光伏電站發(fā)電狀態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)
By 北京銳科環(huán)宇科技有限公司
1.狀態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)緣何在光伏發(fā)電站中如此重要?
光伏發(fā)電站通常建造在日照充足的高原地區(qū)，最低氣壓僅為0.5標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，且溫差較大(現(xiàn)場溫度-30度至60度)，對(duì)測(cè)試設(shè)備的耐高海拔、低氣壓、寬溫等性能提出了較高要求。
此外，大型光伏發(fā)電站由多個(gè)光伏型發(fā)電組件(光伏板)和匯流箱組成，匯流箱把相鄰幾個(gè)發(fā)電組件的直流電流匯總后輸入逆變器，匯流箱之間距離較遠(yuǎn)，為30m至數(shù)百米，因此需為每個(gè)匯流箱配備一臺(tái)測(cè)試設(shè)備，多臺(tái)設(shè)備組成局域網(wǎng)，構(gòu)建分布式測(cè)試系統(tǒng)，由中央監(jiān)控室的PC上位機(jī)統(tǒng)一讀取數(shù)據(jù)和發(fā)布指令。綜合描述，光伏發(fā)電站現(xiàn)場測(cè)試設(shè)備需要具備以下特點(diǎn)：
● 適應(yīng)高海拔、低氣壓、大溫差、電磁輻射大的工作環(huán)境;
● 具備長時(shí)間7/24不間斷工作無故障性能;
● 可基于網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，構(gòu)建分布式測(cè)試系統(tǒng)，并且可根據(jù)需求靈活增減測(cè)試站點(diǎn);
● 網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定，具備斷網(wǎng)重連，數(shù)據(jù)緩存重發(fā)機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的完整性;
平臺(tái)在其中如何施展“十八般武藝”?
根據(jù)以上需求，北京銳科環(huán)宇科技有限公司最終選擇了NI的CompactRIO(cRIO)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了長時(shí)間數(shù)據(jù)采集、TCP發(fā)送、在線存儲(chǔ)、斷網(wǎng)重連重傳等功能。室外匯流箱各配置一套以cRIO為采集核心的監(jiān)測(cè)設(shè)備，氣象參數(shù)采集室以及控制柜電流電壓采集各配置一套cRIO，所有的cRIO采集設(shè)備基于交換機(jī)組成局域網(wǎng)，傳輸物理介質(zhì)采用超五類線和光纖連接。
3.深入剖析
● 每套cRIO采集設(shè)備中安裝了電流電壓傳感器和變送器，把電流電壓或氣象信號(hào)均變換為電壓信號(hào)，輸入電壓采集卡NI 9205中，cRIO把32路電壓信號(hào)通過TCP方式傳輸至中央監(jiān)控室的PC中顯示和存儲(chǔ)。22套cRIO信號(hào)采樣率均為1S/s，監(jiān)控PC基于絕對(duì)采集時(shí)鐘同步，寫入后臺(tái)SQL數(shù)據(jù)庫中。
● 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括cRIO采集軟件、PC人機(jī)界面和后臺(tái)SQL數(shù)據(jù)庫。銳科環(huán)宇嵌入式軟件架構(gòu)定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的軟件框架，以動(dòng)態(tài)調(diào)用的方式并行實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和分析、數(shù)據(jù)上傳和命令響應(yīng)、數(shù)據(jù)流盤、調(diào)試接口等諸多功能，適用于所有的cRIO平臺(tái)。同時(shí)嵌入式軟件架構(gòu)定義了TCP數(shù)據(jù)包格式和指令格式，上位機(jī)只需按照預(yù)定義的數(shù)據(jù)格式解析和封裝即可實(shí)現(xiàn)與cRIO的數(shù)據(jù)交互。
“基于cRIO的分布式光伏發(fā)電站測(cè)試設(shè)備，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)組件的工作狀態(tài)，進(jìn)行故障報(bào)警，便于光伏電站的維護(hù);同時(shí)，通過對(duì)長期電站參數(shù)的分析和建模，可為光伏電站的選址、設(shè)計(jì)和評(píng)估提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)模型?！狟y 北京銳科環(huán)宇科技有限公司 覃劍歡”
牽電接口裝置供電狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
By 北京銳科環(huán)宇科技有限公司
1.供電狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)緣何在軌道交通中如此重要?
牽引變電所把區(qū)域電力系統(tǒng)送來的電能，根據(jù)電力牽引對(duì)電流和電壓的不同要求，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于電力牽引的電能，然后分別送到沿鐵路線上空架設(shè)的接觸網(wǎng)，為電力機(jī)車供電。
牽電接口裝置供電狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象是鐵路沿線的牽引變電所內(nèi)的供電開關(guān)，牽引供電系統(tǒng)能夠?yàn)殍F路列車提供穩(wěn)定、安全的牽引電流。
平臺(tái)在其中如何施展“十八般武藝”?
為了滿足鐵路沿線各個(gè)變電所數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的需求，北京銳科環(huán)宇科技有限公司采用NI CompactRIO平臺(tái)提供的豐富的數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行牽電接口裝置監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)使用NI 9215模擬輸入模塊，每個(gè)通道最快支持100 kS/s/的采樣率，對(duì)于面板的報(bào)警復(fù)位按鈕與外部通斷信號(hào)的的響應(yīng)選擇NI 9435數(shù)字輸入模塊。
3.深入剖析
在采集的同時(shí)，程序能夠通過NI 9425數(shù)字輸入模塊監(jiān)測(cè)的兩路牽引變電所兩路繼電器的狀態(tài)變化，當(dāng)任意通道閉合或斷開時(shí)系統(tǒng)就會(huì)有預(yù)警信息，我們使用NI 9474的DO通道控制聲光報(bào)警器來實(shí)現(xiàn)。由于每個(gè)數(shù)據(jù)采集終端需要對(duì)所采集的模擬信號(hào)進(jìn)行精確的同步，使用NI 9467 C系列GPS同步模塊為系統(tǒng)提供精確的時(shí)間同步，在每個(gè)變電所的安裝一個(gè)GPS接收器實(shí)現(xiàn)全局波形采集數(shù)據(jù)同步。
整個(gè)數(shù)據(jù)采集終端的軟件由數(shù)據(jù)采集和通信兩大部分組成。數(shù)據(jù)采集又分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)采集引擎、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)引擎。通信部分則由數(shù)據(jù)接口、控制接口和狀態(tài)接口組成，這些不同的引擎和接口都是獨(dú)立運(yùn)行的VI，通過上層的動(dòng)態(tài)調(diào)用，這樣可以利用LabVIEW多線程的特性，避免各個(gè)模塊的阻塞干擾。此外，運(yùn)行在FPGA上的程序還會(huì)把處理過程中的中間結(jié)果和最終數(shù)據(jù)通過DMA的方式發(fā)送到實(shí)時(shí)控制器上。
“基于NI CompactRIO為核心的牽電接口裝置系統(tǒng)，具有高速的數(shù)據(jù)采集處理的能力，保證了監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，對(duì)于觸發(fā)事件實(shí)時(shí)判斷。其次，控制器運(yùn)行的Linux Real-Time，控制器的整個(gè)處理過程都在NI CompactRIO 9034上實(shí)現(xiàn)，并且NI CompactRIO 9034上具有16GB非易失性存儲(chǔ)，具有足夠的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的空間?！狟y 北京銳科環(huán)宇科技有限公司 覃劍歡”
（轉(zhuǎn)載）
