光伏电站中远程数据中心系统的结构设计的探讨

摘 要:本文主要针对目前光伏电站在结构方面的特征进行分析,在这个前提下针对远程数据中心设计其数据模型,系统架构以及使用功能等,此外还进行系统软件的研发。

关键词:光伏电站;远程数据中心系统;结构设计

中图分类号:TP274.2 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0083-01

现今我国已有的光伏电站本地区监控系统,其关键是在电站中收集一切设备信息,少数逆变器生产商针对本企业逆变器产品的具体特点建立了远程监视系统,其基本功能是采集电量等数据信息。目前规模化是光伏产业的主要发展趋势,结合光伏电站实际分布特点进行综合考虑,要求进行远程数据中心的建立,这样的话有利于对光伏电站的全部数据进行全面评估、统计,更重要的是利用数据。

一、系统架构问题

(一)电站层方面

太阳能光伏并网发电系统相当于光伏电站,其主要有逐日系统以及气象数据,站内要做到工作就是针对全部数据实现采集转发功能。此外还包括这些设备即蓄电池,电能表,电池阵列,逆变器,环境检测设备,升压站以及汇流箱,这些都是关键设备。

(二)主站层方面

(1)主站层软件的主要由四个方面构成,首先是操作系统,该操作系统采取了Unix/Linux结构,是一种混合结构。其次是数据收集模块,采集数据是数据模块的主要功能。再次是应用功能,主要负责监管数据、统计全部数据等。最后是支持平台,支撑平台的任务是为系统提供支撑环境,其主要服务有报表,历史库,网络,图形,实时库等内容。(2)主站系统选择了双网模式,并为其配置了Web服务器一台,应用分析工作站三台,此外还包括主备前置以及主备历史数据服务器。关键设备都选择了冗余配置,以使系统顺利运转。

(三)通信层方面

1.电站所在地通信环境以及条件:现今本地区的对外通信情况主要包括三种:(1)有该地区的监控系统。该种电站具有很大的容量,监控中心是独立设置的,仅仅于监控中心侧面实施扩展就能与外界相互通信。(2)本地区未配置监控系统,可是逆变器设置了转发接口。该种电站具有较小的容量,可以将所有逆变器信息进行综合后将其转发。(3)本地区未配置监控系统,与此同时逆变器也没有设置转发接口。该种电站具有极小的容量,必须对外界传输数据时,要进一步增加通信模块数量。关于金太阳示范项目,其光伏电站建议选择前面2种模式,针对对外通信设计了端口。

2.选取通信协议:现今建议选择目前较为成熟的在电力系统中使用比较广泛的网络传输协议IEC 104,可是要进行一定程度的扩充:(1)添设直接控制模式。首先是选点,接着是返校,最后是遥控,这个过程是电力系统实施控制的基本程序,光伏电站中的大部分设备选择的遥控方式都是直接的。如需控制电站,就务必要对直接控制方式进行描述。(2)关于数字量的描述由专门的功能码负责。数字量其实是一个整型值,数值有自己特殊的意义,该数据一般在设备状态方面较为常见。它和IEC 104所说的标准数据类型是不一样的,所以有必要进行扩充。

3.选择通信方式:金太阳远程数据中心关于通信通道的确定,选择了VPDN,也就是电信无线虚拟专用拨号网。VPDN属于无线业务,由中国电信负责提供,其基础是2G/3G网络,它通过规范的网络L2TP技术帮助单位客户以及政府部门的无线移动用户设计的和公众互联网相互独立的虚拟专用网络,可以符合以上全部要求。在建设过程中其处于主站层负责防火墙以及路由器的配置,并于所在地电信设有特定的域名,使用专线将其与所在地电信VPDN平台连接。

二、数据模型问题

可以参考CIM标准处理电站中的升压站模型问题,此外,汇流箱以及逆变器等设备也可以针对不同的安装方式将其分布在各个单元中。气象数据要独立于逐日系统的数据,将其划分给光伏电站。关于升压站,可把低压侧进线的全部设备归为相同单元,作为间隔。

一个单元内的主要设备通常有这些情况:(1)逆变器一台,不存在箱变,直流侧设备有很多电池阵列以及汇流箱。(2)逆变器和箱变各一台,将二者连接在一起,直流侧设备有很多电池阵列以及汇流箱。(3)箱变一台,很多逆变器在这个位置汇集后开始首次升压;直流侧设备有很多电池阵列以及汇流箱。

由上面分析可以得出,相同间隔中的设备能根据直流侧与交流侧划分,与此同时还必须于设备模型内进行“父节点”描述,来说明上下级相互连接。此外,为了在后期阶段更好的统计以及分析,还必须对关键设备的所有属性进行描述,主要有型号参数以及厂商等内容,与此同时根据动态以及静态数据进行统计模型的建立。

三、应用功能问题

(1)数据对比。根据方式的不同转换为相同单位面积实施数据对比。主要有发电变化趋势以及效率和发电量等,并按照优劣有否给出排序。(2)分析环境数据,根据环境条件的区别,针对光伏电站比较相关数据,按照优劣次序给出各种环境条件中的发电效率。(3)数据统计。根据统计地区来开展数据统计工作,统计量主要有电量、元件数以及功率等。(4)数据监视。主要有升压站数据,箱变数据以及通信结构数据等。

四、结语

关于太阳示范工程,其远程监视中心是金太阳远程数据中心,使用这个数据中心,能对示范工程内一切与光伏电站有关的信息实施有效监控并对有关数据进行分析以及对比。现今在国家电网企业试验机构中,金太阳远程数据中心已开始运行,这对光伏电站来说,对其标准化研究具有重要的借鉴意义。

参考文献:

[1]李晶,许洪华,赵海翔.并网光伏电站动态建模及仿真分析[J].电力系统自动化,2008,32(24):83-87

[2]丁明,张征凯,毕锐.面向分布式发电系统的CIM扩展[J].电力系统自动化,2008,32(20):83-87

[基金项目]本文得到江苏省科技支撑计划(工业部分)资助,项目编号:BE2010166

[作者简介]徐亮(1983-),男,中盛光电研发中心研发工程师;陈启亮(1986-),男,中盛光电研发中心项目经理;孙杰(1987-),男,中盛光电研发中心研发工程师。