1 需求分析
如果太陽能係統無法正常運轉的話，光伏電站所有者可能會損失一大部分收益。由於光伏係統由多個零件暴露在戶外、電網故障、部件老化、損壞和維護不當，因此，係統性能也許還會受到影響。在避免對係統所有者的收入造成損失方麵，對問題進行及時應對是極為重要的。
根據需求分析，本次項目以各光伏電站係統數據源為基礎，以安全經濟運行和提高企業整體效益為目的，可以選用國內先進、 性能穩定、功能強大、安全可靠、操作方便、用途廣泛 的紫金橋實時數據庫係統作為基礎數據平台，采用先進、適用、有效的專業計算方法，實現整個公司範圍內的信息共享，電站生產過程的實時信息監控和調度，為公司管理層提供真實、可靠的實時運行數據，為市場運作下的企業提供科學、準確的經濟性指標。從管理角度來看，它為控製企業成本、為提高生產力提供重要而真實的運行數據；同時，通過數據的分析和比較，能提出科學的、合理的決策方案，使企業管理層的經營決策更具科學性。
2 整體方案設計 該係統為 一yi套tao完wan整zheng縝zhen密mi的de實shi時shi監jian控kong係xi統tong。通tong過guo故gu障zhang識shi別bie並bing通tong知zhi維wei護hu團tuan隊dui和he電dian站zhan所suo有you者zhe，該gai係xi統tong能neng夠gou對dui光guang伏fu係xi統tong中zhong出chu現xian的de各ge種zhong故gu障zhang進jin行xing及ji時shi響xiang應ying。可ke用yong於yu商shang用yong及ji公gong共gong事shi業ye規gui模mo光guang伏fu電dian站zhan。
解決方案簡介： weiquebaonenggouduiwentijinxingjishiyingdui，weiguangfufadianjituanjituankaifayitaoguangfudianzhanyuanchengjiankongzhongxinxitong，zheshiyitaochongfenjinxingwangluoyingyong，bingkelinghuokuozhandeketigong24/7實時監控的係統。該係統能夠讓光伏係統所有者對係統的產能量進行每日、月度及年度追蹤、獲取最新的總產量信息、光伏係統目前銷量、過去及未來收入和其他關於太陽能電站的詳細信息等。電站所有者可查看天氣預報、二氧化碳減排信息和其他生態信息等。
2.1 係統整體架構 係統整體架構圖
係統整體采用集中式數據采集架構，整體分為兩個部分，分別是下屬各光伏電站和集團總部。
（1）下屬光伏電站企業
架jia構gou底di層ceng為wei下xia屬shu電dian站zhan企qi業ye層ceng，包bao括kuo多duo家jia公gong司si。在zai各ge個ge分fen公gong司si分fen別bie放fang置zhi一yi台tai接jie口kou機ji，接jie口kou機ji可ke根gen據ju集ji團tuan需xu要yao監jian視shi的de指zhi標biao和he采cai集ji頻pin率lv從cong各ge電dian站zhan係xi統tong中zhong采cai集ji逆ni變bian器qi、彙流箱、直流屏等係統數據。接口機上運行采集電站係統的接口軟件。在接口機與電站係統之間加裝防火牆，保障生產係統的安全性。
典型光伏發電站拓撲圖如下：
（2）公司總部
架構上層為公司總部層。該層用千兆交換機進行組網，連接的設備有紫金橋實時數據庫服務器、應用服務器、數據發布服務器、數據采集接口機。
xitongcaiyongjizhongshishujucaijifangshi，zaigongsibenbubushuyitaishujucaijijiekouji，tongguoyunxingjiekouruanjianjiangxiashugedianzhanqiyejiekoujideshishishujucaijidaogongsizongbuzijinqiaoshishishujukufuwuqizhong。caiyongjizhongshishujucaijikeyibaozhengshujudeanquanxinghebaomixing，jianshaoxitongdeguzhangdian，shixitongyiyuguanliheweihu；可以節約成本；
紫金橋實時數據庫服務器用於接收、處理、存儲來自各電站企業逆變器、變流箱、直流櫃、電表等係統的實時數據；
應用服務器提供係統需要的管理信息統計，指標計算等業務應用；
數據發布服務器用於數據的發布，管理員可以通過IE訪問數據發布服務器，可以配置、管理和發布網頁，普通用戶經授權後在任何位置都可以通過IE瀏覽器來訪問網頁，查看網頁發布信息。
2.2 數據采集 shujucaijishishishishujukudezhongyaozuchengbufen，tafuzejiangxianchangshujushishichuansonggeishujuku，jiangcaozuoshujuxiasongdaoxianchang，shishujukufuwuqiyushengchankongzhixitonglianjiedeqiaoliang。ruguomeiyouwending、高效、豐富的數采接口，實時數據庫隻能是空中樓閣。
紫金橋軟件具有豐富的I/O接口，能夠與各種DCS，PLC，智能儀表通訊，支持的通訊介質可以是以太網、串口、專用通訊卡等。
1. 采集方式
1) 對於提供標準OPC方式的各電站係統，可采用紫金橋OPC接口軟件進行采集。紫金橋OPC接口軟件是紫金橋實時數據庫係統數據采集標準軟件，目前在大部分的工程項目中均采用該方式，接口軟件成熟，運行穩定、可靠，是實施大型係統項目的首選。
2) 對於不提供標準OPC方式的係統，可直接選用其它標準接口，如MODBUS，或自主開發的接口軟件，如主流PLC控製係統、常用智能儀表、智能電表係統接口等。
下屬光伏電站企業數據采集到各自的接口機後將數據直接上傳至集團總部。
2. 采集頻率
數據采集頻率根據采集數據的不同種類，可以通過參數進行設置。
3. 數據格式
所采集到的數據按照設計好的數據分類規則進行分類存貯；對采集到的數據要標定數據的采集時間、參數類別代碼等；對不同的參數可以根據集團公司規定的規則執行編碼。
4. 數據緩存
數據接口機可以緩存全部采集到的數據。支持多級數據恢複。
5. 數據維護
數據接口機具有自動和人工進行數據備份、數據恢複、數據清理的能力。對數據的維護設定特定權限，防止誤操作，保證安全性。
2.3 數據存儲 係(xi)統(tong)對(dui)於(yu)數(shu)據(ju)的(de)存(cun)儲(chu)采(cai)用(yong)紫(zi)金(jin)橋(qiao)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)係(xi)統(tong)，數(shu)據(ju)庫(ku)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)了(le)高(gao)效(xiao)的(de)二(er)次(ci)壓(ya)縮(suo)技(ji)術(shu)和(he)過(guo)濾(lv)技(ji)術(shu)，使(shi)進(jin)入(ru)到(dao)紫(zi)金(jin)橋(qiao)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)的(de)數(shu)據(ju)經(jing)過(guo)高(gao)效(xiao)的(de)壓(ya)縮(suo)，極(ji)大(da)地(di)節(jie)省(sheng)了(le)硬(ying)盤(pan)空(kong)間(jian)。例(li)如(ru)，每(mei)秒(miao)1萬點數據存儲一年，占用不到20G的磁盤空間，即一隻普通硬盤也可存貯五到十年的數據。
2.4 數據展示 數(shu)據(ju)展(zhan)示(shi)層(ceng)是(shi)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)。它(ta)通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)可(ke)視(shi)化(hua)的(de)構(gou)件(jian)方(fang)便(bian)的(de)搭(da)建(jian)複(fu)雜(za)的(de)圖(tu)形(xing)數(shu)據(ju)畫(hua)麵(mian)。所(suo)有(you)電(dian)站(zhan)係(xi)統(tong)上(shang)的(de)監(jian)控(kong)數(shu)據(ju)畫(hua)麵(mian)都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)進(jin)行(xing)組(zu)態(tai)，並(bing)能(neng)運(yun)行(xing)顯(xian)示(shi)。同(tong)時(shi)還(hai)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)觀(guan)察(cha)實(shi)時(shi)趨(qu)勢(shi)、曆史趨勢、過程報警、過程數據彙總、實時曆史報表等。
3 係統功能 係統功能設計可分為基本應用功能和擴展應用功能，基本應用包括實時信息監視和統計分析報表；擴展應用功能包括報警管理、手工錄入、對標管理。
3.1 實時信息監視 實時信息監視功能以采集電站生產過程實時原始數據為基礎，實現對各電站控製係統實時運行工況的在線監測。 通過係統組態圖、趨勢曲線、棒圖、表格等形式實時顯示電站各控製子係統、設備的運行狀態參數，為生產管理人員提供直觀的實時生產過程信息，同時還具有實時數據越限報警功能。
能實時顯示電站的當前發電總功率、日總發電量、累計總發電量、累計CO2總減排量以及每天發電功率曲線圖。可查看每台逆變器的運行參數，主要包括：直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機內溫度、時鍾、頻率、當前發電功率、日發電量、累計發電量、累計 CO2 減排量、每天發電功率曲線圖等。
suoyounibianqidengzhongyaoshebeideyunxingzhuangtai，caiyongduozhongbaojingfangshitishishebeichuxianguzhang，kezhakanguzhangyuanyinjiguzhangshijian，jiankongdeguzhangxinxizhishaobaokuoyixianeirong：電網電壓過高、電網電壓過低、電網頻率過高、電網頻率過低、直流電壓過高、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗等。
3.2 統計 分析 報表 xitongdetongjibaobiaojizonghefenxigongnengzhuyaoshixianduigeleishengchanshujudezonghechulihetongjifenxi，zidongshengchengdianzhanqiyeshengchanguochengguanlisuoxudegeleishengchanxinxibaobiao，ru：值報表、日報表、周報表、月報表、季報表、年報表等，並可按日、月、年等方式進行查詢和打印。用戶可根據自身需要定製報表，並可定期對報表進行歸檔處理。係統報表具有打印輸出、顯示畫麵硬拷貝功能，並支持在線組態更改操作。
3.3 報警管理 報(bao)警(jing)管(guan)理(li)功(gong)能(neng)是(shi)在(zai)故(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)第(di)一(yi)時(shi)刻(ke)將(jiang)詳(xiang)實(shi)的(de)故(gu)障(zhang)信(xin)息(xi)及(ji)時(shi)告(gao)知(zhi)相(xiang)關(guan)維(wei)修(xiu)人(ren)員(yuan)，以(yi)縮(suo)短(duan)故(gu)障(zhang)維(wei)修(xiu)時(shi)間(jian)，增(zeng)加(jia)設(she)備(bei)的(de)在(zai)線(xian)運(yun)行(xing)時(shi)間(jian)，同(tong)時(shi)將(jiang)告(gao)警(jing)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)長(chang)期(qi)保(bao)存(cun)，以(yi)便(bian)日(ri)後(hou)查(zha)詢(xun)、分析。
報警瀏覽器可以彙總報警服務器的信息，並以分層次的樹形結構向任意多個現場客戶或場外客戶顯示這些數據。
能夠方便定義報警限、及時準確地顯示實時和曆史報警，具有報警過濾功能，如按標簽名、按報警類型等。報警模塊可對實時數據庫係統中任何一個工位號進行報警條件設置，如：高限報警、低限報警、偏差報警或ROC（數值大小變化率）報警。這些報警可送到紫金橋實時數據庫係統中的事件檔案中，用戶可以篩選和查看報警條件。
用戶接受的報警是那些已設置報警條件的工位號，在超過了最大值、最小值、ROC值zhi或huo數shu據ju源yuan沒mei有you發fa送song資zi料liao時shi就jiu會hui報bao警jing。這zhe些xie報bao警jing消xiao息xi有you助zhu於yu用yong戶hu解jie決jue引yin起qi報bao警jing的de原yuan因yin。係xi統tong能neng夠gou在zai服fu務wu器qi端duan敏min感gan地di探tan覺jiao報bao警jing條tiao件jian並bing通tong過guo觸chu發fa一yi個ge動dong作zuo來lai響xiang應ying，如ru啟qi動dong一yi個ge應ying用yong或huo給gei用yong戶hu發fa送song一yi個geE-Mail（電子郵件）和短信報警。同時會有報警的曆史被記錄下來。
報警的曆史信息會在曆史數據庫中記錄下來便於後期查看查詢。
3.4 數據手工錄入 該功能主要實現對無法實時采集的數據進行手工導入， 包括生產數據、設備狀態數據等，以及需要人為設置的數據如運行基準值、報警值。
3.5 對標管理 通(tong)過(guo)綜(zong)合(he)分(fen)析(xi)對(dui)比(bi)各(ge)光(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)的(de)運(yun)行(xing)數(shu)據(ju)，客(ke)觀(guan)評(ping)比(bi)各(ge)電(dian)站(zhan)的(de)運(yun)行(xing)水(shui)平(ping)，對(dui)各(ge)下(xia)屬(shu)電(dian)站(zhan)進(jin)行(xing)公(gong)正(zheng)的(de)績(ji)效(xiao)考(kao)評(ping)，開(kai)展(zhan)各(ge)電(dian)站(zhan)生(sheng)產(chan)業(ye)務(wu)技(ji)能(neng)競(jing)賽(sai)，不(bu)斷(duan)促(cu)進(jin)各(ge)電(dian)站(zhan)單(dan)位(wei)的(de)運(yun)行(xing)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)。
總結：通過監控中心係統對現場光伏電站實時數據的采集，實現光伏電站氣象信息、發電量、發電功率、逆變器信息、彙流箱信息等數據順利接入，集團遠程監控中心實現對異地光伏電站的實時監控。
經濟效益
通過配置數據采集係統和遠程通訊係統，光伏電站納入集中、實時監控，對光伏電站進行全過程數字化監管，實現“看得見、查得到、管得住”。監控中心將積累長達多年各種類型光伏電站的運行經驗，解決光伏發電等分布式電源接入係統問題，總結光伏發電建設、檢測、接入、運行等各環節的技術標準和規範，為我國光伏電站建設開發、產業引導提供數據支撐。
