光伏电站监控系统基本架构及系统配置

一、光伏电站计算机监控系统架构

光伏电站计算机监控系统采用开放式分层分布式网络结构，由计算机监控子系统和光伏发电监测子系统组成，其中计算机监控子系统由站控层、间隔层及网络设备构成，其结构如图2-17所示。站控层设备含主机兼操作员工作站、“五防”工作站、公用接口装置、远动装置。网络打印机等。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，实现全站发电运行和就地独立监控功能。间隔层设备包含变电站内保护、测控、网络接口以及光伏厂区的小型就地信息采集系统。网络设备包含网络交换机、光/电转换器接口设备和网络连接线、光缆等。

光伏电站计算机监控系统的主要任务是对电站的运行状态进行监视和控制，向调度机构传送有关数据，并接受、执行其下达的命令。站控层设备按电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际建设规模配置。

各部分设备组成如下：

设规模配置。
1.站控层设备

由主机兼操作员站、远动通信设备、公用接口装置、网络设备、打印机等组成，其中主机兼操作员站、远动通信设备按双套冗余配置，远动通信设备优先采用无硬盘专用装置。

2.间隔层设备

包括光伏逆变器、汇流箱、太阳跟踪系统、气象监测系统及辅助系统的通信控制单元，光伏发电单元规约转换器，保护和测控装置等设备。

3.网络层设备

包括网络交换机、光/电转换器、接口设备和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等。站控层与间隔层通常采用以太网连接，110kV及以上电站采用双重化网络，35kV电站采用单网结构。站控层、间隔层网络交换机采用具备网络管理能力的交换机，站控层交换机的容量根据电站远景建设规模配置，间隔层交换机的容量根据远景出线规模配置，网络媒介在室内采用五类以上屏蔽双绞线，室外的通信媒介采用光缆。

二、光伏电站计算机监控系统站控层

站控层由数据采集通信子系统、数据处理及人机联系子系统、远动通信子系统和时间同步子系统等组成，实现对光伏电站运行信息的实时监控功能。

（一）数据采集通信子系统

数据采集通信子系统一般由两套前置机及其通信接口装置、网络设备等组成。其中。前置机负责与各间隔层设备进行数据通信，完成数据采集与通信功能;通信接口装置负责与直流系统、UPS、电能量采集装置等其他智能设备进行数据通信。前置机通过站控层网络与主机、工作站。远动工作站等站控层设备连接，实现站控层内部通信功能。间隔层设备直接接入站控层网络，站控层网络一般采用快速交换式以太网，以实现站控层与间隔层之间数据的快速交换。

数据采集和通信功能由主机、人机工作站、远动工作站等站控层设备的通信软件模块完成，一般要求站控层和远动工作站直接读取间隔层设备的信息，即信息采集遵循"直采直送"的原则。

（二）数据处理及人机联系子系统

数据处理及人机联系子系统一般由主机、人机工作站及其打印机、操作员站（兼做工程师站）等组成，完成站内数据处理和人机联系功能。

光伏电站计算机监控系统一般采用双主机兼操作员站模式，主机是站控层数据收集、处理、存储及发送中心。主机承担了光伏电站计算机监控系统大量计算和数据处理工作，具有实时数据库、历史数据库、无功电压自动控制系统（AVQC）等应用软件，管理、存储电站的全部运行参数、实时数据、历史数据，协调各种功能部件的运行，满足设备的数据请求。

站控层主机配置满足系统的功能需求及性能指标要求，主机具有主处理器及服务器的功能，是数据收集、处理、存储及发送的中心，管理和显示有关的运行信息，供运行人员对电站的运行情况进行监视和控制，实现各种工况下的操作团锁逻辑等。主机采用一台或两台主机配置，当选用两台主机配置时，两台主机互为热备用工作方式，一台主机故瞭时，另一台主机可执行全部功能、实现无扰动切换。在规模较小的电站监控系统中主机可兼做操作员站。

工作站层业什由立站计管机听挖系统的人机接【设各。相据现场等偿求ul西誉操作员立工程师站、保护工作站等。操作员站用于图形及报表显示，事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作指导、操作控制命令的解释和下达等，实现运行值班人员对全站设备的运行监视和操作控制。操作员站要求配置双显示设备，一般情况下，一台显示器作为全站运行状态监视，另一台显示器作为告警监视。工程师站供管理人员进行系统维护，可完成数据库定义、修改，系统参数配置、报表制作，以及网络维护和系统诊断等工作，工程师站可同时兼做操作员站。保护工作站在电网正常运行或故障时，采集、处理保护相关信息，并充分利用这些信息，为继电保护设备的运行和管理服务，为分析、处理电网故院提供技术支持。

（三）远方通信子系统

远方通信子系统由远动工作站。调度数据网。数据传输通道等组成，负责与远方调度进行数据通信。

远动工作站收集全站测控装置、保护装置等设备的数据，以远方调度要求的远动通信规约，通过调度数据网络等方式上传至调控中心，并将调控中心下发的远方遥控、遥调命令向间隔层设备转发。

远动工作站满足信息直采直送的要求，即远动工作站与站内自动化设备相对独立。电站工作站的任何操作和设备故障等对远动通信无任何影响，反之亦然;远动工作站的上传数据不需从这些系统的数据库中获取，而直接从间隔层I/O处理的子系统中获取;数据的处理方式也应尽量符合远动通信的要求。不再做中间处理，只需转换为调度通信规约即可送出。

远动工作站采用嵌入式系统，非PC结构，且无硬盘、风扇等转动部件，其功能为将I/O测控单元上传的信息归类集中和处理，经软件组态后按各级调控中心的要求传送信息，并能同时接收上级调度下发的遥控、遥调命令。远动工作站配置液晶显示面板，用户可查询显示基本运行情况和远动信息，前面板安装有设置按钮、状态显示灯、复位按钮等，后面板主要有电源插件、各类接口等。其面板外形如图

远动工作站采用分布式多CPU结构，每个CPU并行处理不同任务，CPU板采用高速低功耗网络处理器。远动工作站一般采用双机配置，并支持多种工作方式，如主备方式、双主方式等。主备双机运行时。每台远动工作站都能独立执行各项功能，一台远动工作站故障时，系统实现双机无缝自动切换，由另一台远动工作站执行全部功能。

远动工作站的技术要求如下∶

（1）具备为调控中心提供SOE（事件顺序记录）数据的功能，SOE中的事件时标应是I/O单元采集到该数据时的时间。

（2）远动工作站在故障及切换的过程中不应引起误操作和误发数据。

（3）远动工作站应能够接受调控中心和当地时钟对时。

（4）具备足够的通信接口，使之具有一发多收的功能，且能够满足当地调试功能。

（四）时钟同步子系统

为确保站内时钟统一，光伏电站需部署一套时钟同步子系统，时钟同步子系统由主时钟、扩展时钟等组成，一一般要求主时钟为双时钟源，即同时可接受北斗卫星对时和GPS卫星对时。

三、光伏电站计算机监控系统间隔层

间隔层设备是按电站内电气间隔配置实现对相应电气间隔的测量、监视、控制等功能。间隔层装置除具备传统的输入输出功能外，还继承了同期合闸、防误联锁等功能，箱变测控装置更是把监控功能和微机保护功能合二为一。

（一）箱变测控装置

保护测控装置负责采集各种实时运行数据，接收并输出控制命令，主要由主CPU模块（含通信接口模块）、模拟量输入/输出模块、开关量输入/输出模块、人机接口模块、电源模块等组成。其硬件结构如图

功能如图

（二）规约转换器（通信管理机）

通信管理机是光伏电站重要设备之一，它是将现场汇流箱采集单元。治变器控制单元等各类智能终端的通信数据转换为计算机监控系统间隔层标准通信规约，如将MODBUS规约转化为网络103规约，实现计算机监控系统对全站光伏阵列、逆变器等设备的监测。

（三）环网交换机

环网交换机将提供光纤环网通道，将规约转换器（通信管理机）采集的各类智能终端的通信信息传递到计算机监控系统中。采用光纤环网相比较于各光伏子阵直接连接到升压站方式，在保证经济性的情况下，具备安全冗余性。主要优点为∶需要的光纤数量少，节省投资;光纤布置简单，减少维护的工作量∶允许环网在出现一个断点的情况下，所用通信仍然可靠。

（四）发电单元一体化装置

为了满足光伏电站光伏区发电系统监控的需求，每个光伏子阵通常要安装箱式变压器保护测控装置、规约转换器以及环网交换机，这三个装置安装在不同位置，需要配套屏柜或者是就地柜，安装成本突出;而且装置间二次回路复杂，设计、施工与维护工作量均较大。目前采用发电单元一体化装置，将箱式变压器保护测控装置、规约转换器（通信管理机）、环网交换机功能进行一体化融合，集成到一台装置中。该装置可直接安装在箱式变压器中，与传统方式比，具有节约安装成本、施工成本、总投资的特点。光伏发电单元一体化装置典型应用如图

总结---对如上系统做出标准配置，根据不同项目进行调整

监控主机屏
一	后台监控系统		套	1
1	监控主机	DELL 3080MT G3250/8G/128 SSD/1T/DVD刻录机/键盘	台	1
2	夜晶显示器	DELL 23.8寸液晶	台	1
3	激光打印机	HP 108A,A4黑白激光	台	1
4	系统软件	就地监控系统软件ZRR-8000	套	1
5		后台运行软件	套	1
6		系统操作软件	套	1
7		数据库软件	套	1
8		画面编辑软件	套	1
9	插排	公牛	台	1
10	屏柜及附件	2260800600	套	1
11	音响	漫步者	台	1
远动通讯屏
二	远动通讯屏		套	1
1	远动管理机	ZRR-990	台	1
2	规约转换装置	ZRR-990B	台	1
3	对时装置	GPS2000	台	1
4	网络交换机	H3C 2光24电		1
5	屏蔽网线	每箱305米，含水晶头	箱	1
6	485屏蔽线	每卷200米	卷	1
7	插排	公牛	台	1
8	屏柜及附件	2260800600mm	套	1
并网综合保护屏
三	并网综合保护屏		套	1
1	防孤岛保护装置	ZRR-932	台	1
2	故障解列装置	ZRR-943	台	1
3	电能质量在线检测装置	ZRR-8001	台	1
4	公用测控装置	ZRR-980	台	1
5	屏柜及附件	2260800600mm	套	1
调度数据网屏
四	调度数据网屏		套	1
1	纵向加密装置	满足当地电网接入要求	台	1
2	无线传输终端	满足当地电网接入要求	套	1
3	安装调试	设备安装调试，与主站联调，满足当地供电公司验收要求	宗	1
4	屏柜及附件	2260800600mm	套	1
微机保护装置
五	微机保护装置		套	1
1	线路保护测控装置	ZRR-911A	台	1
2	变压器后备保护测控装置	ZRR-921A	台	1
3	PT测控	ZRR-961A	台	1
4	新能源箱变测控装置	ZRR-300A	台	1
5	光纤附件	每套含8口终端盒1只，法兰、尾纤满配，FC-SC跳线2根	套	1
六	直流电源柜（带逆变电源）	40AH/220V	套	1
七	运费及包装		趟	1
九	服务费		次	1