基于安科瑞物联网架构的光伏电站短期电量精准监测与托管方案

更多信息+vx：Acrel777-

1. 项目概述与目标

随着“双碳”战略的深入推进，分布式光伏电站的部署规模快速增长。对于电站投资方、运维方及能源管理者而言，如何实时、精准地掌握光伏阵列的直流侧发电性能，并实现数据的远程化、智能化管理，是提升发电效率、保障投资收益、实现精细化运营的核心需求。

传统的人工抄表与分散的数据记录方式已无法满足短期（如按日、按小时）性能评估、故障快速定位和能效分析的要求。因此，构建一套稳定、可靠、免调试的物联网监测系统势在必行。

本方案旨在设计并实施一套以安科瑞PZ96L-DE直流电能表为感知核心，通过4G无线网络传输数据，并最终托管至安科瑞Acrel-EIOT能效物联网云平台的完整解决方案。该方案将实现光伏板直流侧电量、功率、电压、电流等关键参数的秒级采集、云端存储、可视化展示与智能分析，为电站的短期性能评估、运维决策和能效优化提供坚实的数据支撑。

方案可联系 152/167/512/08

2. 系统核心设备选型与功能

2.1 感知层设备：安科瑞PZ96L-DE/CK智能直流电能表

PZ96L-DE系列仪表是专为直流系统设计的计量设备，特别适用于太阳能光伏发电场合。

高精度测量与计量：该仪表可精确测量直流系统中的电压（U）、电流（I）、功率（P），并计量正向与反向有功电能，准确度等级可达0.5级，确保数据源头准确可靠。

强大的接口与功能：

通讯接口：标配RS-485接口，支持Modbus-RTU标准通讯协议，方便与各类数据采集器或网关对接。

开关量输入/输出（DI/DO）：PZ96L-DE型号支持最多4路开关量输入和2路继电器输出。该功能可用于监测直流断路器状态、防雷器状态，或接收远程控制指令，实现简单的遥控与报警功能。

合规性与可靠性：产品设计符合《直流电能表技术规范》（Q/GDW1825-2013）等行业标准，能够在-20°C至+60°C的宽温范围内稳定工作，适应光伏电站户外柜内的严苛环境。

本地显示与存储：配备LCD液晶显示屏，可本地查看实时数据。部分型号支持历史电能数据统计（如过去12个月的电量），为离线数据核对提供便利。

2.2 网络层设备：4G无线通信网关（以AWT100-4G与POW模块为例）

为实现数据的远程透传，需要将PZ96L-DE的RS-485信号转换为IP数据包，并通过公共蜂窝网络上传至云平台。安科瑞提供的AWT100-4G系列无线通信网关及配套的POW（可能指电源或协议转换）模块是理想选择。

核心功能：网关作为边缘计算节点，负责定时采集并缓存PZ96L-DE的电参量数据，通过内置的4G模组将数据安全、稳定地传输至Acrel-EIOT云平台。

即插即用：网关通常预配置平台对接协议，支持“免调试”快速上线，极大缩短了工程部署时间。

稳定可靠：工业级设计，保障在无人值守环境下长期稳定运行。

2.3 平台层：Acrel-EIOT能效物联网托管系统

Acrel-EIOT平台是本方案的数据中枢与大脑，它不仅仅是一个数据看板，更是一个功能完整的微电网能效管理平台。

平台架构：采用云端部署的SaaS模式，用户无需自建服务器，通过网页或移动端即可随时随地访问，实现高效的能源互联与信息互动。

核心光伏监测功能：

分布式光伏监控：平台提供专门的分布式光伏监测模块，可对逆变器、直流侧等关键设备进行集中运行监视。

电站发电统计与分析：平台能自动统计电站的总发电量，并支持按日、月、年等周期进行同环比对比分析，生成直观的图表和报告。

电站配电监测：实时监测直流回路电压、电流、功率曲线，动态展示电站的运行状态。

扩展管理功能：

电能质量分析：可监测相关回路的电气参数质量。

故障报警与预警：用户可对电压、电流、功率等参数设置上下限阈值。一旦越限，平台可通过APP推送、短信等方式即时向运维人员报警，实现主动式运维。

数据深度挖掘：提供丰富的能耗分析、碳排放统计等工具，将数据价值最大化。

3. 系统整体架构设计

本方案采用经典的“云-管-边-端”物联网四层架构，具体设计如下表所示：

4. 系统实施方案与步骤

现场勘察与设计：

确定光伏阵列的组串划分，为每个需要独立计量的支路设计安装一块PZ96L-DE电表。

根据现场信号强度，规划4G网关的安装位置，确保网络通畅。

设计柜内布线图，包括电压信号线、电流传感器信号线（建议使用屏蔽双绞线）、RS-485通讯线和电源线。

硬件安装与接线：

电表安装：将PZ96L-DE仪表嵌入式安装在配电柜面板上。

电流采样：根据电流大小和精度要求，选择并正确安装分流器或霍尔电流传感器。若使用霍尔传感器且由电表供电，需按说明书短接相应端子。

网关连接：将电表的RS-485接口（A、B线）连接到4G网关的对应端子，并为网关接通工作电源。

设备参数配置：

电表设置：通过表计按键或配置工具，设置正确的电压变比、电流变比（与所用传感器匹配）、通讯地址（同一RS-485总线上的每个电表地址需唯一）和波特率。

网关配置：通过本地工具或云端下发，配置网关采集的电表Modbus点表，并指向Acrel-EIOT平台的接入地址和认证信息。

云端配置与数据验证：

在Acrel-EIOT平台上创建项目，添加设备（网关及下属电表），完成虚拟点位与物理点位的映射。

验证数据：观察平台界面是否成功接收到电压、电流、功率等实时数据，并与电表本地显示值进行比对，确保数据传输准确无误。

功能调试与交付：

测试平台的历史数据查询、曲线绘制、报表生成等功能。

配置关键的报警规则（如发电功率异常跌落、直流电压超限等）。

对用户进行培训，完成项目交付。

5. 方案优势与预期效益

精准计量，有据可依：0.5级精度的直流计量，为发电量结算、能效对标提供权威数据基础。

实时透明，一览无余：秒级数据刷新，通过“管理驾驶舱”全局掌控所有光伏阵列的运行状态，实现从“盲管”到“明管”的转变。

主动预警，降本增效：变“故障后维修”为“异常前预警”，大幅减少发电量损失，提升运维响应效率与电站可用率。

免调试托管，部署快捷：采用预集成、免调试的物联网方案，极大降低了现场工程实施和后期系统维护的复杂度与成本。

绿色价值，清晰可视：平台自动计算CO₂减排量等环境效益指标，助力企业践行社会责任，塑造绿色品牌形象。

6. 总结

本方案深度融合了安科瑞在电力计量、物联网通信与能效管理平台领域的软硬件产品，构建了一个从光伏直流侧精准感知到云端智能运营的完整闭环。它不仅解决了光伏电站短期电量监测的核心诉求，更通过开放的平台架构，为未来扩展储能监测、充电桩管理、综合能效分析等高级应用奠定了坚实基础，是光伏电站实现数字化、智能化升级的可靠选择。

审核编辑 黄宇