摘要：大数据是以整个数据集合为研究对象的一项综合技术，是传感技术、信息通信技术、计算机技术、数据分析技术与专业领域技术的结合，是对传统的数据挖掘、数据分析技术的继承和发展。近年来，光伏发电行业越来越关注大数据云平台的应用。因此，本文从构建思路出发，提出了光伏发电大数据私有云平台的建设方案，以期更好的促进光伏发电的应用管理。
关键词：光伏；大数据；云平台
引言
随着全球环境污染的加剧以及资源的不断锐减，发展新能源已经是一种不可避免的趋势。光伏发电因其资源用之不竭、清洁环保且不受地域限制，加之建设周期短等优点，在长期的能源战略中具有极为重要的地位。光伏电站的平稳运行，不仅仅需要各个光伏模块的正常、高效运行，也需要各模块协调作业。
光伏发电集团投运的光伏电站规模的快速增长，面对大量的电站设备运行状态数据，复杂数据类型的光伏电站数据环境，传统技术不能满足大量的数据采集、存储、处理和统计分析。光伏发电集团迫切需要同步规划、实施大数据云平台项目，梳理大数据私有云平台建设，确保信息化建设思路、技术路线、业务规划等符合未来五年或更长时间的发展趋势。
1我国光伏发电市场发展现状
“十三五”以来，随着太阳电池技术进步的快速提高，太阳电池生产成本和光伏发电成本快速下降，在各项光伏政策的支持下，我国光伏发电市场继续保持快速发展。2017年我国光伏发电累计装机容量达到1.3亿kW，提前完成“十三五”规划装机目标。2016年全年新增光伏装机容量3454万kW，同比增长126%；2017年新增光伏装机容量5300万kW，同比增长50%以上，连续5年创新高。2017年，我国光伏发电量首超1000亿kWh，达到1182亿kWh以上，同比增长超过70%，光伏发电量占全部发电量的比重由2016年的1.1%提高到1.8%。地区向中东部地区转移，2017年西北地区光伏新增装机占比同比下降17%，中东部成为我国光伏发电的热点地区，其中，华东地区新增装机同比增加11%。分布式光伏发电呈爆发式增长，户用光伏市场开始启动，2017年分布式光伏新增装机1900万kW，同比增长近4倍。
我国具有活跃的光伏技术研究团队和完整的光伏制造产业链，强大的产业化技术水平和产业规模化效应推动我国太阳电池效率持续提升，光伏组件成本不断下降。“十三五”期间，我国晶体硅太阳电池继续保持每年0.3个百分点的绝对效率提升，单晶及多晶电池片产业化效率从2015年的19.5%和18.3%提升到2017年的21.8%和20%，使同等面积的太阳电池片在制造成本变动不大的情况下，单位功率的太阳电池价格保持下降。近两年，光伏产业以金刚线切割为代表的新工艺和新技术得到大规模应用，从多晶硅生产到电池制造全产业链生产成本持续下降，光伏组件生产成本从2015年的3元/W降至2017年的2元/W。
2光伏发电运营管理大数据私有云平台建设思路
光伏发电运营管理大数据的私有云平台建设，需要集成云计算、大数据以及现有的物联网技术积累，根据业务的需要，通过企业应用程序集成EAI技术，建设一套集团公司光伏电站运营管理整个业务云平台。其中私有云管理平台基于专业领先、成熟、稳定的网络负载均衡技术、虚拟化技术和云服务架构、软硬件资源灵活扩展，满足光伏发电业务快速发展的需求。云平台总体设计根据优先使用开源技术、层次化、模块化、组件化、可配置的原则，有效的生产控制和其它商业应用技术集成系统，所选择的技术完全可以满足在未来五年IT发展需求，对软件和硬件技术有很好的支持。云平台通过基础软件服务封装，形成统一的底层支持平台，通过模块化、模块化的应用配置和少量的二次开发，实现所有功能需求，具体根据实际情况灵活部署，按部就班地实现。通过动态参数配置，可以适应组织结构的变化，可以灵活的组织结构，多组织支持群层次控制模式和组织结构建模，支持多个组织过程、数据、业务功能之间的相互作用。云平台在资源整合的指导下，以大数据采集、存储、处理和分析的技术支持，结合多方面优势，入实时数据、主题分析等，共同构建企业应用程序辅助决策支持系统，并且以SOA/ESB数据总线为核心，提供系统集成服务。
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3运营管理大数据私有云平台建设方案
3.1总体架构
光伏云平台是基于云计算和大数据，利用3G/4G、光纤、宽带等现代化通信手段及智能软/硬件技术，将分布广泛的光伏电站进行数据采集上传，实现跨平台集成化应用的大规模光伏电站运维管理。
智慧光伏云系统通过各类通信协议与接口，对光伏电站数据进行实时采集、处理、存储；根据不同功能数据进行分别存储，形成实时数据库、业务数据库、数据仓库和分布式数据库，合理的架构平台实现电站大数据挖掘、自动化处理流程、数据统计等，应用功能和展示实现光伏电站监控管理、生产运行分析、故障检修。
光伏发电运营云平台由多部分组成的IT基础资源综合服务平台，其中包含弹性计算、存储、网络、虚拟化、负载均衡等多部分。使用云平台，可快速构建各种应用，降低公司IT综合成本和管理难度，使集团公司更专注于自己的业务发展和创新。
云平台采用模块化设计，将使用云操作系统和刀片式服务器基于云计算资源池，实现集中管理和分散的软件和硬件服务，使资源更有效的利用，系统处理延时较短，硬件扩容更加简单、便捷。
在架构设计和构建方面，云平台采用先进技术、遵循行业规范，充分考虑平台开放性、可扩展性、安全性以及虚拟化技术等应用。
3.2大数据架构
中心数据库使用实时数据库、历史数据库、业务数据库、开源Key-Value数据库、主题数据库、大数据分布式存储混合应用方式，既可支持电站运行状态实时监控需要，又可满足各类面向应用、面向主题的分析需求。
数据库设计按照符合人类思维自然模式的面向对象的方式来组织数据库的管理，实现以设备为单位的监控模式，便于设备维护和故障诊断，提高数据检索查找的速度及效率。
3.3集中监控架构
集中监控系统的数据采集子系统是负责光伏发电运行数据采集的支撑系统，以C++作为开发语言，内嵌多种IEC60870-5的101、102、103、104、Mod bus、CDT、DISA等多种数据通讯规约；该建模符合IEC61970的接口参考模型、公共信息模型和组件接口规范，符合国际标准，可以与中间件和SCADA系统无缝集成，实现系统的访问。如增压站、变频器、流量箱、箱变、功率预测、AGC/AVC系统、电度计量、故障信息保护等系统数据接入。同时该系统支持各种光伏电站设备的接入，满足不同设备接入要求，具有多种协议的分析能力。
集中监测系统采用三级体系结构，即站级集中监控系统、区域集中监控系统和总部集中监控系统。包括从综合光伏电站监控系统及其他相关终端设备电站实时监控数据的湛集集中监控系统，实现将本地数据监测、历史数据采集和存储以及关键实时数据上传到总部集中监控系统。区域集中监控系统/总部集中监控系统由站级集中监控系统获得实时运行的关键设备监测数据，用于监测电站的整体运行情况。3级系统之间的通信协议采用电力标准IEC104协议，实时数据采集频率符合规范要求，支持变化量上送、循环上送和召唤3种模式。
3.4平台应用系统构成
大数据私有云平台应用系统在光伏发电运营管理中包含总部级/区域级运行管理系统、站级运维管理系统、总部层面/区域层面的远程集中监控管理系统、站级/区域级/总部级在线监控和智能诊断系统。
4结束语
使用云计算平台，实现管理手段（包括虚拟化、按需分配、动态管理、灵活配置），一种技术系统（Hadoop分布式计算和存储），一致研发技术（J2EE / C++），一种服务方式（包括基于云应用平台的服务和模块），能够适应光伏电站集团公司业务和ICT技术日新月异的发展。
参考文献：
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[4] 白红伟 马志伟 宋亚奇.基于云计算的智能电网状态监测数据的处理[J].华东电力，2011（09）
论文作者:魏威
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：光伏论文; 数据论文; 平台论文; 电站论文; 技术论文; 系统论文; 监控系统论文; 《电力设备》2018年第16期论文;