立華LEC-3201在光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

　　1. 背景概述
　　光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)比火電和水電起步晚很多，隨著信息化建設(shè)的深入開展，尤其是隨著投產(chǎn)電站的不斷增多，僅僅依靠人工上報、人工匯總統(tǒng)計的方式，勢必增加運行人員工作量，而且在人工匯總統(tǒng)計的過程中難免出現(xiàn)錯誤，造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不及時，勢必引起生產(chǎn)決策的失誤。如何實現(xiàn)科學(xué)化管理，提高發(fā)電量，延長發(fā)電壽命，是電站業(yè)主和電網(wǎng)公司所共同關(guān)心的問題。光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效利用計算機(jī)、現(xiàn)代化通訊手段及智能移動手持終端等應(yīng)用技術(shù)，準(zhǔn)確收集各個光伏電站日常運行數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要進(jìn)行二次計算，再將數(shù)據(jù)上報到公司總部，用于后續(xù)統(tǒng)計分析，為生產(chǎn)決策提供依據(jù)，同時減輕運行人員工作量。
　　2. 系統(tǒng)描述
　　2.1系統(tǒng)架構(gòu)
　　20MW光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控平臺，可對太陽能光伏電站里的電池陣列、匯流箱、逆變器、交直流配電柜、箱變等設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握電站的運行情況，其友好的用戶界面、全面的數(shù)據(jù)服務(wù)、完善的故障報警確保了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運行。
圖1為20MW光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖1 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　2.2 系統(tǒng)設(shè)計說明
　　本方案采用分層環(huán)網(wǎng)式結(jié)構(gòu)，上層網(wǎng)絡(luò)采用光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，下層光伏監(jiān)控子系統(tǒng)采用了通信管理機(jī)與站內(nèi)智能設(shè)備進(jìn)行通信接口，通信管理機(jī)是一種通信協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，支持包括Modbus、DNP3.0，IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104 等在內(nèi)的常用電力通信規(guī)約，通信管理機(jī)提供至少10個通信口，每個通信口都可以支持 RS232、RS485 和 RS422 通訊，因此對于同一類型的通訊裝置，可以采用RS485總線接入到通訊管理機(jī)其中的一個口，即通過通訊管理機(jī)的一個口可以接入多臺設(shè)備，因此系統(tǒng)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展功能。
　　本系統(tǒng)通過通信管理機(jī)接入所有的光伏電站在線監(jiān)測設(shè)備，進(jìn)行設(shè)備統(tǒng)一管理，設(shè)備運行數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、查看和分析，提供綜合全面的運行狀態(tài)監(jiān)測、運行告警發(fā)現(xiàn)與通知、數(shù)據(jù)查詢分析、設(shè)備運行管理。
　　為實現(xiàn)設(shè)備的動態(tài)擴(kuò)展接入，系統(tǒng)能實現(xiàn)在不進(jìn)行二次開發(fā)的情況下即能完成新增監(jiān)控設(shè)備的接入，設(shè)備數(shù)據(jù)接入后進(jìn)行分級存儲，分類匯總統(tǒng)計，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)和事件信息，可以實現(xiàn)電站設(shè)備的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，為故障診斷提供技術(shù)手段和數(shù)據(jù)支持，也為電站管理提供全面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和各類報表。同時，各個通訊管理機(jī)具有邏輯控制功能，可以根據(jù)現(xiàn)場需要完成復(fù)雜的邏輯運算功能，如實現(xiàn)對負(fù)荷的最優(yōu)分配，開關(guān)量邏輯的連鎖，閉鎖等邏輯，可以有效實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)運行，極大的減輕運行人員的工作強(qiáng)度，并能實現(xiàn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
下圖2是光伏監(jiān)控系統(tǒng)首頁界面。

 圖2 光伏監(jiān)控系統(tǒng)首頁界面

　　2.3系統(tǒng)功能
　　實時監(jiān)測太陽能電池板的電壓、電流及其運行狀況
　　斷路器狀態(tài)采集與顯示
　　實時監(jiān)控匯流箱、逆變器和箱變工作狀態(tài)，監(jiān)測其故障信息
　　系統(tǒng)詳細(xì)運行參數(shù)顯示
　　故障記錄及報警
　　具有電量累計、系統(tǒng)分析、歷史記錄功能
　　簡單易用的參數(shù)設(shè)置功能
　　系統(tǒng)輸出電流、電壓，瞬時發(fā)電功率、累計發(fā)電量，CO2減排量
　　廠區(qū)時間同步（從南瑞 GPS 同步）
　　3. LEC-3201產(chǎn)品介紹
　　LEC-3201是專為電力能源行業(yè)量身打造的無風(fēng)扇、低功耗、嵌入式的通訊管理設(shè)備，產(chǎn)品通過了中國電科院電力四級認(rèn)證，并符合IEC-61850-3和IEEE-1613標(biāo)準(zhǔn)。
　　LEC-3201采用Intel Atom N455 1.66GHz處理器，搭配ICH8M南橋芯片，支持2G DDR3內(nèi)存。主板預(yù)留PCI-104接口和PCIe擴(kuò)展總線，提供千兆網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、百兆光纖通訊模塊、隔離串口模塊、隔離CAN總線模塊以及B碼對時模塊等擴(kuò)展模塊，網(wǎng)絡(luò)通訊接口可以擴(kuò)展到10個以上，串口可以擴(kuò)展到18個。
　　下圖3為LEC-3201的前后面板設(shè)計圖

 圖3 立華LEC-3201產(chǎn)品前后面板圖

　　LEC-3201采用Intel 82583V高性能千兆網(wǎng)口芯片，支持IEEE1588網(wǎng)絡(luò)對時協(xié)議，串口采用2KV隔離設(shè)計，15KV防靜電設(shè)計和4KV浪涌保護(hù)設(shè)計，所有串口均支持RS-232/422/485獨立配置，并且支持軟件配置串口模式，完全符合變電站自動化系統(tǒng)的應(yīng)用要求。同時，支持COM1口配置為Console接口，現(xiàn)場調(diào)試時通過COM1接口也可以配置串口模式，解決當(dāng)變電站自動化現(xiàn)場沒有顯示器而無法配置串口模式的難題。LEC-3201提供8路可編程IO，供客戶自定義編程狀態(tài)使用，提供電源、HDD、網(wǎng)絡(luò)和串口等系統(tǒng)和通訊的指示燈，方便用戶編程調(diào)試和現(xiàn)場維護(hù)工作。
　LEC-3201支持交流85V~285V直流88V~400V電源供電，或者雙電源熱插拔冗余供電，雙電源支持在不斷電的情況下更換電源模塊，真正做到冗余供電模式。支持電源輸入和輸出超限報警和斷電報警，支持Windows XP Embedded以及Linux操作系統(tǒng)。
　　LEC-3201設(shè)備提供超寬的溫度工作范圍和濕度范圍，支持-40~70攝氏度溫度工作范圍和5~95%濕度工作范圍，適應(yīng)不同嚴(yán)酷的工作環(huán)境要求。在零下40度的嚴(yán)酷溫度環(huán)境下，LEC-3201可以在冷凍16個小時以后開機(jī)啟動，并且工作通訊正常，真正做到零下冷啟動的寬溫工作模式。

　　4. 結(jié)論
　　LEC-3201已經(jīng)成功應(yīng)用于內(nèi)蒙古太陽能光伏發(fā)電場，實現(xiàn)多種規(guī)約包括Modbus、DNP3.0、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104 等規(guī)約轉(zhuǎn)換，設(shè)備在現(xiàn)場運行穩(wěn)定可靠，獲得現(xiàn)場最終用戶的一致好評。

　　更多產(chǎn)品信息，請登錄立華網(wǎng)站：http://www.ls-china.com.cn/或者聯(lián)系服務(wù)郵箱：service@ls-china.com.cn

　　關(guān)于立華
　　北京立華萊康平臺科技有限公司成立于2003年，是臺北立端科技在中國大陸地區(qū)的合資子公司，負(fù)責(zé)立端科技所有產(chǎn)品在大陸地區(qū)的組裝、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)。立華科技在上海、深圳、廣州、南京、成都、沈陽設(shè)有分公司和辦事處，是行業(yè)領(lǐng)先的信息化服務(wù)平臺提供商，通過ISO9001:2008質(zhì)量認(rèn)證體系。公司組織架構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺事業(yè)部和工控事業(yè)部，北京工廠和東莞工廠，目前業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括網(wǎng)絡(luò)安全、云計算、電力與能源、智能交通、視頻監(jiān)控、工業(yè)通訊等領(lǐng)域。