光伏运维平台整体解决方案Word文档格式.docx
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保证用户在系统上进行有效的开发和使用，并为今后的发展提供一个良好的环境。
可充分利用和保护现有网络资源便于当前以及以后的扩建；
平台服务器具备扩展和堆叠能力，便于不同级别的中心整合与扩建，系统必须具有很强的监控点数、存储空间扩容能力。
实用性
以实时数据库为依托，可多用户多画面实时监控、远程控制、可连接多种报警设备完全满足用户的监控要求。
安全性
平台监控系统安全性在管理中是关键问题之一，安全性分为数据安全和信息安全，在上述三方面有如下要求：
数据安全：
对数据进行多级别、分布式的存储，数据不容易受到破坏。
数据的加密机制，保证数据在网络传输过程中的安全，不会被截获、篡改和利用；
信息安全：
所有配置信息、管理信息、日志信息均存放在中心数据库，实行信息集中管理；
分级授权：
对下属管理员的应用功能、访问范围进行授权。
由下属管理员对所属机构操作员的应用功能、访问范围进行授权和管理。
1.2建设目标
该系统可以帮助分布式光伏监控部门实现配电房的无人值守或者少人值守，可以实现对配电运营情况的实时监控、运营数据的分析和故障信息的报警提示，逐步推动电力监控的自动化、集中化和智能化。
系统建设分为两期实施，一期筹备数据采集，达到所有设备数据可以正确传输到平台，平台提供基础的功能模块，对数据的可视化有完整的显示，；
二期对数据进行深度分析和利用，以数据为基础挖掘数据本身的价值，结合用户生产实际环境，指导用户进行光伏设备的信息搜集、、优化配电运行、以达到电能能效的最大化。
2系统介绍
2.1系统结构
系统采用三层高可用的结构，既可以完成终端层数据采集，也可以完成现地数据采集，并可以将数据发送到云平台，整个拓扑结构图如下：
2.1.1数据采集结构
数据采集结构由三层模型构成，即设备数据采集层、现地数据监控层和云服务数据层。
2.1.2平台结构
系统结构分为数据感知层、通讯服务层、数据处理层和数据展示层。
2.1.3系统功能结构
类别
功能模块
功能子项
功能描述
在线监测
系统概览
地图中心
系统管理员可以观察当前系统内所的有站点，以地图的形式显示站点的位置信息。
用户中心
电量概况
显示当前用户电量和负荷的总体运行情况，统计当前累计电量，上月累计电量；
负荷实时值和最大值
负荷概况
一次接线图
电气图纸
加载用户站点电气图，电气图与现场设备实时关联，实时在电气图上反馈设备数据采集状态，设备运行状态，实时数据值和开关状态
设备曲线
数据曲线
以曲线的形式显示设备站点的电流、电压、功率、谐波、功率因数、温度的采集值。
逆变器模块
逆变器实时数据
显示逆变器站点的日发电量、电压、功率、运行状态。
点击展示详细的实时数据。
逆变器曲线
以曲线的形式显示设备站点的发电量、温度、功率参数、电压、电流、对地阻抗、对地电压的采集值。
能效分析
报警分析
按时间段、站点和报警级别站点报警数据
负荷分析
日负荷分析
根据日、月、年条件，分析指定时间内的负荷使用情况，并提供类比和同比分析
月负荷分析
年负荷分析
设备用电量对比
以柱状图的方式比较设备站点下回路的用电量情况。
逆变器发电量对比
以曲线的方式比较逆变器站点下回路的发电量情况。
统计报表
逆变器发电量报表
电量差值报表
提供发电量计算过后的差值报表，支持报表导出为格式
设备用电量报表
日电量报表
提供用电量日、月、年统计报表，支持报表导出为格式
月电量报表
年电量报表
设备原始值报表
原始值报表
提供设备采样原始值报表，支持报表导出为格式
负荷统计报表
日负荷报表
提供负荷日、月、年统计报表，支持报表导出为格式
月负荷报表
月负荷报表年
运维管理
运维信息管理
巡检浏览
管理运维人员和运维单位信息
设备巡检
巡检编辑
用户编辑和管理设备巡检计划，并根据用户设定的日期进行提醒
企业信息
档案管理
企业档案
站点基础信息
配置企业和监控点的档案信息，包括
子站档案
配电房信息
管理监控站点的信息，包括基础位置信息、设备档案信息等
采集器信息
其它信息
系统设置
用户管理
管理用户组别、权限及系统功能菜单的调整
系统角色
系统菜单
2.2系统功能
2.2.1在线监测
在线监测分为三大模块显示，分别为系统概览、分路监测、监控点对比分析
系统概述
2.2.2能效分析
能效管理主要通过对站点用电信息进行分析，通过对历史数据的集中分析、多维度分析，使站点用户对自身用电质量有一个全面了解。
能效管理主要分为：
电量分析、负荷分析、报装方式分析、最值分析、用电能效排名、分类分项分析、监测点对比分析。
发电量分析
最值分析
告警分析
2.2.3统计报表
统计报表包括电量、负荷数据统计，可以将各类数据查询并导出文件
电量统计报表
2.2.4档案管理
档案管理提供对企业信息的管理、监控子站的管理、子站内设备信息的管理、电价管理和电费单管理
2.2.5系统设置
系统设置主要系统管理员所具备的权限，分为：
系统菜单管理、角色管理和用户账户管理
角色管理
系统菜单管理
2.3系统特点
2.3.1宽接入
系统可以接入各类型不同的设备，各种数据均可通过能源数据采集器（241N）进行数据采集，采集完成的数据，可以无缝接入到系统平台
2.3.2实时性
数据采集与上传的频率可以达到秒级刷新，并能通过实时画面反馈到系统前端，供用户及时观察
2.3.3扩展性
系统预留包括能效分析、智能运维和需量分析的接口，可以根据用户的需求进行二次开发
3数据接入
系统平台的数据接入需要加装能源数据采集器（241N），能源数据采集器支持有线和无线两种方式。
采用有线网络连接时，需要有固定的网络；
采用无线方式（）时，需要提供移动或者联通的卡，月流量不小于300M（具体视数据点决定和数据传送频率）
3.1设备及规约支持
3.1.1设备与协议支持
设备
厂家
型号
规约
支持情况
电表
科陆
645
支持
威盛
中电
安科瑞
派诺
继保
许继
60870-103
南瑞
楼控
江森
西门子
S7200
S7300/400
罗克韦尔
5000
500
1
施耐德
三菱
2n
水表
国家规约
188
气表/热表
能耗上报
部颁规约
能耗规约
电力信息采集
Q／376.1
可开发支持
远传
地方规约
35规约
电力调度
60870-104
60870-101
智能电网
61850
3.1.2能源数据采集器
能源数据采集器是采集设备与系统平台交互的重要一环，能源数据采集器的功能和稳定性，决定了平台数据的完整性和正确性。
武汉舜通提供的能源采集器（241N）有如下特性：
硬件特性
1）丰富的数据接口，至少支持232485、以太网口、等接口
2）支持无线数据传输功能
3）支持接口，方便与U盘、设备进行连接，包括更新硬件驱动信息等
4）支持卡扩展采集器存储空间
5）支持一键重启功能
6）支持调试接口
7）电源范围：
940V
8）工作温度：
-10~75度
9）存储温度：
-20~80度
10）工作温度：
10~90无凝霜
11）抗震性能：
符合61131-2标准
12）抗静电性能：
2.5，符合61000-4-2、3级标准
13）认证标准：
55011A、60000-6-2、、
软件特性
1）内置组态软件，方便工程人员可以快速与各种终端设备完成数据采集与通讯
2）内置实时数据库，数据可以达到毫秒级刷新
3）内置数据库，支持数据本地存储
4）支持丰富的协议，至少包括：
101、103、104、、645规约以及各类设备的通信规约
5）支持采集器的远程管理，包括上载配置、下载配置等，方便运维人员远程操作
6）支持数据的加密、断点数据上传
7）支持对通讯数据的实时监视功能
3.2数据采集
为标准化采集层与系统层的数据对接，将采集层的数据采集点进行规则化的数据编码，有助于数据的衔接与平台数据的展示。
根据现场设备的采集能力，我们标准化定义了采集的信息量，并为每个信息量分配了唯一的采集指标码，并以此为规范与平台数据进行对接。
此信息采集量可以根据用户现场的实际情况，继续增加和调整。
采集指标码
指标描述
10001
A相电流
10040
C相谐波电压畸变率
10002
B相电流
10041
三相电流不平衡度
10003
C相电流
10042
三相电压不平衡度
10004
A相电压
10043
频率偏差
10005
B相电压
10044
环境温度
10006
C相电压
10045
环境湿度
10007
A相负荷
10046
A相电压偏差
10008
B相负荷
10047
B相电压偏差
10009
C相负荷
10048
C相电压偏差
10010
A相功率因数
10049
线电压偏差
10011
B相功率因数
10050
10012
C相功率因数
10051
10013
A相无功功率
10052
正相有功电量
10014
B相无功功率
10053
正相无功电量
10015
C相无功功率
10054
反相有功电量
10016
零序电流
10055
反相无功电量
10017
总有功功率
10056
总视在功率
10018
总功率因数
10057
A相有功功率
10019
总无功功率
10058
B相有功功率
10020
频率
10059
C相有功功率
10021
线电压
10060
10022
10061
10023
10062
10024
A相电压相角
10063
A相电缆温度
10025
B相电压相角
10064
B相电缆温度
10026
C相电压相角
10065
C相电缆温度
10027
A相电流相角
10066
开关量1
10028
B相电流相角
10067
开关量2
10029
C相电流相角
10068
开关量3
10030
负荷率
10069
开关量4
10031
正相有功电度
10070
开关量5
10032
正相无功电度
10071
开关量6
10033
反相有功电度
10072
开关量7
10034
反相无功电度
10073
开关量8
10035
A相谐波电流畸变率
10074
开关量9
10036
A相谐波电压畸变率
10075
开关量10
10037
B相谐波电流畸变率
10076
开关量11
10038
B相谐波电压畸变率
10077
开关量12
10039
C相谐波电流畸变率
10078
开关量13
3.3数据上传
3.3.1传输方式
能源数据采集器将设备的数据采集完成后，根据指定的协议，将数据上传到云平台。
数据上传到到云平台，可以按照有线传输和无线传输两种方案。
武汉舜通生产的能源数据采集器241N，同时支持有线网络和无线网络。
有线传输
采用有线传输时，将网络接入能源数据采集器的45网口，为能源数据采集器分配固定的地址，并配置网关。
网线到能源采集器的距离不应大于85m，如果有大于85m的情况，应该在此区间增加交换机或者连接器设备。
无线传输
由舜通提供的241N支持和两种方式传输，如果现场不具备有线网线传输条件，可以使用方式传输。
241N同时支持移动和联通的2G网络。
网络流量
以回路为单位，每个回路测试点的数量为50个点，上传频率按照15分钟上传一次，则大约需要流量为300M
1回路1天=50*（60/15）*24*20+18=96.018
1回路30天=96*30=2.88M
50回路30天=50*2.88=144M
网络信号
无线信号受地理位置、基站覆盖率和天气的影响，信号的强度会受到一些干扰。
在使用信号传输时，应该加装有线天线，并尽可能将有线天线放置空旷位置。
3.3.2传输规约
在数据上传中，使用武汉舜通定制规约1.0版本协议，该协议参考和引用了国家电力数据采集与平台建设方案。
协议分为四个部分，通讯监测接口规范用于定义常用操作及心跳通讯机制的命令格式，数据上报接口规范用于定义数据上报命令格式，平台数据输出服务接口规范用于定义从平台获取数据的输入输出结构，应用服务集成规范用于定义平台集成第三方功能或服务的规约。
规约的功能
序号
功能码
功能
0x01
身份验证
2
0x02
心跳
3
0x03
拓扑结构上报
4
0x04
修改配置
5
0x05
重要事件上报
6
0x06
实时数据
7
0x07
断点续传
8
0x08
指定设备实时召测
9
0x09
下发控制
10
0x10
设备状态
11
0x11
消息转发
12
0x12
最值数据上报
13
0x13
工程文件上传
14
0x14
工程文件下载
3.3.3上传流程
3.4档案信息
3.4.1子站档案
为快速实现采集数据与平台信息的对接，在设备调试与安装的过程中应该提前准备好相关信息，如下：
详见附件表格
3.4.2设备档案
进线名称
所属变压器
柜号
分路名称
容量（）
10
1#变压器
低压总进线柜
电容柜
25
3-1-1
2号车间1
3-1-2
2号车间2
3-2
3号车间老式设备
4-1-1
宿舍楼和食堂
4-1-2
办公楼
4-2
3号车间新设备
4-3-1
1号车间
4-3-2
4号车间
4服务器配置
4.1服务器搭建方式
由武汉舜通提供的云能效管理平台是一个集成化程度高，模块化功能强的平台。
整个系统平台由前置通讯服务器、数据存储服务器、服务器、服务器四大服务器组成。
这四大服务器功能既可以分布式部署，也可以集中到一台服务器服务。
根据用户系统容量设计，500个站点的数据接入，先期可以将以上四大服务程序接入一台服务器。
随着用户数据的增加和系统访问用户的增加，再适时考虑分离四大程序。
4.2服务器硬件选型方案
服务器配置
1、：
E5-26402.42颗
2、内存：
32G（16*2）
3、硬盘：
固态硬盘或者硬盘，初期备用存储容量为10，510
4、网卡：
千兆网卡（或万兆）
5、网络带宽：
50M~100M
配置说明：
1、要求多核心、较高的主频，主要是因为主站和子站不仅要负责数据的采集与通信传输、还要承担每个站点内部的数据管理和配置需求，对于高速传输与计算的数据，需要有较高的主频来保证数据的处理速度、多核心的能够支撑高并发的数据请求。
2、内存除去系统占用2G，500站点的数据缓存和为数据库预留一部分的缓存空间
3、硬盘是数据存储高速存储的瓶颈，所以如果配置为机械硬盘需要使用黑盘，10K以上的转速，有条件的可以安排硬盘、固态硬盘
按照秒级数据传输，1000M网卡的峰值速率是60左右，500站点的数据峰值会达到15左右
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