太阳能光伏发电监控系统的要求Word文件下载.docx
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备，使用RS485/232-TCP/IP转换器适配接入。
平台和数据库集中部署于监控平台服务器，对平台的不同层（应用层、服务层、设备驱动层）或服务层中的不同服务亦可以根据需要进行分布式部署。
平台的设备驱动层通过INTERNET采集各设备的监测信息并发送控制指令，各工作人员在PC机上通过INTERNET访问本平台。
由于平台的不同层（应用层、服务层、设备驱动层）或服务层中的不同服务均支持分布式的部署，因此，当由于监控设备太多而使得监控平台服务器性能无法满足使用要求时，可以将它们重新组合部署，尽可能地增加系统的可扩展性，最大程度的保护业主的投资。
系统功能
2.4.应用层功能
2.4.1.运行监测
运行监测用于监测电站及设备的运行情况，从总体到局部依次有三个监测层次，分别是电站的整体运行监测、设备群监测、单设备监测。
2.4.1.1.电站运行监测
电站运行监测主要监测电站的总体运行情况，包括•总体的设备运行情况、关注度高的数据、整体告警信息等。
总体的设备运行情况包括：
处于各种状态（运行、关机、故障等）中的设备数；
关注度高的数据包括•：
逆变器的部分运行状态（如当前的实时总功率）；
巡日系统当前
整体的位置（整体位置的计算方式：
假如接入系统中的巡日装置有100件，其中98件是基本处于同一位置，另有2件处于其它位置，那么取98件的位置作为当前的整体位置）。
整体告警信息包括：
电站中所有的未消除的告警信息的列表，列表中展示告警的内
容、告警的来源（设备原生、系统判断）以及告警的产生时间等信息;
设备群（或单一设备）的运行总体状况。
电站运行监测的界面以图形、表格加文字说明的形式直观体现,类似如下（显示的设备图片在运行时将使用真实的图片替换）：
图四运行监测的界而
对于部分指标或参数，在上界而中亦能以各种直观的图形来显
示，比如可以以如下趋势图的方式来显示电站当Fl总功率的变化情
况:
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图五趋势图
直观的图形显示方式包括：
趋势图、饼图、直方图、仪表盘等。
下图是仪表盘的展示形式:
图六仪表盘
图七直方图
2.4.1.2.设备群监测
设备群监测指同时监控一群设备，群的划分方式较为灵活，可以是某个种类的设备，如将所有的逆变器划分为一个群，也可以是某个品牌的某种设备，如将所有SMA的逆变器划分为一个群。
群设备监测的内容包括群设备当前的总体运行情况、关注度高的数据以及群中所有设备的告警数据。
内容的展示方式同样丰富，既有直观的图形展示，包括实物图、趋势图、饼图、直方图、仪表盘、表格、文字等。
2.4.1.3.单设备监测
单设备监测指监测特定的一个设备的运行情况，监测的内容包括：
该设备当前的状态、该设备所有的运行参数以及所有的衍生参数、该设备当前所有待处理的告警等。
单设备监测界而的示意图如下:
图八监测界而
2.4.2.远程控制
在运行监测界而，通过点击待控制设备的图标，即可调出设备的远程控制菜单。
选择或输入的控制内容后，指令将立即传递给需控制的设备，基木可以达到实时控制。
2.4.3.警报通知
告警通知向使用者提供故障设备的告警以及设备在故障前的预警功能。
告警方式包括:
A、监控界而集中告警
B、手机短信告警
告警具有智能化特点，能够根据设备的拓扑关系，分辨告警信息的真伪，亦能忽略维修中的设备的告警，同时还可以通过系统自身的判断来识别出设备本身未能发现的告警。
在所有的监测界而，都可接收、展示设备的告警信息，对应于三个层次的监测界而，在电站运行监测中可接收、展示所有设备的告警,在设备群监测界而可接收、展示这一群设备的所有的告警，在单设备监测界而，可接收、展示这一设备的所有的告警信息。
当有设备告警产生时，界而中的设备图标显示将区别于正常设备图标的显示，并且在设备右下脚将岀现一个不停闪烁的警铃，并发出警报的声音。
状态:
运行巔后采集时ffl:
2010-03-0822:
48:
07
务直行佶fel
2段控制母线U223V
2段合闸母线U242V
负载I：
4A
交疏输入U熾423V
交流输入VW423V
信忌
严重告誓：
0个
中尊告警：
2个
-般告誓：
图九报警示意图
如果开启手机短信告警，一旦有告警产生，关联的手机即可马上接收到。
关联的手机可以设置一个或多个。
告警通知同视频系统进行紧密结合，当告警详细信息展示界面，系统能自动定位到对应的视频设备来显示其图像信息。
2.4.4.视频监控
视频监控功能能够展示实时的视频内容，从而实现“遥视”。
视频监控可以单独使用，即选择某个视频设备后，展示选定视频设备传输过来的视频影像；
同时，视频监控亦和运行监测、警报通知进行紧密结合，在单设备监测界面和警报通知信息的查看界而，亦同时显示该设备的实时视频影像。
视频监控还可控制视频设备，从而实现视频拍摄方向的调整、视频的放大、缩小。
2.4.5.分析诊断
分析诊断功能向使用者提供设备的故障分析功能，具体包括比对分析、专家分析。
比对分析是指通过多个设备的运行数据的比较来发现问题，比如将两台逆变器的H发电量进行对比发现，如果有一台逆变器的发电量总是比另外一台低，那么我们就可以认为发电量低的这一台逆变器效率低下或疑似故障，借此也可以用来判断逆变器的好坏。
专家分析指在系统中嵌入厂商提供的一些专业诊断工具。
系统能够无缝集成这些诊断工具，并能为其提供其诊断所需要数据，并将结果以直观的方式展示给使用者。
当然，除了以上提到的两种故障分析功能外，系统还能提供故障诊断的辅助信息，包括故障前后的各项数据及变化情况（故障录波），能够帮助故障分析人员尽快定位问题的出处和原因，减少故障查找和维修的周期。
2.4.6.综合查询
综合查询功能为使用者提供各种数据的自定义查询，可查询的信息包括系统中所有的存储数据，查询的条件使用可以方便的选择和自定义。
查询的结果既可以表格的方式展现，亦能图形的方式直观体现,还可以表格+图形的方式综合显示。
2.4.7.统计报表
统计报表功能可为管理人员提供必要的报表，根据报表的不同，系统自动按照报表的功能及需要，按照日、月、季、年等方式提供不同粒度的报表，所有的报表均可以导出成使用者非常习惯使用的EXCEL或者通过连接的打卬机进行打卬，打卬出的格式和内容与看到的格式和内容完全一致。
2.4.8.设备管理
通过设备管理，使用者可以建立电站所有设备的台帐，从而实现了设备台帐管理的信息化。
除了设备木身的信息外，使用者还可以为设备进行标识（命名或编号），以帮助使用者在各种设备展示界面中能够方便地定位到识别设备。
2.4.9.系统管理
系统管理中包括用户管理、角色管理、权限管理。
能够添加、修改、删除系统用户，能够定义每个用户的角色，亦能为每个用户或每种角色分配系统各种功能的使用权限。
2.5.服务层功能
2.5.1.状态管理
系统所有的设备信息的采集均通过状态管理进行处理，设备状态包括设备的运行状况、设备的各种参数的获取。
对不同的设备，有不同的状态处理过程，既有系统循环发送请求再由设备报送的，也有设备自动报送的。
设备管理除了进行状态信息的获取外，还负责设备实时状态的维持，从而为系统中的各项处理提供相应的依据，比如说，给用户发送一个控制指令时，首先由状态管理判断该设备目前所处的状态，一旦设备处于不适宜控制的时候，系统将立即停止控制指令的发送，并反馈给操作者并记录在系统中。
2.5.2.设备控制
设备控制用于控制设备控制指令的下达，并进行控制处理的组织。
包括与状态管理交互，了解待控制设备是否处于适宜控制状态；
与排他管理交互，通知排他管理锁定或解锁定某个设备等。
2.5.3.排他管理
排他管理主要用于维持设备的虚拟锁。
比如在一个设备被控制的过程中，系统还没有收到设备的控制反馈前，系统应不能对该设备进行任何操作。
2.5.4.警报识别
警报识别用于识别设备的所有告警。
它可以通过解析设备的报文，发现设备报送给系统的告警，也可以通过自身的智能分析功能，来发现设备没有报送或者设备木身无法识别的报警，包插阈值告警和变化率告警。
阈值告警指当设备的某项参数达到某个值时，由系统自动产生的告警；
变化率告警指当设备的某项参数的变化过快，超出预期时，由系统自动发出的告警。
2.5.5.任务管理
所有给设备发送的指令均由任务管理通知组织下达。
根据指令的不同，任务也分为单次任务、批次任务和循环任务。
单次任务只执行一次即告结束，批次任务将执行多次，达到指定的次数后结束；
循环任务在系统运行过程中永不结束，它通过设定的循环间隔定时执行。
2.5.6.日志管理
在系统中，所有的用户操作、系统异常等信息都将通过日志管理功能被保存。
在需要审计或分析问题时，日志将会提供很多的帮助。
2.6.设备驱动层功能
电站内的各种设备，除视频系统以外，其他设备均采用规约的方式进行数据交互。
对于诸多的设备和各种通信方式，如果对每一类设备单独开发采集模块己经不适合（开发的工作量将及其巨大，且不能支持新增加的设备），也不利于把这些设备的数据进行汇总和统计。
通过在木系统内装载智能设备适配器，可以方便的接入各种现有和以后新装的设备。
智能设备适配器通过设备ADP和设备规约库动态接入各种设备；
通过采集数据实时分析、对告警数据和特征值进行挖掘，过滤变化不大和重复的数据，保证采集的有效性；
通过变频采集机制动态根据数据采集情况和告警发生情况变化采集频率，做到故障数据“录波”:
通过互动式采集对特定情况发生时（如收到告警信号、值超过限值、变化率过大等），自动采集其他指标信号，采集任务智能变化。
下图为智能信号采集的系统结构图：
告警转级和
分炎
图十：
智能信号采集总体架构
系统的实现方法为：
2.6.1通过设备plugin接入各种类型设备。
2.6.2设备ADP收到plugin传入的信号，从规约库中查找特定的规约，规约匹配后进行数据解析
2.6.3设备ADP收到排他管理模块传入的任务执行命令，从规约库中查找规约进行消息封装，通过设备plugin发出报文。
2.6.4设备ADP在信号发送不成功时（超时或通信中断）进行重
发，信号发送超时时间和重发次数在规约库中进行配置。
对重发不成功的信号，给设备ADP发送数据发送失败消息。
2.6.5状态管理模块从设备ADP处接收到采集数据，判断该数据
是否超过设定的阀值，若超过阀值则根据定义的告警等级生成数据超标告警，发送给警报管理模块。
查看配置文件以确定是否对该数据进行缓存分析，若不进行缓存，则直接保存该数据于硬盘上。
若需要对该数据进行分析，则保存该数据于内存中。
待达到设定的时间窗时刻时，分析缓存中数据，若缓存中该类数据变化率超过设定值，则保存所有该类缓存数据，生成数据变化超限事件，通知任务管理模块变更采集策略；
若数据变化率在设定范围内，则根据配置规则挖掘该缓存的一条数据（最大、最小、平均、概率值等）进行保存；
清空缓存，进入下个时间窗。
2.6.6状态管理模块从设备ADP收到数据发送失败消息，则生成通信故障事件。
2.6.7状态管理模块从设备ADP收到规约报警和产生的超标报警发送给警报管理模块。
2.6.8警报管理模块从状态管理收到告警信息，查看相邻时间窗内是否有相同类型的告警，有则更新告警延续时间，没有则保存该告警信息。
生成告警事件，通知任务管理模块进行采集策略变更。
调用外部接口进行告警通知。
2.6.9任务管理模块采用多线程任务调度，任务配置文件对任务进行配置（任务执行方式：
手动、自动、事件触发，任务的先后执行顺序）。
对待执行任务设置执行任务队列，对排他管理服务拒绝的任务设置等待任务队列，采用单独的线程从两个队列中取得任务，发送给任务排他管理模块。
2.6.10任务排他管理模块收到任务任务管理发送的任务，检查该任务发送的设备是否己有任务在执行，若设备空闲，则下发任务给设备ADP,若设备忙，则给任务管理模块回复设备忙的消息。
2.7关键技术
统一集控平台系统接入所有的光伏电站在线监控设备和系统：
包括汇流系统、逆变系统、环境系统、安防系统、电能及电能质量设备等；
接入的数据非常全而：
包括设备状态数据、设备运行数据、警报数据、事件数据等；
系统所提供的应用服务面广，服务的人员包含了电站的各类人员，包括运行人员、检修人员、管理人员等。
坚强的分层式部署架构平台采用SOA架构将涉及诸多的资源都抽象为服务，利用WebService统一接口和数据交换格式,通过服务间的组合和交互形成全面完整的系统应用o各服务间各自独立，分层部署,完全松耦合，各服务可独立升级和维护，不影响其他功能的应用。
通过服务管理对各服务进行注册，通过服务调用流程CallFlow动态控制业务逻辑，形成各种应用。
采用设备ADP和设备规约库的智能数据采样体系电站设备种类和型号各异，各设备的通信接口和协议也都有差别，即便是同种设备也由于厂商、型号的不同而不同。
针对这种情况，对每个设备进行单独开
发接口己不合适。
为解决这个问题，木系统采用设备适配器（ADP）模式（智能设备适配器）实现智能采集。
设备ADP分为物理层、协议层、数据层和控制层，物理层与设备对接，支持不同的接口类型（RS232,RS485,网络接口等），并在物理层实现消息路由功能，提供数据透传。
协议层对物理层上送的数据进行规约匹配和解析，解析的数据上发给服务层处理。
同时对服务层下发的消息进行规约组装，通过物理层下发给设备。
数据层分析采集数据，进行分类和分级存储，对变化率不大的数据进行过滤，对异常情况（数据变化率大，有告警，数值超过阀值等）发送消息通知应用层以及是地展示或通知给使用者。
任务管理对采集或设备远程控制任务进行控制，实现数据的自动采集，动态变化采集频率，实现数据的补采和重采。
数据分级存储考虑到不同数据应用的差异以及系统资源的有效利用，所有的数据都分类采集、分类压缩、分类同步。
数据存储按实时表、24小时表、历史表表存储，针对不同的信息（告警、状态、监测数据）分类采集，采用不同的采集策略。
告警信息、状态信息、监测数据、统计信息分类存储，分类汇总。
以用户为中心的信息推送与溯源RIA（富客户端）技术突出客户端的功能和用户体验，随着计算机软硬件的快速发展，个人计算机的运算能力己变得非常强大。
系统采用Flex、Ext等RIA技术打造了类C/S应用的用户界面和用户体验，为系统的使用者提供极大的方便，采用设备分布图等方式直观展现，功能层级关联，减少用户操作次数。
告警信息可通过弹出告警框、图标闪烁、短信通知、邮件通知等方式及时通知相关人员。
通过系统自动分析和设备主动上送的告警发现设备运行异常，并通过与监测数据自动关联，追溯分析设备故障原因，降低故障处理周期，减少电站的运行维护成木。
2.&
系统配置方案
硬件/软件
要求
监控平台服务器
一台
4*CPU1.9GHz,8G内存，500G以
上存储（多块硬盘），硬盘转速lOOOOrmp,
1个光口网卡
RS485-TCP/IP转换
器个数同
工业级，稳定性强
RS485接口设备个数
相同
操作系统软件
RedhatAS4或以上版本
应用服务器和数据库分别使用非常稳定的开源软件，应用服务器使用JBOSS,数据库使用MYSQL。
第三章光伏电站电力监控表讨
3.1光伏电站监控设备分析
光伏电站中涉及到的监控设备种类较多，包括•光伏系统相关的光伏组串、巡H装置、汇流装置、逆变器、环境监测仪；
安防装置（摄像头、避雷器、门禁等）、保护装置（高压开关、直流接地等）、计
量装置（电量/电压/电能质量相关计量仪器）等。
在本平台中，系统
上线后立即接入的设备包括：
光伏阵列（光伏组件温度检测仪）、
巡日装置、逆变器（通过逆变器监测汇流情况）、环境监测仪、摄像
头，其它设备在电站运行过程中根据实际情况逐步接入。
以下从设备接入目的、采集的基础数据、控制内容、通讯方式等四个角度对设备进行分析。
其中，采集的基础数据为从设备本身获取的原始数据，在本平台的应用中，除了基础数据外，还会大量使用衍生数据，即由系统通过多个基础数据（甚至是不同种类设备的多种基础数据）的组合、计算得到。
3.1.1逆变器
接入目的：
监测和控制
采集的基础数据：
累加参数：
当前总功率、发电量（日、月、季度、年、总）、二氧化碳减排量（日、月、季度、年、总）、告警次数；
运行参数：
直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、逆变器机内温度、时钟、频率；
运行状态：
运行、关闭、待机；
告警数据：
逆变器厂商所提供的设备原生告警各异，系统保证不遗漏任何一家厂商设备的任何一个原生告警。
控制的内容：
开启、停止、参数设置/调整
通讯方式:
RS485、RJ45
3.1.2.巡日系统
直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、逆变器机内温度、时钟、频率；
◊状态位置：
高度角、方位角等；
◊运行状态：
◊告警数据：
设备可提供的所有原生告警数据;
控制内容：
开启、定位、停止
通讯方式：
RS485
3.1.3.光伏阵列（光伏阵列温度测量仪）
监测
温度
无
3.1.4.视频
影像
◊云台：
放大、缩小、转向
◊枪机：
放大、缩小
RJ45
3.1.5.气象监测仪
设备可提供的所的原生告警数据;
3.1.6光伏汇流采集装置是专门应用于智能光伏汇流箱，用于监测光电池阵列中电池板运行状态，光电池电流测量，汇流箱中防雷器状态采集、直流断路器状态采集、继电器接点输出，带有风速、温度、辐照仪等传感器接口，装置带有RS485接口可以把测量和采集到的数据和设备状态上传。
3.1.7直流检测仪表是针对直流屏、太阳能供电、电信基站等应用场合而设计的，该系列仪表可测量直流系统中的电压、电流、功率、正向与反向电能。
既可用于本地显示，又能与工控设备、计算机连接,组成测控系统。
仪表可具有RS-485通讯接口，采用Modbus-RTU协议；
可带模拟量输出、继电器报警输出、开关量输入/输岀。
根据不同要求，通过仪表而板按键，对变比、报警、通讯、开关量输出进行设置与控制。
3.1.8太阳能光电模组/串I—V特性多功能测试仪用于测量单个太阳能光电模组或电池串的I-V特性和主要的性能参数。
可以测试装置的I-V特性，还要测试它的温度的外部的太阳能辐射。
仪器通过测试所获得的数据推测太阳能模组的I-V特性，可以立即对单个模组或电池串的性能进行判断是否符合。
3.1.9全辐射探测器能够对400-1200mm的光谱进行辐射度测量。
特点：
宽光谱范围；
余弦修正；
NIST可溯源校准；
卓越的长期稳定性；
高灵敏性能；
低成木。
3.1.10日射强度计ISO标准分类的二级日射强度计，基于热电
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