200MW大型并网光伏电站智能化信息管理方案

第29卷第10期2013年10月电网与清洁能源!#$%&’()$*+,-./0+,1,$%2’3/456789:;)4=:9文章编号：1674-3814（2013）10-0097-08中图分类号：TM615文献标志码：?!#$%!#$%&’()*+,-./01!#9$%&=$’()=（98黄河上游水电开发有限责任公司，青海西宁@9::::；=8北京木联能软件技术有限公司，北京9:::6A）!#$%%&’(#!)*+,-#&*.//’(,(#0*%1#&*2)*+344.56/+’(708/%(9+&:7;*(8#(:=*(+%-#BCDEFGE+,9，HIJE0=，K?7DL+,2FMN+,2=（98OE+,2P0O’-%Q#0%R0S0/Q*0,)T8，H)-8，JN,N,2@9U:::，VN,2P+N，TPN,+；=8W0NXN,2YN//0,,NE*&Z)#+%0[0P,/2’T8，H)-8，W0NXN,29UUU6A，TPN,+）?@0AB?;C：[+\N,2)P0ZN%()QP+(0=UUYK0,)%+/N]0-/+%20F(+/02%N-F,,0)0-^_Q#0%Q/+,)N,D/*E-+(+,0G+*Q/0，)PN(Q+Q0%-0(%N‘0()P0+)E+/+QQ/N+)N,Z)P0^_Q#0%Q/+,)N,)0//N20,)N,Z%*+)N,*+,+20*0,)(’()0*8W+(0-,)P0Q%-E)N,+,-Q0%+)N,-+)+N,+E2E()=Ua=，)P0Q+Q0%,-E)(+-0)+N/0-0S+/E+)N,,)P0Q0%+)N,Z)P0Q/+,)8[P0%0(E/)(Z)P0()E-’(P#)P+))P0^_Q/+,)I,)0//N20,)N,Z%*+)N,*+,+20*0,)(’()0*P+(()+,-+%-N]0-)P0-N,2，)P0Q%-E)N,+,-Q0%+)N,N,-0G0(+,-)P0*+,+20*0,)Q%0((Z)P0ZN%()QP+(02%N-F,,0)0-^_Q/+,)N,D/*E-，N*Q%S0-)P0%-N,+)N,+,-Q0%+)N,‘0)#00,-NZZ0%0,)-0Q+%)*0,)(，+,-+PN0S0-)P0%0(E%0N,)02%+)N,+,--+)+(P+%N,2Z%)P0Q/+,)8DEF5GHI0：/+%20F(+/02%N-F,,0)0-^_Q#0%Q/+,)；^_N,)0//N20,)N,Z%*+)N,*+,+20*0,)(’()0*；%0(E%0N,)0F2%+)N,；-+)+(P+%N,2摘要：以青海格尔木一期=UUYb集中式大型并网光伏电站为例，介绍了光伏电站智能化信息管理系统的实际应用情况，并以=U9=年@月份的电站生产运行数据为基础，对电站运行情况进行了详细评价。结果表明，光伏电站智能化信息管理系统规范了格尔木一期并网光伏电站的编码、生产运行指标和管理过程，提高了各部门之间的配合与协作，实现了光伏电站的资源集成与数据共享。关键词：大型并网光伏电站；光伏智能化信息管理系统；资源集成；数据共享并网光伏电站c9F=d是与公共电网相连接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站。它是太阳能光伏发电进入大规模商业化的发电阶段，成为电力工业组成部分的重要发展方向，是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势cd。并网光伏电站主要包含光伏组件、汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、太阳光跟踪系统、支撑结构、交流配电柜、电网接入系统（升压、计量设备等）、交e直流电缆、监控及通讯装置、防雷接地装置等设备cfFgd，设备类型和数量众多，为电站生产运行维护带来诸多不便cAd，如设备问题排查效率低、员工对设备维护困难、设备故障隐患率高等。按照国家关于加快提高光伏产业技术创新能力和加强光伏产业发展监测体系建设的总体要求，以及目前我国光伏电站生产运行管理的实际需求，本文以青海格尔木一期=UUYb集中式大型并网电站为试点，进行光伏电站智能化信息管理方案研究，为我国可再生能源电力行业标识体系建设和光伏电站信息化管理实践进行探索和推广。!建设目标格尔木一期=UUYb并网光伏电站位于格尔木市东出口、9U6国道以北的荒漠沙地，平均海拔=h@U*，———————————————————基金项目：水电水利规划设计总院、黄河上游水电开发有限责任公司、北京木联能软件技术有限公司（OOD&F（=U99）Ug）。^%X0)&EQQ%)0-‘’TPN,+i0,0#+‘/01,0%2’1,2N,00%N,2I,()N)E)0，OE+,2P0O’-%Q#0%R0S0/Q*0,)T8，H)-8，W0NXN,2YN//0,,NE*&Z)#+%0[0P,/2’T8，H)-（OOD&F（=U99）Ug）823*4!#$%&’%()*+图!格尔木一期并网光伏电站智能化信息管理方案系统结构图#$%!&’()*)+(,)+-./+.-(0123405(-4678+#8+(66#$(8+#810-,7+#08,787$(,(8+)*)+(,10-+’(1#-)+4’7)($-#9:/088(/+(923405(-4678+#8;06,.9傅国轩，等：200MW大型并网光伏电站智能化信息管理方案!#$%&’$()该地区地理纬度高，日照资源丰富，年太阳总辐射量为**))!+,))-./0%。电站由,&%个,$)1-2多晶硅电池子阵组成，通过技术与经济综合比较，其多晶硅电池组件选用%342、%1)2和%5)2规格，数量分别为14+3%)块、,+&45)块和,+&+,%块。此外，电站还采用351台逆变器、,&%台箱式变压器、3)+%台汇流箱及直流、汇流支路约4万条，设备种类和数量众多。按照常规巡检方式，以%人最大工作量即每日巡检,%个子阵计算，格尔木电站,&%个子阵需3%个合格的维护人员才能巡检完成。庞大的工作量，繁琐的工作流程以及设备生产运行过程中产生的大量基础数据，迫切需要改变常规的电站生产运行管理模式，对光伏电站实行科学、高效、规范、精确的信息化管理，实现人员、技术、经营目标和管理方法的全面集成，进一步提高光伏电站的生产运营效率，提高行政主管部门的决策和服务水平。!智能化信息管理方案格尔木一期%))-2并网光伏电站智能化信息管理方案由光伏电站设备标识编码、光伏电站数据采集和光伏电站生产运行管理3部分构成，其系统结构如图,所示。其中，电站设备标识编码主要完成电站设备的数字化工作，生成设备管理数据库，方便电站管理者快捷检索、定位设备信息、全面了解电站设备布局，是电站运行维护分析的基础。数据采集部分主要完成对环境仪、汇流箱、逆变器等光伏电站设备的基础数据采集，并对采集数据进行加密、保存等处理，为电站生产运行管理和数据上报提供准确的数据支持；而光伏电站生产运行管理部分主要为光伏电站开展日常办公、运行管理、设备管理、检修维护管理、安全管理、监测管理、物资管理等提供信息服务和业务支撑平台，提高电站生产效率、运营效率及安全可靠性。!#光伏电站设备标识编码格尔木一期并网光伏电站规模大，设备多，设备管理复杂，为了使管理者和使用者能够快速、有效地检索、定位设备信息，电站采用基于667编码体系8+9的光伏电站标识系统编码软件对电站内主要发电设备进行编码标识。如图%所示，格尔木一期并网光伏电站分别对,号和%号机组单元、全厂公用系统进行667编码，其中，,号机组单元包括34:;系统、,号主变侧34:;充气柜系统、,至1号集电线路下的各种设备；%号机!#$!#$%&’%()*+!第29卷第10期电网与清洁能源图!格尔木一期并网光伏电站#编码$%&’()*+#,-.%/&0-12*+0%1324*53+&1%.6,-//+,2+.784-9+14:5/2%/;-:=.图格尔木一期并网光伏电站设备#编码与设备台账管理$%&?)*++@=%4+/2#,-.%/&5/.+@=%4+/2:+.&+15/5&++/20-12*+0%1324*53+&1%.6,-//+,2+.784-9+14:5/2%/;-:=.组单元包括!#$系统、%号主变侧!#$充气柜系统、至&号集电线路下的各种设备；全厂公用系统包括!!’#$系统、(#$系统、消弧系统、厂用变压器和主变保护等设备。光伏电站标识系统编码软件的应用使格尔木一期并网光伏电站设备间的相关性及系统层次感更加清晰（见图!），方便每一个电站运行维护人员对电站设备进行管理。!!光伏电站数据采集根据)*+、,)-./0、12+3’%435!4367和+-8通讯协议，格尔木一期并网光伏电站采用光伏电站数据采集软件9&:采集汇流箱、逆变器、环境监测仪和关口表等基础数据。%;%;3汇流箱格尔木一期电站由3%个子阵列组成，采用(种不同型号的汇流箱，总数达到!6=%个。光伏电站智能化信息管理系统通过光伏电站数据采集软件对每个汇流箱设置数据采集点，采集汇流箱的各支路电流、各支路功率和母线电压数据，进而监控汇流箱设备运行状况。因汇流箱采集数据数量庞大，考虑到系统通信容量等问题，采集间隔设置为!6?@A次。!#$!#$%&’%()*+!!图!格尔木一期并网光伏电站智能化信息管理系统运行管理功能#$%!&’()*(+,-#).,./0,.,$(0(.-12.3-#).4)1-’(56*)7(+*8,.-#.-(88#$(.-#.1)+0,-#).0,.,$(0(.-494-(01)+-’(1#+4-*’,4($+#/:3)..(3-(/56*)7(+*8,.-#.;)802/!!!逆变器格尔木一期电站采用#$%台&种不同型号的逆变器。光伏电站数据采集软件对每台逆变器设置数据采集点，从远动服务器的’(%$)串口采集直流电压、直流电流、直流功率、交流功率、日发电量、总发电量、逆变器温度、逆变器效率、三相的线电压与相电流、电网频率、功率因数和逆变器运行状态等基础数据，采集时间间隔为*)+,-。!.!.#环境监测仪格尔木一期并网光伏电站的环境监测仪数据包括环境温度、环境湿度、露点温度、风速瞬时值、风向、辐射瞬时值和日总辐射量等物理量，采集的环境监测仪数据直接反映了格尔木项目区的太阳能资源情况，采集时间间隔为*)+,-。!.!.%关口表关口表的采集数据包含正向有功电度、反向有功电度、正向无功电度和反向无功电度%个物理量，光伏电站数据采集软件主要对电场主变高、低压侧的电表及其他测量电表设置采集点，以实现对电站各线路电量产量及并网电量实时监控。!#光伏电站生产运行管理生产运行管理系统为光伏电站信息化管理系统的上层应用，该系统在充分研究光伏电场生产管理特点的基础上，以光电设备管理为中心，将生产运行、设备维护、备品备件和实时数据分析有效集成到一个界面中。如图*所示，格尔木一期并网光伏电站生产运行管理系统主要包括电站生产运行管理中必备的综合管理、日常办公、运行管理、检修管理、计划管理、统计分析和辅助决策分析等七大管理模块。系统提供了标准工作包，标准作业计划、标准安全计划、标准隔离指令和故障代码等管理内容。其中，标准作业计划减少了重复的工作单编制过程，使设备维修人员实时得到合理安排设备维修工作所必须的信息，在设备检修单、工作票的发起过程中可以和预先定义的标准操作规程进行关联，将标准化管理融入日常生产管理过程。#系统应用情况光伏电站智能化信息管理系统在格尔木一期!/012并网光伏电站的成功应用，大幅提高了电站的安全生产管理水平，产生了可观的经济效益。本文重点从以下#个方面分析和评估光伏电站智能化信息管理系统在格尔木一期并网光伏电站的应用情况。#$智能化网上办公光伏电站智能化信息管理系统针对光伏发电行业定义了光伏电站的“两票三制”、检修管理和运行维护等理管规范，率先在格尔木一期并网光伏电站实现了智能化网上办公，指导光伏电站运行、维护工作。如图%所示，格尔木一期并网光伏电站实现了网上提交、审批工作流程，记录、汇总工作票、操作票、设备故障缺陷和交接班管理等内容，为电站开展运行管