视信息：如当环境温度、温度、当前风速、风向、太阳总敷设、直接辐射等；
（4）并网点监视信息：如断路器、隔离开关、接地开关位置状态，远方/就地切换，保护动作总信号，控制回路断线，重合闸动作，装置故障（异常、闭锁），断路器本体及操作机构故障，保护工作信号等；
（5）隔离升压变压器监视信息∶高压侧断路器、低压侧断路器、高压侧隔离开关、低压侧隔离开关位置状态，高压侧断路器远方/就地，低压侧断路器远方/就地切换，保护动作总信号，装置故障（异常、闭锁）等；
（6）汇流箱监视信息：如各组串电压/电流、直流母线电压、MPPT电压、组串总电流等；
（7）用户配电柜各多功能电表监视信息：如相电压、线电压、三相电流、有功/无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功/无功电度等；
ST-875系统具备模拟量处理、数字量处理、非实测数据处理、计算、统计及控制策略等功能。
（1）模拟量处理
模拟量描述各系统运行的实时量化值；
模拟量的数据支持EXCLE表格显示、也可通过棒图、曲线图、系统结构图及通信状态图等；
（2）数字量处理
数字量可定义为设备好坏状态、开关位置、隔离刀闸、接地刀闸位置、保护硬接点状态等其他各种信号量。
（3）非实测数据处理
非直接采集的数据称为非实测数据，可以由人工输入，也可以是通过计算得到。
（4）计算
具备自定义公式计算及常用的标准计算功能，用户可自定义标准计算功能。
（5）统计
对重要数据，如每台逆变器的发电量、组串电压/电流等数据进行统计分析，也可进行导出以EXCEL表格的形式进行展示；
对于测量值的统计包括最大值、最小值、平均值及相应的时间统计；
可随时查看逆变器实时发电量曲线、历史曲线等；
可查看所有设备的实时数据，以EXCEL表格形式进行展示；
采用EXCEL的方式生成各种统计报表，包括日报、月报、年报等。使用方便、格式灵活，也可支持定制报表；
3.1.3 报警处理
ST-875系统具有事故报警、预告报警、历史报警功能。报警支持1-9级，可以根据不同的事件信息设置不同的级别；事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号；预告报警包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量或温度量越限、计算机监控系统的软、硬件状态异常等；历史报警可按照发生时间、故障类型、设备类型、报警级别等组合条件，查询历史上所有发生的事件。
3.1.4 人机界面
（1）显示厂站系统拓扑结构图；
（2）在SCADA系统上可显示各设备的实时数据；
（3）可进行设备参数显示和查询，和运行参数的统计查询；
（4）显示日，月，年的负荷曲线和电压曲线，包括实时曲线和历史曲线，并标明最大，最小和平均值，以及最大最小值出现的时间；
（5）显示电网自动化系统运行状态图；
（6）显示各种实时表格和历史表格；
（7）显示各种柱状图和饼图；
（8）显示趋势曲线图；
（9）显示最新报警信息；
3.1.5用户管理
用户账号管理分级别，可监视账号，可控制账号等。为了保证信息安全、操作安全和数据安全，可以根据不同账号设置不同用户名及密码。
3.1.6密码管理
操作人员/管理人员在进行参数设置和启停控制等命令时需要输入用户名和密码。
3.1.7通讯规约
支持国内标准电力自动化的各种规约，如MODBUS、TCP/IP协议等。预留扩展IEC61870-5-104通讯接口；
3.2 控制和操作功能
ST-875系统可根据操作员/管理员输入准确的密码后可实现对断路器、切换开关等的正常操作和其它必要的操作，可根据电源及负荷监测数据、统计结果进行平衡计算及策略响应。操作控制的执行结果应能反馈到相关一次图上。
3.2.1 光伏EMS控制功能
EMS可远程关断配电柜所有回路断路器（系统配置为手动回路断路器除外），系统主界面，可准确显示各回路断路器状态位置，操作员输入密码后可实现断路器分/合操作。手动模式下，光伏EMS系统可进行对逆变器有功/无功调节；若本系统与EMS储能系统进行通讯，也可以对PCS、BMS进行动态调整。
3.2.2 系统架构
ST-875 监控系统主要由方阵、组串式逆变器或分布式逆变器、汇流箱、支持web端展示（可选）、协调控制器、并网柜（高压或低压并网点）、升压变压器（可选）等设备等组成，系统结构示意图如下图所示（示例）：
可靠性：光伏EMS系统支持断点续传、软硬加密等多种方式保障系统运行的可靠性和安全性。
兼容性：应用于有电网的工矿、企业、村落、通讯基站等。
灵活性：支持用户自定义绘图和菜单管理、LOGO定制、联动控制等功能。
开放性：选用了开放的硬件和软件平台，支持多种主机互连，系统互连全部采用国际标准的网络层通讯协议。
扩展性：支持简单易行的扩充升级能力，满足未来的应用扩展的需要。
所有设备的寿命在正常使用(具有一定备品)条件下不少于10年。
所有设备在给定的性能指标下运行，连续4000小时内不需要人工调整和维护。
遥测量越死区传送时间<10秒。
遥信变位传送时间<5秒。
遥控、遥调命令传送时间<10秒。
系统实时数据扫描时间1~10秒（可调）。
计算机远程网络通信中实时数据传送时间<3秒。
画面调用响应时间<2秒。
画面实时数据刷新周期1~10秒（可调）。
存档最小时间间隔为10min，最长保存周期为36个月。
遥测正确率>99.5%。
遥信正确率=100%。
遥控准确率=100%。
遥调准确率=100%。
站内分辨率≤2ms。
在硬件上，IPC-610装置采用实时LINUX系统，搭配了跨平台组态软件QTouchV3.0，运行稳定可靠，并采用了硬件看门狗技术。
在电源方面，为了保证装置的可靠运行，采用隔离技术，使弱电系统和强电系统完全隔离，这样能去除大部分低频干扰；其次，对于高频干扰，在每一路电源中使用高性能的EMI滤波器，使干扰信号在电源入口处便被滤除，良好的结构设计大大增强了装置的电磁兼容性能。
在软件设计上，提供关键进程的运行状态监视和守护功能，在进程运行异常的情况下可以自动重启软件程序，保证软件程序的连续不间断运行。
（1）交流、直流电源：220V ± 20% V，50Hz；
（2）电源电压范围在176-253V（Ui × %80 ~ Ui × %115）范围内不影响数据传输正确性；
（1）绝缘电阻：
通讯端口对地绝缘电阻 ≥ 5MΩ；
电源端口对地绝缘电阻 ≥ 5MΩ；
（2）绝缘强度：
通讯端口对地绝缘强度：加500V无击穿与闪络；
电源端口对地绝缘强度：加1500V无击穿与闪络；
（1）振荡波抗扰度符合 GB/T 15153.1-1998的有关条款；
（2）静电放电抗扰度符合GB/T 15153.1-1998的有关条款；
（3）电快速瞬变脉冲群抗扰度符合 GB/T 17626.4-1998的有关条款；
（4）工频磁场抗扰度符合GB/T 15153.1-1998和GB/T 17626.8-2006的有关条款；
（1）工作温度：-5℃ ~ 65℃；
（2）贮存温度：10℃ ~ 60℃；
（3）湿度：< 90%(无凝露)；
（4）运输：符合IEC60870-2-2 级别2K4；
（5）海拔高度：≤5000M；
（1）《风电场接入电力系统技术规定》GB/T 19963-2011；
（2）《电力系统网源协调技术规范》DL/T 1870-2018；
（3）GB/T36547-2018电化学储能系统接入电网技术规定；
（4）GB7947人机界面标志标识的基本和安全规则导体的颜色或数字标识；
（5）GB50217-2007 电力工程电缆设计规范；
（6）GB7251.1-1997 《低压成套开关设备》；
（7）GB50171-92 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》；
案例链接
分布式光伏源荷协同控制器项目应用
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