項目簡介：
冬日清晨，中央氣象局除了發(fā)布低溫特報之外，同時也將霧霾預(yù)警升級為橙色，準(zhǔn)備出門的北京市民，穿著大衣戴著口罩，不僅為了防寒、更為了抵擋危害人體健康的PM2.5。這樣的景象近來在中國北方屢見不鮮，讓人不經(jīng)想問：原本是唾手可得的新鮮空氣，現(xiàn)在為何變成是一種奢求?而長期飽受空氣污染下，甚至有人起了想逃離北京移居南方的念頭。相較于民眾的悲觀想法，采正向思維的習(xí)大大則以「變壞事為好事」來響應(yīng)媒體并表達(dá)了他對治理空污的看法：「當(dāng)大家意識到霧霾不好，形成共識后，主動治理霧霾，喚醒和提高了環(huán)保意識，這不是件好事嗎?」
事實上，中國政府從上至下的各級單位都針對空污治理提出了多項行動計劃，其中減少化石燃料的使用、積極構(gòu)建潔凈能源是其中的重要項目之一。以北京市來說，除了前幾年出臺的六大項「金色陽光」工程外，近日印發(fā)的光伏發(fā)電獎勵辦法更加大了對太陽能應(yīng)用的補貼力度，期能支持和鼓勵建設(shè)更多的光伏項目，從而提高清潔能源比重，緩解日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題。但隨著光伏電站建置數(shù)量越來越多，各電站的集中管理與信息整合成為令電站業(yè)主和電網(wǎng)公司頭痛的問題。
由于前端使用了多種廠牌且彼此不兼容的裝置，而現(xiàn)有由逆變器內(nèi)附的管理系統(tǒng)又無法全面的收集數(shù)據(jù)與控制設(shè)備，使得管理者難以實時地監(jiān)管光伏電站，而在不能立即清楚得知電站的運行狀況下，更不能滿足上層系統(tǒng)或電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控需求。為此，擁有多年光伏電站監(jiān)控實戰(zhàn)經(jīng)驗與眾多成功案例的研華，特別針對國內(nèi)太陽能應(yīng)用的現(xiàn)狀與需求，提出了可視、可管、可控的智能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，藉此協(xié)助系統(tǒng)整合商將分散各地的電站以完整的數(shù)據(jù)匯整、統(tǒng)一的管理平臺來達(dá)到對光伏電站的實時控管，進而提升光伏電站的整體維運管理效益。
系統(tǒng)需求：
幾年前從面板制造跨足光伏產(chǎn)業(yè)的京東方科技集團，旗下的能源業(yè)務(wù)子公司專門為太陽能應(yīng)用系統(tǒng)提供關(guān)鍵部件及整體解決方案，并已陸續(xù)在北京市完成了近20個重點光伏發(fā)電項目之建設(shè)。由于各個光伏發(fā)電站分布在不同的區(qū)域，部份電站甚至距離總部有數(shù)十公里之遠(yuǎn)，雖然平日就會派員前往電站進行抄表作業(yè)，但非實時的數(shù)據(jù)并無法讓總部了解每一個電站當(dāng)下的運行狀況，而且隨著該公司開發(fā)完成的光伏發(fā)電站數(shù)量日益增多，大量人力物力之消耗、以及日漸繁重的維運管理負(fù)荷都使其迫切地需要一套可實時監(jiān)控與統(tǒng)一管理的監(jiān)控平臺。
為了讓管控中心可以7×24小時對電站進行全面性的監(jiān)控，新的光伏電站管理系統(tǒng)解決方案必須從最前端各種儀器與裝置的數(shù)據(jù)采集、以及根據(jù)現(xiàn)場狀況與傳輸距離而妥善配置的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、還有可完整記錄并保護數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、到具有親和性使用接口又能提供豐富功能的管理平臺等等全都要一應(yīng)俱全才能完整地提供遠(yuǎn)程智能控管。此外，解決方案中的軟件除了要有豐富的功能之外，可讓用戶自行設(shè)計所需的人機接口應(yīng)用程序(HMI)也是必要條件之一;在硬件方面，相關(guān)裝置則需配合北方氣候與電站的設(shè)置環(huán)境而提供能承受惡劣環(huán)境考驗并具有堅固耐用特色的產(chǎn)品。
系統(tǒng)概述：
研華為光伏應(yīng)用所提出的智能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)(SPMS)是透過基于Web瀏覽器的智能軟件并搭配工業(yè)級的硬件所組合而成的解決方案，其以數(shù)據(jù)擷取、網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)管理等多層架構(gòu)所規(guī)劃出的完整系統(tǒng)可讓用戶以信息化、科學(xué)化的管理方式來監(jiān)控所有光伏電站。首先，支持豐富的通訊協(xié)議可以解決一般用戶或系統(tǒng)整合商因為必須串接不同廠商、多種品牌的前端裝置而備感困擾的問題，透過此一功能不論是哪一家的光伏組串、匯流箱、逆變器、氣象監(jiān)測儀、視頻攝像頭、安防設(shè)備、計量器等各種裝置都能輕松地被整并入系統(tǒng)中;而斷線緩存續(xù)傳的功能則是在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會先將前端收集來的數(shù)據(jù)暫存于研華的硬設(shè)備中，待系統(tǒng)恢復(fù)正常時再上傳給后臺，藉此確保光伏電站數(shù)據(jù)的正確性，再加上系統(tǒng)能保留所有數(shù)據(jù)并提供歷史數(shù)據(jù)報告，因此對需要提供完整數(shù)據(jù)來申請政府補助款的光伏電站管理者來說更是一大幫助。
此外，受惠于SPMS智能軟件的Browser/Server結(jié)構(gòu)，用戶不用再安裝任何專門的軟件，只要透過能上網(wǎng)瀏覽的計算機即能使用系統(tǒng)，因此既可快速擴充客戶端點，也不需要特別的維護工作，還省下了另購軟件的費用;為了更方便管理電站信息，系統(tǒng)專門為光伏應(yīng)用提供的電站信息管理接口可讓用戶隨時地新增、刪除或修改電站數(shù)據(jù);而且可同時整合地理信息系統(tǒng)(GIS)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安防系統(tǒng)的特色則能讓位于控制中心的管理者在同一平臺上滾動鼠標(biāo)就能在遠(yuǎn)程監(jiān)看各電站狀況;至于所有電站發(fā)電量的實時數(shù)據(jù)、以及每個逆變器的發(fā)電量，則能以實時的曲線圖呈現(xiàn)在計算機屏幕上，藉此方便使用者進行發(fā)電效率分析;在歷史數(shù)據(jù)報告方面，不論是需要當(dāng)日、每月、每季或年度的發(fā)電量數(shù)據(jù)都能透過簡單的時間設(shè)定后立即取得。再則，系統(tǒng)所提供的組態(tài)軟件WebAccess還能滿足想自行編寫特殊軟件功能或應(yīng)用程序的用戶需求。
在硬件方面，本項目所采用的幾款研華產(chǎn)品不論是工業(yè)計算機、模擬輸入模塊、單模光電轉(zhuǎn)換器、非網(wǎng)管型交換器等全都是屬于工業(yè)等級的強固型產(chǎn)品。其中以緊湊、耐用又可靠見長的ECU-1152，除了是能提供出色運算能力并取得能源之星認(rèn)證的低功耗計算機之外，它還具有無風(fēng)扇設(shè)計、支持寬溫、無線傳輸?shù)忍厣?，豐富的I/O接口更能方便地鏈接各種周邊裝置;而負(fù)責(zé)收集環(huán)境與氣象信息的ADAM-4117則是耐高低溫、防噪聲、抗突波的8信道模擬輸入模塊，其可透過Modbus RTU協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送給計算機;在網(wǎng)絡(luò)配置方面，由于光伏電站屬于戶外、遠(yuǎn)距離的應(yīng)用類型，再加上本項目所整合的多個電站大小不一、需求各異，因此研華先在前端數(shù)據(jù)采集的部份配置了EKI-2541S光電轉(zhuǎn)換器，以便將只能傳送100米的以太網(wǎng)絡(luò)與光纖網(wǎng)絡(luò)串連，藉此延長系統(tǒng)的傳輸距離，另外則在各電站與監(jiān)控中心之間以EKI-2528非網(wǎng)管型交換器來傳送數(shù)據(jù)，透過這兩個性價比高的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品即能建構(gòu)出穩(wěn)定傳輸?shù)耐ㄓ嵀h(huán)境。
專案導(dǎo)入：
系統(tǒng)架構(gòu)圖
集控中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖：
子網(wǎng)站架構(gòu)圖：
結(jié)論：
對于積極治理空污的中國而言，大多數(shù)的學(xué)者專家們皆認(rèn)為光照條件相對良好的北京其實非常適合利用這豐富的光能資源來大量建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)以減少使用燃煤并降低污染物的排放。但目前可再生能源的發(fā)電成本仍舊偏高，并且需要政府補貼的挹注來推廣使用，因此對光伏發(fā)電經(jīng)營者來說，為數(shù)眾多的光伏發(fā)電站若沒有良好的管理平臺勢必會增加營運成本。所幸透過研華提供的智能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，像京東方這樣擁有眾多電站的業(yè)者不僅在建置過程中無需煩惱產(chǎn)品與外圍裝置的兼容性問題，高度的無縫集成也讓其擁有穩(wěn)定可靠的系統(tǒng);而建置完成后，這套以遠(yuǎn)程可視、可管、可控的集中式管理平臺更是為其省下了人力物力，從而以實時的監(jiān)控、統(tǒng)一的管理來大幅提升運維效率。
（轉(zhuǎn)載）
