电网公司宜昌供电公司
摘要：村级光伏电站是“电网公司阳光扶贫行动”计划之一，村级光伏电站是电网公司阳光扶贫的第一批站点，由电网公司投资建设。通过发电收入带动了村里产业发展。为解决部分无劳力、无资源、无稳定收入来源的“三无”贫困户持久脱贫提供了有力支撑。村级光伏扶贫电站由于分布非常分散，其发电状态的数据采集监控成为一个难题，本文提出了一种低压分布式电源高频数据采集方案，并结合实际进行了试点验证。
关键词：分布式 光伏发电 数据采集
1分布式光伏发电数据采集的背景
电力公司利用现有资源，按照标准化光伏电站建造，具备“四遥”功能，电站的运行状况可以随时监控。通过优化采集系统配置，实现低压分布式电源高频数据采集，通过增加电量采集数据项和频次，为村级光伏扶贫电站运行监控增添了一双“千里眼”。出现故障早发现，快处理，保证村级光伏扶贫电站多出力、多发电，帮助贫困村民多受益、早脱贫。
2分布式光伏发电数据采集方案
2.1分布式光伏发电数据采集的要求及目标
光伏扶贫的分布式电源接入用电采集系统，抄读的数据项包括正向有功总电能、反向有功总电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等，全部要求实现小时级的数据采集。根据村级光伏扶贫电站采集需求，结合实现湖北省用电采集系统实际，我们制定了低压分布式电源高频数据采集的目标：实现低压分布式电源小时级全量数据采集，满足电网公司电商平台的数据需求及光伏电站的采集监控要求。
2.2采集方案
经讨论得出了两个解决“级光伏扶贫电站”高频数据信息采集的方案。利用现有的用电信息采集系统，只需将村级光伏扶贫电站总表当做普通用户接入台区集中器，即可实现电量采集。
用电采集系统的工作方式是：电能表会在每个整点将表计当时所计量的正向有功总电能、反向有功总电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等数据进行冻结，每天生成24个点的数据值，并储存在电能表内。采集终端按照设定的时间对台区内的智能表逐个召测并将数据存储在集中器的储存单元内，再通过上行通讯传输至主站，采集的数据项设置的越多，对集中器存储容量及传输频率越高。
3 分布式光伏发电数据采集方案试点
3.1试点方案制定
经多次现场考察，制定了“三点计量接入法”确保计量准确，数据可靠；经过实验室测试，分析出了用电信息采集系统的采集效率和数据传输频率以及集中器抄读容量限制，提出了可行性方案。
分析了用电信息采集系统的特点后，发现集中器档案中台区低压用户分为普通用户和重点用户，普通用户只采集每日的冻结电量，每个用户数据量小，占用的资源也较小；重点用户抄读每个整点的正向有功总电能、反向有功总电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等，每个数据量大，占用的资源也较多。通过限制重点用户的数量来平衡系统资源，实现部分重要用户的全量数据高频采集。
3.2现场部分
为支持光伏扶贫采集建设，鉴于低压分布式光伏电源的的采集数据分类较细、发电和上网数据分别计算的特点，计量点的设置建议采用三点计量法。
3.4技术部分
3.4.1采集设备要求
采集设备的硬件软件设计在与主站的通信协议上应符合Q/GDW 1376.1-2013，集中器与本地通信模块间应支持Q/GDW 1376.2-2013。除了曲线采集外，还包含电能表的实时电能示值、日零点冻结电能示值、抄表日零点冻结电能示值、电能数据保存时应带的时标。
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集中器在对重点用户采集时，用了以下几种方式采集：实时采集，集中器直接采集指定重点用户的表计相应数据项，或采集器存储的各类电能数据，参数和事件数据；定时自动采集，集中器根据主站设置的抄表方案自动采集采集器或表计的数据；同时兼有补抄的功能，集中器对在规定时间内未抄读到数据的电能表有自动补抄功能，补抄失败时，生成事件记录，并向主站报告。若表计不支持日冻结和曲线数据，集中器应通过设定的用户类型，定时读取电能表实时数据，作为冻结电量，对于重点用户，集中器每天整时冻结，读取电能表的冻结数据和曲线数据保存，集中器至少补抄最近3次的日冻结数据。
软件存储设计上，除了对容量有一定的要求，集中器分类存储的数据有：每个电能表的62个日零点（次口零点）冻结电能数据，12月末零点（每月1日零点）冻结电能数据，以及重点用户10天的24个整点电能数据，且集中器选定的重点用户，按照采集间隔1h生成曲线数据。
3.4.2集中器设置
集中器档案中台区低压用户分为普通用户和重点用户，普通用户只采集每日的冻结电量，每个用户数据量小，占用的资源也较小；重点用户抄读每个整点的正向有功总电能、反向有功总电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等，每个数据量大，占用的资源也较多。通过限制重点用户的数量来平衡系统资源，实现部分重要用户的全量数据高频采集。
主站设置整数测量点为重点用户后（最多设置20个），集中器抄读相应数据项（正向有功总电能、反向有功总电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等）
集中器整点时启动重点户抄表，采用透抄（点抄）方式抄读曲线数据项，把电能表应答的数据存储在集中器内，等待主站召读各种曲线数据或者根据主站设置的（请求任务数据）参数主动上报。曲线的数据项通常有：正向有功总电能、反向有功总电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数，此项可根据需求来，每个厂家设置不一，数据项设置的越多，对集中器存储容量及传输频率越高。
重点用户同时涉及到曲线数据上报，曲线数据上报需严格按照电网公司相关规定及主站设置的参数进行上报包括
a.上报基准时间与上报周期：
以基准时间为时间起点，每过一个定时上报周期上报一次曲线数据，每次上报的数据内容为上次上报时间到本次上报时间内所采集到的数据，按主站设置的曲线抽取倍率进行抽取上报。
b.曲线抽取倍率：
测量点按存储密度存曲线数据点，然后按抽取倍率从存储的曲线数据点中抽取数据，例如：当一个测量点一天产生24个点的曲线点，且抽取倍率为1时，则每次上报的数据内容为，上报周期内所采集到的所有数据；当抽取倍率为4时，则每次上报的数据内容为，上报周期内，以该测量点产生的所有曲线数据点为基础，按每4个点取1点抽取的数据，并进行上报。
3.4.3主站功能拓展
通过现场和系统重点用户的设置，已经可以在用电信息采集系统查询到分布式光伏电站的全量数据，为便于监控和管理，在电信息采集系统主站端新增分布式电源采集监测单元实现以下功能：
（1）电量监控：采集系统每日生成光伏用户发电量信息；
（2）发电功率监控：采集系统每小时根据生成发电功率信息，绘制功率曲线；
（3）电压监控：采集系统每小时根据生成的电压数据信息，绘制电压曲线；
（4）电流监控：采集系统每小时根据生成的电流数据信息，绘制电流曲线；
4效果与改进
目前200多个村级光伏电站实现了小时级全量数据采集监控，不仅可以随时查询发电量、监测到每个村级光伏电站运行状态，还可以通过对功率、电压、电流数据的分析发现故障。
2017年10月实现小时级数据采集监控后，发现故障的时间大大缩短，从出现故障到发现故障的时间可以控制在一个小时内。有效的实现了村级光伏扶贫电站全面监控和及时运维，帮助电站增加发电时间，多发电，帮助贫困村民多受益、早脱贫。
参考文献：
[1]《分布式光伏电源并网关键技术》[M].中国电力出版社，杨勇等.
论文作者:任健,年俊华
论文发表刊物:《中国经济社会论坛》学术版2018年第5期
论文发表时间:2019/3/4
标签：集中器论文; 数据论文; 电能论文; 光伏论文; 分布式论文; 曲线论文; 电站论文; 《中国经济社会论坛》学术版2018年第5期论文;