冯 玲 南京航空航天大学金城学院 211156
光伏并网监控系统的设计与应用
冯 玲 南京航空航天大学金城学院 211156
在光伏并网发电的过程中，电站的控制管理工作相对复杂，容易出现过压、过载和过流等情况。而设计一套光伏并网监控系统，则可以利用现场监控、上位机监控和远程监控等操作进行光伏并网控制，继而使光伏电站在无人值守的情况下保持良好的运行状态。因此，有必要对光伏并网监控系统的设计与应用问题展开分析，从而更好的促进电力事业的发展。
光伏并网；监控系统；设计与应用
0 引言
随着不可再生能源的逐渐减少，太阳能等新型能源的开发必将得到足够的重视。所谓的光伏并网发电，其实就是利用太阳电池的光生伏特效应将太阳能转换成电能进行发电。但就目前来看，有关的光伏并网发电技术尚不够成熟，所以还需要利用配套的监控系统对光伏并网过程进行监控。而利用该系统，能够实现对光伏并网设备的有效调节和控制，因此能够使光伏发电并网稳定运行。
1 光伏并网监控系统结构
从系统设计原理上来看，光伏并网发电系统包含有并网发电单元、并网逆变器，可以进行三相电的输出。利用双分裂升压变压器，并网发电系统就可以接入中压电网，然后实现并网发电。根据光伏并网发电的特点，设计出的光伏并网监控系统应由现场监控、上位机监控和远程监控构成。在对现场进行监控的过程中，系统可以利用应急启停按键和LCD显示屏进行系统下位机设备的监控。而系统下位机设备包含汇流箱、并网逆变器和环境采集仪等等。
2 光伏并网监控系统的设计与应用
2.1现场监控的设计与应用
在监控系统中，现场监控部分主要有两部分功能，即监控设备运行数据的实时显示功能和现场故障应急启停控制功能。通过在现场设备上进行人性化LCD显示屏的安装，就可以使设备的各项运行数据、历史故障数据、历史发电量数据和总发电量数据显示出来，从而为人员的管理提供依据。而设备运行信息则包含电网频率、并网电流、当天发电量、电网电压和机内温度等各种参数信息，能够为人员了解设备运行状态提供便利。在显示屏选择方面，可以选择液晶显示器，并且利用单片机进行显示屏的控制。在现场通信方面，可以使用DSP控制板进行数据通信实现。
2.2上位机监控的设计与应用
由于光伏并网的现场设备上带有RS485通讯接口，所以在进行上位机监控设计时可以使用MODBUS通讯协议。使用该通讯接口，则可以将现场监测数据传输至系统上位机监控室，从而实现系统的遥信和遥测。利用本地监控计算机，则可以实现上位机的监控功能。利用计算机上的监控软件，系统将能完成采集数据的存储和分析，并且利用各种图形和图标进行现场设备运行状况的反映。同时，利用打印设备，还可以将需要数据打印导出。完成数据的专业分析后，操作人员就可以进行相应控制信息的输入，然后通过改变设备运行状态进行现场的控制管理。由于系统配有Web服务器，所以能够将设备运行状态信息发布到网上。从上位机监控功能的软件设计上来看，可以使用LABVIEW平台进行系统编程开发。因为，利用该平台可以完成数据的采集、分析和显示，并且能够实现图形化编程。同时，利用其进行监控软件开发和测试，将能有效提升系统的编程效率。
2.3远程监控的设计与应用
利用以太网，操作人员可以通过连接本地监控室服务器进行光伏并网的远程控制。利用IE浏览器，操作人员也能够进行网站的登录，然后利用操作管理权限进行现场设备运行情况的查看和分析，具体包含电站收益、设备参数和故障报警等并网运行数据信息。而系统的远程监控设计不仅能够实现本地监控计算机上的所有监控功能，同时还能够进行人员岗位工资的管理，所以能够为电站的管理提供较大的便利。利用系统的远程监控功能，高层管理人员也可以根据检测信息对自己负责的控制活动作出及时、有效的决策。在实现系统远程监控功能时，需要利用Visual Studio2010这一微软的开发工具进行系统软件设计［3］。考虑到系统数据信息量较多的问题，需要使用三层体系结构的服务器，以便使系统具有一定的可扩展性，并且利用清晰的系统结构实现系统数据交互。
3 结论
总而言之，利用光伏并网监控系统，可以实现光伏并网的自动化管理，所以能够为发电企业节省大量的人力和物力，继而为企业获得更多的效益。而随着光伏产业的发展，相信该种监控系统也将在电力系统管理中得到有效应用，从而使电力企业的工作效率和经营效益得到提高。
［1］叶琴瑜，胡天友，秦文.光伏并网电站智能监控系统的设计与实现［J］.自动化仪表，2012，05：64-66+69.
［2］杨海柱，张永生，张辉.并网型户用太阳能光伏发电监控系统的设计［J］.电源技术，2013，02：269-271.
［3］尹小恩.光伏并网发电网络化监控系统设计［J］.船电技术，2011，06：40-42+68.
