光伏發電數據報告范文

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篇1

關鍵詞：分布式光伏電站；電能信息實時采集；實現方法

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

引言:

隨著現代工業的發展，全球能源危機和大氣污染問題日益突出，太陽能作為理想的可再生能源受到了許多國家的重視。中國作為新的世界經濟發動機，隨著國民經濟的發展，能源的缺口增大，能源安全及能源在國民經濟中的地位越顯突出。

大力發展新能源和可再生能源是我國未來的能源發展戰略要求。為促進我國可再生能源和新能源技術及相關產業的發展，國家鼓勵和支持可再生能源并網發電。太陽能作為潔凈無污染的巨大能源，最大限度地開發利用太陽能電池用硅錠/硅片以及高效低成本太陽能電池組件及系統控制部件實現光伏發電、將是人類新能源利用方面的科技發展方向。

一、太陽能并網發電原理

目前太陽能電池的種類不斷增多、應用范圍日益廣闊、市場規模逐步擴大。國內光伏市場呈現加速發展趨勢，目前中國已經是國際光伏發電應用產品生產基地，光伏市場潛力巨大。2010年以前中國太陽電池多數是用于獨立光伏發電系統，從2011年到2020年，中國光伏發電的市場主流將會由獨立發電系統轉向分布式并網發電系統。分布式光伏電站通常利用城市和農村的建筑物安裝光伏設備進行發電并就近并入供電網絡，隨著分布式并網光伏電站的建設進度加快，發電容量占傳統方式比重越來越大，調度自動化及電能量管理相關系統對電站的電能信息采集范圍與實時性要求也相應的提高了。

太陽能光伏并網發電是完全無污染、無噪聲、不耗費化石能源、應用前景最廣闊的一種太陽能利用方式。并網發電系統一般由太陽能電池組件、并網逆變器等組成，通常還包括數據采集系統、數據交換系統、運行顯示和監控設備等。并網發電方式是將太陽能電池陣列所發出的直流電通過逆變器轉變成交流電輸送到電網中，無需蓄電池進行儲能。并網發電系統采用的并網逆變器擁有自動相位和電壓跟蹤裝置，能夠非常好地配合電網的微小相位和電壓波動，不會對電網造成影響。

二、光伏發電系統簡介

1、光伏發電系統種類

光伏發電系統分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統兩種。

（1）獨立光伏發電系統。也叫離網光伏發電系統，主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。

（2）并網光伏發電系統。是指太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入公共電網，可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網發電系統。

2、光伏發電系統的優缺點

（1）優點：①可免費獲取太陽能資源；②技術成熟，系統安全可靠；③無噪聲、無有害物排放、無污染；④運行維護費用較低；⑤不需要架設遠距離輸電線路；⑥安裝簡單、方便，建設周期短；⑦電能質量較高；⑧離網運行的光伏發電系統,具有供電的自主性和靈活性。

（2）缺點：①光伏發電受日照時間、地理位置、氣象條件的限制；②光伏發電需要占用較大面積；③光伏電池轉換效率偏低；④單位千瓦建設成本高于常規火電。

3、我國光伏發電產業政策

我國一直高度重視光伏產業的發展，先后了一系列扶持政策和法規，特別是2009年“金太陽”示范工程帶動了整個國內光伏發電市場需求的提升，2010年中國年度光伏新增裝機量達到了5Gw，超過了截止2009年底的累計裝機總量。

三、調度電能信息采集要求

1、采集數據源

系統的數據來源主要是光伏電站上網點與并網點的關口、各類開關、母線上的電能表計。電能表計能夠為系統提供各種電能信息數據，為整個系統功能提供了完善的數據源。

2、采集數據項

光伏發電站接入公共電網線路的有功功率、無功功率、電壓、電壓相角、電流、電流相角。升壓站主變各側的有功功率、無功功率、電壓、電壓相角、電流、電流相角。匯集線路的有功功率、無功功率、電壓、電壓相角、電流、電流相角。升壓站主變高、低壓側各段母線的電壓、電壓相角、頻率。光伏發電站并網線路正向有功、反向有功、正向無功、反向無功電量值、分費率示數。各電能表的事件記錄。

3、采集數據頻度

根據電能信息數據管理相關規范，結合對光伏電站的實際管理需要。

四、通訊組網實現

1、電力調度數據網

具備相應條件的光伏電站可采用成熟的電力調度數據網信道進行通訊。在傳統接入方式中：電能表通過RS485方式與終端服務器或電能量遠方終端連接，通過電力調度數據網與主站通訊。接入方式見圖1。

圖1電力調度數據網接入方式

2、GPRS無線通訊網

大多數光伏電站由于地理位置比較分散，建設專用調度數據網絡并不現實，針對此類電站可采用GPRS（GeneralPacketRadioService）無線通訊方式進行組網。GPRS通用無線分組業務，是一種基于GSM系統的無線分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線IP連接，是一項高速無線數據處理的技術。通過GPRS方式組網通訊，數據分組發送和接收，可實現對電力監測設備的統一監控和分布式管理，GPRS網絡為電力系統無線通訊提供了簡單高效的傳輸手段，其主要優點如下。

1）可隨意分布和移動入網點；無需擔心線路的維護或有線通訊方式在移機時導致的通訊中斷。建設新的監測點無需進行拉線、埋線等工作。

2）采用透明傳輸方式，自動流控，能最好地支持頻繁的、少量突發型數據業務。

3）信號覆蓋較好，網絡接入速度快，通信質量穩定可靠；提供與現有數據網的無縫連接，接入速度僅幾秒鐘。

4）支持TCP/IP、UDP、X.25協議；較載波、230M無線、GSM短信息，網絡接入更加直接方便。

5）采用專線接入方式（VPN）；使用專有接入點（APN），組建虛擬專網，SIM卡只能在且虛擬專網與專屬光纖（部署到調度信息化機房）進行通訊，安全性較高。GPRS無線傳輸終端是基于GPRS無線網絡，應用于工業監控、電力管理等行業的數據通信組網需求。提供高速、永遠在線的傳輸信道，在網絡結構上實現虛擬專網，組成用戶專用數據網絡。終端采用外置式，通訊接口采用標準RS232和RS485接口方式，為了保證無線通訊的安全性，串口通訊報文數據采用了以下兩種安全機制。

1）報文幀格式分析過慮：過濾一切非電能信息國標規約幀格式數據。

2）加密處理：報文數據通過終端與主站的動態加密驗證算法進行數據加密與解密處理。

五、電能信息實時采集主站

電能信息實時采集主站層是進行數據采集、處理、應用的核心部分。電能信息實時采集主站軟件系統采用調度電量數據采集相關系統實現，如江蘇省在“江蘇電網省地縣一體化電量采集系統”中進行了部署并接入了分布式光伏電站的電能信息采集。本文重點介紹主站數據傳輸的物理架構設計。電力調度數據網主站接入：

采用“電力調度數據網”方式組網的電站，電量數據由調度電能量系統通過調度二區網絡實施采集。根據電能信息應用系統相關管理要求，電能信息需要傳輸到供電公司調度Ⅱ區進行相關應用。

1）通過無線傳輸終端為光伏電站與主站系統間建立一個無線數據傳輸通道。

2）供電公司信息機房部署移動外網專區，接入移動通訊光纖。

3）部署移動網絡通訊管理服務器，并部署數據包分析過濾軟件。

4）部署GPRS專用采集服務器，采集程序與無線終端的數據通訊采用加密實現。

5）部署邏輯強隔離裝置將采集數據傳輸至供電公司信息內網。

6）通過電力專用橫向物理隔離裝置（反向）實現電能信息從將III區向II區進行數據傳輸。

主站數據傳輸構架

六、網絡防護與數據安全

分布式光伏電站電能信息采集系統遵照《電力二次系統安全防護總體方案》與《電力二次系統安全防護規定》要求，滿足“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的總體原則，配置相應的安全防護設備。

1）硬件防火墻。

2）GPRS無線通訊管理服務器。

3）邏輯強隔離裝置。

4）電力專用橫向物理隔離裝置。

GPRS無線組網方式，在總體安全防護在基礎上采用以下安全措施。

1）GPRS無線終端通訊采用APN虛擬專網方式，建立專屬于電能信息采集的點對點專網。

2）GPRS無線終端與主站通訊采用加密算法實現數據報文的加密傳輸。

3）主站GPRS數據采集服務器建立于GPRS網絡專區。4）對GPRS通訊管理服務器的通訊數據包做分析過濾處理，不滿足《IEC870-5-102》、《DL/T645-1997》、《DL/T645-2007》報文幀格式的一切數據包都進行攔截并生成數據包分析日志。

5）GPRS采集的電能信息通過邏輯強隔離裝置進入信息內網。

結束語:

光伏以其獨具的優勢，對其開發利用必將得到長足的發展，逐步改變我國傳統能源結構，對克服我國能源緊張、改善生態環境及人體健康具有重大意義。分布光伏并網電站因其特有的優勢將在較長一段時間成為太陽能利用的重點方式。本文提出了一種分布式光伏電站電能信息實時采集的實現方法，可以實現各類分布式光伏電站電能信息實時采集，具有如下特點。滿足了分布式光伏電站電能信息采集實時性管理要求；兩種組網方式滿足分布式光伏電站通訊信道的組網要求；電能信息采集數據安全滿足《電力二次系統安全防護規定》要求。分布式光伏電站電能信息實時采集的實現方法的提出，可以推進相關技術在實際生產中的應用，加強對分布式光伏電站的監控、監督管理力度，保證了發電量數據的正確性，為供電公司和電站建立了良好的協作關系，適應了現代化管理要求，經濟、管理和安全效益顯著，進一步提升供電企業的社會形象。

參考文獻:

[1]李祖逖.太陽能光伏電站的防雷及接地[J].青海科技.2013(03)：112.

[2]本刊編輯部.阿里地區并網10MWp光伏電站可行性研究報告通過審查[J].水電站設計.2014(01)：67-68.