摘要：传统的户用分布式光伏电站功率较小，往往不具备单独的监控管理系统。逆变器作为光伏发电系统中的核心部件，其稳定运行十分重要。本文提出一种针对户用分布式光伏电站的监控管理方案，利用SPMS可以及时、准确地发现逆变器的故障信息，便于及时检修，提高光伏发电系统的效率。
关键词：户用分布式光伏；监控管理系统
0 引言
近年来，随着中国的快速发展，能源紧缺与环境污染问题日益严重，国家正大力推进绿色能源的开发，光伏发电成为重要发展趋势之一。户用分布式光伏发电系统由于功率小、安装方便、维护简单等特点[1]，在光伏市场中拥有良好的发展前景。相比于大型光伏电站，户用分布式光伏电站容量小，安装位置较为分散，尤其是在山区农村，交通情况不容乐观，运维难度大。目前针对户用分布式光伏电站还缺乏一套完整的运维体系，导致故障无法及时预警、故障发生后无法及时发现，故障响应时间长，造成了发电量的损失。通过数据采集器采集光伏发电系统中不同设备的相关参数，如太阳能电池阵列的电压、电流，逆变器的输入、输出电压，以及室外温度、风速等环境参数，结合光伏电站监控管理系统，可以实现对户用分布式光伏电站关键设备的实时监控和集中管理，具有故障诊断和及时预警等功能。
逆变器是光伏发电系统中的关键设备，其工作状态将直接影响到整个发电系统的运行效率[2]。本文提出一种针对户用分布式光伏电站的监控管理方案，利用光伏电站监控管理系统（SPMS）实现对逆变器等关键设备的智能化监控管理，提升运维效率，提高发电收益。
1 系统架构
通常，光伏电站监控管理系统主要由采集层、通信层及信息管理层组成。其中，采集层包括现场设备及本地控制器；通信层包括通信转换模块、通信协议及通信网络等；信息管理层包括监控管理软件、web服务器、路由器及客户端等。一方面，本地控制器将现场设备的运行信息、故障参数等数据通过串口及通信网络上传至监控管理软件；另一方面，监控管理软件将所收到的数据进行存储分析，而后将运行模式、系统启停等指令信号反馈给本地控制器以进行对设备的控制[3]。
本文设计的监控管理系统结构框架如图1所示。所应用监控管理软件为SPMS软件，底层通信方式主要采用485串口或光纤通信。
图1.监控管理系统结构框架
2 应用功能
SPMS软件为本文设计的监控管理系统的关键部分，可实现用户与设备之间的交互功能，图2为监控界面示意图。
图2. 逆变器监控界面
该软件主要实现的功能有：
(1)可读取本地控制器上传的实时环境参数如光照强度、室外温度、风速等，逆变器运行数据如输入电流、输入电压、发电量、机内温度等；
(2)将所读取数据进行存储并分类、统计、分析，建立数据库，方便用户进行数据管理，用户可查询历史数据，生成并打印报表；
(3)逆变器及环境参数等数据以曲线、柱状图、表格和数值等方式在软件主运行界面实时显示，用户可在Web端或移动APP端直观查看，随时掌握逆变器运行情况；
(4)自动对历史数据进行分析统计，同时结合环境参数绘制曲线趋势图，对比实时运行数据，当数据出现异常时可快速响应，发出报警提醒用户及时排除故障，避免或减少损失。
(5)逆变器发生故障时，可自动通过网页消息、移动端APP消息、短信通知等方式通知用户，内容包括故障时间、故障类型、故障机器编号等；
(6)故障发生后，自动记录故障发生前后的环境参数及机器运行状况，形成故障记录文件，以便用户查找并分析故障原因；
(7)支持用户手动录入更新的逆变器维护信息，自动建立维护知识库，再次遇到类似故障情况时可以借鉴处理方法；
(8)可设置定时备份数据，防止发生意外导致数据丢失。
3 结语
随着光伏产业的快速增长，用户对经济效益的要求越来越高，光伏电站监控管理系统的重要性将日益增加。本文以SPMS为基础，提出了一种针对户用分布式光伏电站的监控管理系统设计方案，为今后的分布式光伏电站监控管理系统的建设提供了参考。
参考文献：
[1] 杜宗伟，姜凤利，金玉，等. 户用光伏发电系统设计与研究[J]. 农业网络信息, 2011(11):38-41.
[2] 李冰. 基于JAVA的光伏逆变器并网监控系统的设计与实现[D]. 山东大学, 2014.
[3] 陈昌松. 光伏监控系统发电预测及能量管理的研究[D]. 华中科技大学, 2007.
作者信息：
禹超（1978年12月- ），男，汉族，高级工程师，中国华电科工集团有限公司
王蕾（1992年12月- ），女，汉族，工学学士，中国华电科工集团有限公司
论文作者:禹超,王蕾,卓静,王兴兴
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
标签：光伏论文; 管理系统论文; 电站论文; 逆变器论文; 分布式论文; 故障论文; 用户论文; 《电力设备》2017年第33期论文;