互联网技术在分布式光伏发电运维平台的设计与实现

摘要：随着光伏发电的不断发展，对于光伏发电监控系统的需求也日益迫切，“互联网+”时代，“互联网+”的理念已经转化为科技生产的动力，促进了产业的升级发展，本文结合“互联网+”技术提出了一种针对分散光伏发电站运行数据进行实时数据采集、分析、处理，查看实时运行情况，并通过移动APP对光伏电站运行参数进行监控及日常管理的应用技术。

关键词：互联网+光伏发电站；远程运维平台；数据采集；TCP协议；UDP协议

0、前言

随着光伏发电的不断发展，对于光伏发电监控系统的需求也日益迫切，“互联网+”时代，“互联网+”的理念已经转化为科技生产的动力，促进了产业的升级发展，本文结合“互联网+”技术提出了一种针对分散光伏发电站运行数据进行实时数据采集、分析、处理，查看实时运行情况，并通过移动APP对光伏电站运行参数进行监控及日常管理的应用技术。

1、系统设计

1.1总体设计思路

光伏组件在接收充分光照后产生的太阳能通过蓄电池存储转化成电能，夜晚光照度减弱，蓄电池开始对用电器进行供电，循环往复工作，节省了非可再生资源，同时光伏发电的线路结构简单操作方便，环保无污染，更节省了大量的人工。基于互联网+的光伏发电管理系统，可以实现分散的光伏发电站网络化统一管理。

本系统运行中，通过数据采集传输单元控制光伏电站数据采集控制单元，实时监控光伏发电站现场设备的运行参数和环境参数等并通过多种网络接入方式，接入互联网络通信系统，将参数实时发送至后台服务器，本地监控控制系统使用光伏发电监控主机对服务器接收到的数据分类汇总、分析、处理，生成图表等并进行分析处理。手机监控APP端可以同步监控主机，显示数据，对数据进行整理分析、获取运行参数、查看实时运行情况，对光伏电站进行日常管理，不仅可以做到实时、移动监控，更可以降低运营成本，减少开支。总体结构如图1所示，具体实现的功能包括如下几个方面：光伏电站数据采集控制单元、数据采集传输单元、网络通讯系统、后台服务器、光伏发电监控主机、手机APP。

1.2光伏电站数据采集控制、传输单元硬件设计

光伏电站数据采集控制传输单元主要是由温度传感器、光传感器、温湿度传感器、风速风向传感器、数字电位器、电磁继电器、STM32F106单片机、网络接入模块及电路的接口部分组成。数据采集监控单元模块将现场温湿度、光照强度、风向风速以及发电单元发电参数等等通过网络通信，发送至后台服务器。同时，控制传输单元接收监控主机发送的各种控制命令，能远程控制发电模块的运行。后台服务器实现采集数据的存储、监控和控制系统的部署，及连接控制端，为光伏电站数据采集单元与监控系统之间建立联系。后台服务器主要功能模块如图2所示。

1.3移动监控平台软件系统设计

手机监控APP基于Android系统平台进行开发，系统通过TCP协议及UDP协议实现APP与网络后台服务器监控系统的APP通信控制模块通信。APP可以实时访问后台服务器，对光伏电站运行进行监控和控制操作，提供方便、快捷、实时地操作。手机APP客户端软件总体结构图如图3所示。客户端软件通过TCP协议对远程服务器实现登录及客户端基本参数的传输。在完成客户端基本运行参数传输处理之后，通过UDP协议同步监控主机参数，显示光伏发电模块数据，获取运行参数查看实时运行情况，对数据进行整理分析，对光伏电站进行日常管理监控。

2、安科瑞分布式光伏运维云平台介绍

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4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）。

2.4.1光伏发电

2.4.1.1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

2.4.1.2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。

2.4.1.3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。

2.4.1.4电站发电统计

●展示所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

2.4.1.5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。

2.4.2事件记录

●操作日志：用户登录情况查询。
●短信日志：查询短信推送时间、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。

2.4.3运行环境
●视频监控：通过安装在现场的视频摄像头，可以实时监视光伏站运行情况。对于有硬件条件的摄像头，还支持录像回放以及云台控制功能。

3、结语

太阳能作为一种清洁的可再生能源，近年得到了持续开发及推广，特别是我国的光伏产业已走上了快速发展的道路。本文对影响光伏发电效率的因素进行了分析，并对提高光伏发电效率的策略进行了概括论述。相信在科技不断推动下，太阳能利用的广度和深度一定能够得到进一步提高，光伏产业在未来定会大有可为。

审核编辑 黄宇