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光储之家 | 微电网的监控技术
2022-09-23
公司新闻

微电网监控系统是利用电脑、手机等智能设备,对微电网的运行过程实行实时监视和控制的系统,主要是对微电网内部的分布式发电、储能装置和负荷状态进行实时综合监视,在微电网并网运行、离网运行和状态切换时,根据电源和负荷特性,对内部的分布式发电、储能装置和负荷进行优化控制,实现微电网的安全稳定运行,提高微电网的能源利用效率。


兴储世纪在巴基斯坦建设的分布式光储项目


1、微电网监控系统架构


微电网监控系统包括计算机监控系统、通信网络 、分布式电源控制器、负荷控制器、微电网中央控制器,并网接口装置和测控保护装置等自动化设备,电网监控系统应能与微电网能量管理系统进行数据交换,将微电网设备运行数据上传给能量管理系统,并接受能量管理系统下发的控制指令。

微电网监控系统宜配置前置服务器、数据服务器、应用服务器、工作站、交换机/路由器等设备。服务器和工作站的数量可根据微电网规模以及运算量大小进行合理的增减,微电网监控系统应设置防火墙 、隔离装置等安全防护设备,网络安全防护应符合相关技术标准。微电网监控系统软件应包括操作系统软件 、支撑平台软件和应用软件。实时数据库和历史数据库,支撑平台软件宜包含数据采集管理 、数据库管理 、网络通信管理 、图形管理 、报表管理 、权限管理 、报警管理 、计算统计等模块。


2、微电网监控系统的主要内容


(1)数据采集与处理:微网监控系统对采集数据信息进行计算、分析等功能,数据分析功能包括:数据源选择、自动计算周期等,按日月、季、年或自定义时间段统计;统计指定批的最大值、最小值、平均值和累计值,统计时段包括年、月 、日、时等 ;多位置信号、状态信号的逻辑计算;变位、遥控、遥调等操作次数统计 ;遥控正确率和遥调响应正确率统计;电压电流越限、功率因数和电能质量合格率统计分析。


(2)报警信息处理:微电网监控系统应具备对采集数据信息进行合理性检查及越限告警的功能,包括:数据完整性检查,自动过滤坏数据、自动设置数据质量标签;设定限值,支持不同时段使用不同限值;告警,告警定义、告警动作、告警分流、画面悯用和告警信息存储等。    


3、微电网监控系统的软硬件接口


设备的运行数据是不能直接上传到手机APP监控软件上,这中间要经过4次以上的转换过程。设备的运行数据一般是保存在DSP控制芯片上,如德州仪器的TMS320F28075,要往外传输,还需要专用的通讯芯片,现在设备90%都用采用ARM结构的芯片,在通信方面具有很强的实力。再通过通讯硬件接口,以某种通讯协议,上传到设备厂家云平台服务器,经过解码后变成数据,我们的手机终端或者电脑终端,通过网站访问到云平台服务器,就可以看到逆变器的运行数据了。


通讯硬件接口,目前的有RS485、RS232、USB三种接口,这几种接口各有特点和用途。



RS232和RS485是最经典的接口,2019年之前出的大部分设备都会配备,两者区别在于:RS-232适合本地设备之间的通信,传输距离一般不超过20米,只允许一对一通信,即一台数据采集器配一台设备,适用于小型微网电站;RS-485传输距离为几十米到上千米,接口允许一对多,即一台数据采集器配多台设备,适用于中大型微网电站。


USB(Universal Serial Bus),是目前电脑上应用较广泛的接口规范,接口速度快、连接简单、不需要外接电源,由于USB对外设有良好的兼容性,应用越来越广,最近几年新开发的设备,USB接口逐渐替代RS232接口。USB接品可以一对一接采集器,也可以直接连接电脑,USB还可以通过串联方式最多可串接127台设备。


监控数据传输方式:数据从逆变器到服务器,目前常用3种方案传输数据,GPRS、WIFI、LAN。GPRS数据采集器,内置手机SIM数据卡,如中国移动、中国联通等,逆变器的数据先是发到手机运营商的服务器上,再上传到设备公司的服务器上。GPRS目前是国内应用得最多的传输方案,其优点是不需要宽带网络,适合于不方便架网络的地方,缺点是需要流量费用,通信网络会经常升级,如2G网络有些地方就开始没有信号。WIFI和LAN两者的区别是,WIFI是无线传输数据,LAN是有线传输,其优势是不需要流量费用,缺点是无线WIFI距离有限,有线LAN的要铺设网线,还需有宽带网络。


通讯协议,从设备到数据采集器,数据都要上传到云服务器,每个公司的技术都不一样,为了统一,方便不同设备之间传输数据,一般采用现场总线(Field bus)技术,现场总线的种类很多,如Profibus、Interbus、DeviceNet、ControINet、Modbus、CC-link、HART等等,光伏行业采用Modbus比较多。 


作者:刘继茂 郭军


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