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1、聚光太阳能项目 监控方案 编制： 审核： 批准： 目录 1 概述 2 2 技术规定 3 2.1系统构成 3 2.2硬件构成 4 2.3软件构成 5 3系统功能 5 3.1模仿量量解决及监视子系统 5 3.2数字量状态监视子系统 5 3.3操作权限 6 3.4事件、报警及事故解决 6 3.5运营监控 7 3.6视频监控 7 3.7在线记录与制表 7 3.8打印管理 8
2、 3.9历史数据库 8 3.10可靠性 8 4集中监控功能 9 5重要控制参数 9 5.1逆变器 9 5.2汇流箱 10 5.3光伏阵列 10 5.4 光伏阵列（光伏阵列温度测量仪） 10 5.5视频 10 5.6 气象监测仪 10 5.7 重要参数 11 1 概述 太阳能光伏电站重要由光伏电池阵列、汇流箱、低压直流柜、逆变柜、交流低压柜 、升压变压器等构成，最后产生高压交流直接并入电网。前期2MW分为2个独立控制单元，每套单元有独立监控系统，现场设备间隔层、网络层和站控层三某些构成，采用光纤以太网络实现互联，提供全站设备运营监控、视
3、频监控、运营管理以及远程管理。 2 技术规定 发电站监控系统由现场设备间隔层、网络层和站控层三某些构成，采用光纤以太网络实现互联，其典型物理构造如图1。 2.1系统构成 Web集中监控系统 监控主机 操作员站 以太网 环网互换机 485 485 通讯管理机 通讯管理机 视频监控 视频监控 光 伏 阵 列 箱 式 变 电 站 气 象 站 逆 变 器 汇 流 箱 光 伏 阵 列 汇 流 箱 逆 变 器
4、 （ 图 1） （华电嘉峪关1MW 环网示意图） Ø 站控层由监控主机和远动通信装置构成，提供全站设备运营监控、视频监控、运营管理。 Ø 网络层由现场网络互换设备、网络线路、站控层网络互换设备等构成，提供全站运营和监控设备互联与通信（配有安全可靠地防火墙）。 Ø 现场设备层/现场设备间隔层由发电设备、配电与计量设备、监测与控制装置、保护与自动装置等构成，提供全站发电运营和就地独立监控功能。 Ø 发电系统通过增长串行通信到以太网通信介质转换网关
5、增长以太网互换机和铺设以太网网络实现现场设备层与站控层连接，形成中间网络层。 Ø 对采用串行通信到以太网通信介质转换网关构成以太网网络系统，网关宜与其接入设备相对集中在现场设备间隔层。 2.2硬件构成 发电站监控系统硬件设备宜由如下三某些构成： 站控层设备：涉及1台或可选2台运营监控主机、可选1台视频监控主机、可选1台或2台嵌入式远动通信装置、可选打印机、可选音箱等； 网络设备：涉及网络接口卡、可选介质转换网关、可选以太网互换机、网络连线等； 现场设备层：涉及逆变器、环境监测仪及其通信装置、直流/交流配电柜及电表、汇流箱、光伏阵列 Ø 站控层主机配备应能满足整个系统功能
6、规定及性能指标规定，主机台数应与发电站规划容量相适应。应选用性能优良、符合工业原则产品。 Ø 运营监控、视频监控工作站应满足运营人员操作时直观、便捷、安全、可靠规定。 Ø 对具备调度通信规定一定规模发电站，运动通信装置宜采用双套冗余配备。远动通信容量及性能指标应能满足发电厂与电网调度通信中心远动功能及规约转换规定。 Ø 应设立GPS对时设备，其同步脉冲输出接口及数字接口数量应满足系统配备规定。 Ø 打印机配备性能应能满足定期制表、召唤打印功能规定。 Ø 网络媒介可采用屏蔽双绞线、同轴电缆、光缆或以上几种方式组合，对户外长距离通信应采用光缆。 2.3软件构成 Ø 软件配备应包括
7、数据采集、数据解决、控制操作、防误闭锁、告警、事故顺序记录和事故追忆、画面生成及显示、计算及制表、系统时钟对时、系统自诊断和自恢复、有功功率控制、无功电压控制和其她专业应用等功能，宜配备继电保护故障信息管理、功率预测和视频监视功能。 Ø 在满足性能规定状况下，软件可集中或分散配备，其功能应便于集成和扩展。 Ø 软件宜支持跨平台运营。 3系统功能 支持不同合同数据类型，完毕从与合同关于原始数据到与合同无关数据转换。可以及时精确采集数据涉及数字量、模仿量、等电网数据 3.1模仿量量解决及监视子系统 Ø 模仿值以可调存储周期（秒级、分钟级）存入历史库中，同步按照不同以时间为单位排列方
8、式，迅速查找到所需历史数据。 Ø 模仿量测量综合误差 ≤ 0.2% Ø 电网频率测量误差 ≤ 0.01Hz Ø 画面实时数据更新周期（模仿量） ≤ 3s 3.2数字量状态监视子系统 Ø 顾客可以在线监控开关量属性。涉及：事故判据、取反标志、报警状态、报警类型、与否报警、报警跳画面、变位打印输出、变位记录存档、变位记录、遥控闭锁条件计算量点等。规定自动记录每一次人工操作，以备查询。 Ø 遥测信息响应时间（从 I/O 输入端至远动工作站出口） ≤ 3s Ø 遥信变化响应时间（从 I/O 输入端至远动工作站出口） ≤ 2s Ø 画面实时数据更新周期（开关量） ≤ 2s Ø 控制操作
9、对的率 100% Ø 遥控动作成功率 ≥ 99.99% 3.3操作权限 Ø 遥控操作可在任何画面上预定义操作对象上进行，系统具备各种校核方式，以满足系统对遥控操作安全性、对的性和速度规定。 Ø 权限：操作者输入口令，以确认与否具备操作权限，操作权限可人工设立。 Ø 验证：操作者选取操作对象，程序校核该对象与否可控，并弹出遥控对话窗口，显示启发对象属性描述，供操作员再确认。 Ø 操作记录：操作人员姓名、操作时间、操作内容成果（状态量状态变化）等记录下来，存档于控制作记录中，可分类检索显示、打印等。 Ø 配备顾客：涉及顾客管理、角色管理、权限管理。可以添加、修改、删除系统顾客，可以定
10、义每个顾客角色，也能为每个顾客或每种角色分派系统各种功能使用权限。 3.4事件、报警及事故解决 Ø 当系统任何节点、任务模块浮现故障或异常，在解决系统实时或历史数据过程中发现异常、故障时，系统自动给出各种报警提示。包括预设语音报警、报警简报窗口显示、报警总表显示、报警流水帐即时打印、报警推画面、图元/线条/区域变色等。可单独使用，也可组合使用，可在调度工作站或其她工作站上实现，并可依照工作站职责范畴有选取性地报警。 Ø 报警提示：当状态量发生变位(正常变化或事故变位)，在预先设定画面中予以闪烁，提示操作员注意。当报警被确认或报警消失后，闪烁自动解除。 Ø 分类报警窗口：不同种类报警按顾
11、客设立放置在不同报警简报窗口中显示，涉及报警时间、地区信息、报警类别、报警内容等。在醒目报警态颜色和闪烁态之间闪烁，报警被确认且报警状态未被消失则用报警颜色显示报警信息，报警被确认且报警状态消失后用正常颜色显示报警信息。 Ø 报警存储及记录查询：系统产生报警所有存入事件库中，存入信息涉及告警时间、站点信息、告警类别、告警描述等。同步可以准时间、地区信息、报警类别、描述等做复杂核心字组合查询和进行复杂记录。 3.5运营监控 Ø 运营监控工作站是发电站监控系统与运营人员联系重要界面，现场设备就地控制是应急状况下备用界面。 Ø 运营监控工作站应为运营人员提供涉及：调用、显示和拷贝各种图形、曲
12、线、报表；发出控制操作命令；查看历史数据及各项参数或定制；数据库定义和修改，软件系统参数定义和修改；图形及报表生成、修改；报警确认，报警点抑制/恢复；运营文献编辑、制作等。 Ø 图形监控画面内容应涉及：全站实时生产记录数据、环境参数、电气接线图与参数、设备通信联系与工况、设备参数、并网点参数、电能质量监测、历史发电趋势分析、发电预测图等。 Ø 图形监控画面形式应涉及：文本或图符表达日期时间、模仿量值、遥信状态值、电能量值、实时记录值、历史数据、计算值等；曲线方式显示数据历史或实时变化趋势等。对测点不同质量状态、遥信不同值图符应有明显区别或动画效果。 Ø 控制操作与调节应具备：操作权限检查
13、同一时刻操作唯一性检查、位置检查等安全办法。 Ø 人工控制应涉及主控室控制、现场设备控制两级，并具备站控层和现场设备控制切换功能，现场设备控制权限级别高于站控层，同一时刻只容许一级控制。 Ø 当站控层设备及网络停运后，应能在现场设备层对断路器、逆变器等设备进行一对一人工控制操作。 Ø 在自动控制过程中，程序遇到任何软、硬件故障均应输出报警信息，停止控制操作，并保持所控设备状态。 3.6视频监控 Ø 光伏发电站宜配备视频监控和安防系统，在光伏阵列场地周边依照场地大小应配备1～4个带云台控制摄像头，在设备室应配备1～2个固定摄像头；在主控室和设备室宜设立烟感等安防设备；在主控室配备视频
14、监控工作站。 Ø 应能同步显示光伏阵列场地及站内任意各种视频画面，并且切换灵活，方式多样如定期切换、人工切换和报警联动。 Ø 应具备对图像进行控制，涉及云台动作、光圈大小、聚焦远近和变倍等。 Ø 应具备各种形式数字视频录像，如筹划录像、人工录像和报警联动录像等，并能以便检索、回放控制录像 3.7在线记录与制表 Ø 应对发电站运营各种常规参数进行记录计算，涉及日、月、年、时段最大、最小值及其浮现时间、平均值、越限次数、越限时间、越限率、合格率等。 Ø 应能充分运用历史数据和以上记录数据，生成不同格式生产运营报表。并按规定方式打印输出。 Ø 生产运营报表应能由顾客编辑、修改、定义、增
15、长和减少 3.8打印管理 Ø 图表/报表可以输出到任意指定打印机，涉及本地和网络。 Ø 图表/报表打印设立可以使用系统缺省打印机，也可以图表/报表均有自己打印设立。 Ø 可以分页输出、指定区域输出、比例缩放输出。 Ø 图表/报表尺寸任意指定。 Ø 定期打印顾客指定报表、报警即时打印。 3.9历史数据库 Ø 历史数据库至少保存至少5年以上历史数据。 Ø 顾客自定义数据点历史存储周期 Ø 历史数据归档 Ø 实时库运营时进行惯用历史记录 Ø 峰、谷、平记录和再记录功能 Ø 任意历史数据查询检索时间不应不不大于20 s。 3.10可靠性 Ø 年可用率不应不大于99.9
16、 Ø 平均故障间隔时间不应不大于20 000 h。 Ø 运营寿命不应不大于。 Ø 遥控操作对的率应等于100%，遥控操作成功率不应不大于99.99%。 Ø 事故时遥信对的动作率不应不大于99%，事故画面及告警对的率不应不大于99.98%。 Ø 事件顺序记录辨别率站内不应不不大于2 ms。 Ø 系统测量误差不应超过±1.5%。 Ø 系统时间误差不应不不大于1 ms。 Ø 重要电气参数突变至画面显示响应时间不应不不大于2 s。 Ø 开关变位至画面显示响应时间不应不不大于2 s。 Ø 控制命令从生成到输出时间不应不不大于2 s。 Ø 普通电气参数更新周期不应不不大于5 s，
17、次要电气参数更新周期不应不不大于10 s。 Ø 视频信号延迟时间不应不不大于3 s。 Ø 动态画面切换响应时间不应不不大于1 s。 Ø 画面告警信息推出时间不应不不大于3 s。 Ø 历史数据联机检索时间不应不不大于5 s。 Ø 能在1s内完毕5000点数据解决。 4集中监控功能 Ø 1设备网络图 Ø 2设备运营状态 Ø 3设备详细信息 Ø 4 当天发电量波形 Ø 5. 直流电压波形 Ø 6. 直流电流波形 Ø 7. 光照波形 Ø 8. 温度波形 Ø 9. 逆变器采集详细数据 Ø 10. 电表采集详细数据 Ø 11. 温度采集详细数据 Ø 12. HCPV
18、面板温度采集详细数据 Ø 13. 光照采集详细数据 Ø 14. 风速采集详细数据 Ø 15. 风向采集详细数据 Ø 16. 报警信息 Ø 17. 按电站，按组显示数据 Ø 18. 按设备，按组显示各种曲线 Ø 19. 日记录，月记录，年记录等分析报表 Ø 20. 光照，温度效能分析 Ø 21. 不同设备，不同组效能分析比较 Ø 22. 不同光伏组件效能分析 Ø 23. 数据挖掘和数据仓库分析 5重要控制参数 5.1逆变器 Ø 接入目：监测和控制 Ø 采集基本数据： 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、
19、总）、报警次数； 运营参数：直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、 电流、逆变器机内温度、时钟、频率； 运营状态：运营、关闭、待机； 报警警数据：逆变器厂商所提供设备报警数据，系统保证不漏掉任何一家厂商设备任何一种原生告警。 控制内容：启动、停止、参数设立/调节 通讯方式：RS485 /Modbus合同 5.2汇流箱 Ø 接入目：监测和控制 Ø 采集基本数据： 光伏阵列每路电流或每个光伏阵列电流 Ø 报警数据：设备可提供所有报警数据； Ø 控制内容：启动、停止 Ø 通讯方式：RS485 /Modbus合同 5.3光伏阵列 Ø 接入目：监测和控制 Ø
20、 采集基本数据 状态位置：高度角、方位角等； 运营状态：运营、关闭、待机； 报警数据： 系统急停 传感器故障 未检测到原点 高度角超极限 方位角超极限 Ø 控制内容：启动、定位、停止 Ø 通讯方式：RS485 （拟定厂家 待沟通） 5.4 光伏阵列（光伏阵列温度测量仪） Ø 接入目：监测 Ø 采集基本数据：温度 Ø 控制内容：无 Ø 通讯方式：RS485 /Modbus合同 5.5视频 Ø 接入目：监测和控制 Ø 采集基本数据：影像 Ø 控制内容： Ø 云台：放大、缩小、转向 Ø 通讯方式：RS485 /Modbus合同 5.6 气象监测仪
21、 Ø 接入目：监测 Ø 采集基本数据 温度传感器：环境温度 光照传感器：光照强度 风速传感器：检测风速级别 风向传感器：检测风向 Ø 控制内容：启动、停止 Ø 通讯方式： RS485 /Modbus合同 5.7 重要参数 序号 对象 内容 1 太阳跟踪系统 高度角 2 方位角 3 运营状态 4 自动/手动状态 5 抗风雪状态 6 逆变器 直流侧电压 7 直流侧电流 8 直流侧功率 9 交流侧电压Ua 10 交流侧电压Ub 11 交流侧电压Uc 12 交流侧电压Uab 13 交流侧电压Ub
22、c 14 交流侧电压Uca 15 交流侧电流Ia 16 交流侧电流Ib 17 交流侧电流Ic 18 交流侧有功功率 19 交流侧无功功率 20 交流侧功率因数 21 逆变器温度 22 日发电量 23 月发电量 24 年发电量 25 合计发电量 26 光伏逆变器最大可发有功 27 光伏逆变器无功输出范畴 28 并网点 并网点电压Ua 29 并网点电压Ub 30 并网点电压Uc 31 并网点电压Uab 32 并网点电压Ubc 33 并网点电压Uca 34 并网点电流Ia 35
23、并网点电流Ib 36 并网点电流Ic 37 并网点有功功率 38 并网点无功功率 39 并网点功率因数 40 并网点上网电量 41 并网点 A相电压闪变 42 并网点 B相电压闪变 43 并网点 C相电压闪变 44 并网点 A相电压偏差 45 并网点 B相电压偏差 46 并网点 C相电压偏差 47 并网点 A相频率偏差 48 并网点 B相频率偏差 49 并网点 C相频率偏差 50 并网点A相谐波THD 51 并网点B相谐波THD 52 并网点C相谐波THD 53 主升压变压器 低压侧电压Ua 54 低压侧电压Ub
24、55 低压侧电压Uc 56 低压侧电压Uab 57 低压侧电压Ubc 58 低压侧电压Uca 59 低压侧电流Ia 60 低压侧电流Ib 61 低压侧电流Ic 62 低压侧有功功率 63 低压侧无功功率 64 高压侧电压Ua 65 高压侧电压Ub 66 高压侧电压Uc 67 高压侧电压Uab 68 高压侧电压Ubc 69 高压侧电压Uca 70 高压侧电流Ia 71 高压侧电流Ib 72 高压侧电流Ic 73 高压侧有功功率 74 高压侧无功功率 78 汇流箱 各组串直流输入电流 79 直流输出电流
25、80 直流母线电压 81 升压变电站母线数据 母线电压Ua 82 母线电压Ub 83 母线电压Uc 84 母线电压Uab 85 母线电压Ubc 86 母线电压Uca 87 无功补偿设备 线电压Uab 88 线电压Ubc 89 线电压Uca 90 A相电流 91 B相电流 92 C相电流 序号 对象 内容 1 光伏逆 变器 直流过压 2 交流过压 3 交流欠压 4 初始停机 5 按键关机 6 保护动作总信号 7 ××装置故障（异常、闭锁） 8 ××保护动作信号 9 并网点 断
26、路器位置状态 10 隔离刀闸 11 接地刀闸 12 远方/就地切换 13 保护动作总信号 14 控制回路断线 15 重叠闸动作 16 ××装置故障（异常、闭锁） 17 开关本体及操作机构故障障 18 ××保护动作信号 19 ××保护动作信号 20 隔离升压变压器 高压侧断路器位置状态 21 低压侧断路器位置状 22 高压侧隔离刀闸 23 低压侧隔离刀闸 24 高压侧开关远方/就地 25 低压侧开关远方/就地 切换 26 保护动作总信号 27 ××装置故障（异常、闭锁） 28 ××保护动作信号 29 ××保护动作信号 30 汇流箱 保护动作总信号 31 ××装置故障（异常、闭锁） 32 ××保护动作信号 33 汇流柜 保护动作总信号 34 ××装置故障（异常、闭锁） 35 ××保护动作信号 序号 对象 内容 1 气象环境监测数据 环境温度 2 环境湿度 3 电池板温度 4 风速 5 风向 6 气压 7 太阳总辐射 8 直接辐射 9 散射辐射
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