安科瑞智能網關分布式光伏運維云平臺配套硬件數據轉換

【公從號：安科瑞能效管理解決方案】

1.需要資料參考：安科瑞產品說明書、選型手冊、報價本、案例介紹、調試視頻、上圖資料；

2.需要項目支持：樣機測試、技術支持、硬件配套選型、電力組網；

3.業(yè)務合作：儲能群、電力群、光伏群、消防群、建筑群；找供應商、找客戶、找圈子；

（技術硬 團隊強 產品全 服務到位）

【品牌背景】我們安科瑞深耕用電側市場二十載，為企業(yè)提供微電網能效管理和用能安全的解決方案。電力行業(yè)的老牌企業(yè)，上市公司穩(wěn)重可靠。

【產品優(yōu)勢】從硬件制造商轉型，打造“云-邊-端”完整產品生態(tài)體系。實現硬件標準化、軟件模塊化?；诋a品平臺可提供定制解決方案，覆蓋能源接入、運用、設備運維等領域。完整的解決方案，滿足客戶的多方位需求，兼容性好。調試和售后減少對接方，方便管理；

【經驗積累】二十余年的經驗積淀，一萬五千余套解決方案遍布海內外全球市場。覆蓋電力、環(huán)保、新能源、消防、數據中心、智慧樓宇、智慧園區(qū)、智慧工廠、市政工程、高速公路、綠色高校等多個行業(yè)。

【服務保障】針對用戶側市場，形成“值銷+經銷”、“線上+線下”、“國內+國外”營銷體系。在全國各個主要省市都設立辦事處及系統集成商，為客戶提供當地、面對面、及時卓效的溝通和服務。售前支撐，售后快速響應，覆蓋產品整個生命周期。

1. 云平臺：變電所運維云平臺、分布式光伏運維云平臺、建筑能耗云平臺、企業(yè)能源管控平臺、遠程預付費管控云平臺、宿舍預付費管控云平臺、充電樁收費運營云平臺、智慧消防云平臺、安全用電管理云平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺；

2. 系統解決方案：變電站綜合自動化系統、電力監(jiān)控系統、配電室綜合監(jiān)控系統、能耗管理系統、電能管理系統、馬達保護與監(jiān)控系統、動環(huán)監(jiān)控及能效分析系統、智能照明監(jiān)控系統、消防設備電源監(jiān)控裝置、防火門監(jiān)控系統、余壓監(jiān)控系統、消防應急照明和疏散指示系統；無線測溫系統；

3. 中壓測控裝置：環(huán)網柜綜合保護裝置、微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、線路保護裝置、配電變保護裝置、電動機保護裝置、備自投保護裝置、電容器保護裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護裝置、電流互感器過電壓保護器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

4. 電力監(jiān)控與保護：弧光保護裝置、電能質量在線監(jiān)測裝置、電氣接點在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動機(馬達）保護器、低壓線路保護器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

5. 電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、高精度網絡電力儀表、諧波表、電能質量表、高海拔儀表、逆電流監(jiān)測電表、電子式電能表、導軌式電能表、面板表嵌入式電表、預付費表、多用戶計量箱、物聯網儀表、無線多回路計量交流/直流表、無線多回路環(huán)保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉換器、智能照明控制裝置；

6. 電能質量治理：有源電力濾波器、中線安防保護器、諧波保護器、靜止無功發(fā)生器、濾波補償裝置、電力電容補償裝置、集成式諧波抑制電力電容補償裝置、投切開關、功率因數補償控制器、自愈式低壓并聯電容器、串聯電抗器；

7. 電氣安全：電氣火災監(jiān)控探測器、剩余電流探測器、電氣火災監(jiān)控裝置、在線監(jiān)控路燈計量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、醫(yī)用隔離電源絕緣監(jiān)測裝置、醫(yī)療機構絕緣報警顯示儀、醫(yī)療醫(yī)院用隔離變壓器、工業(yè)用絕緣監(jiān)測裝置、電氣防火限流式保護器；

8. 新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

9. 數據中心/鐵塔基站：數據采集模塊、機房數據柜監(jiān)控裝置、多回路電表、母線監(jiān)控裝置、電力監(jiān)控屏；

10. 智能網關：通信管理機、無線通信終端（無線通訊轉換器）、數據轉換模塊、串口服務器；

11. 電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級電流互感器、低壓電動機保護器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護器；

12. 環(huán)保監(jiān)控：油煙在線監(jiān)測儀、環(huán)保數據采集傳輸裝置；

13. 

摘要：隨著光伏發(fā)電的不斷發(fā)展，對于光伏發(fā)電監(jiān)控系統的需求也日益迫切，“互聯網+”時代，“互聯網+”的理念已經轉化為科技生產的動力，促進了產業(yè)的升級發(fā)展，本文結合“互聯網+”技術提出了一種針對分散光伏發(fā)電站運行數據進行實時數據采集、分析、處理，查看實時運行情況，并通過移動APP對光伏電站運行參數進行監(jiān)控及日常管理的應用技術。

關鍵詞：互聯網+光伏發(fā)電站；遠程運維平臺；數據采集；TCP協議；UDP協議

0、前言

隨著光伏發(fā)電的不斷發(fā)展，對于光伏發(fā)電監(jiān)控系統的需求也日益迫切，“互聯網+”時代，“互聯網+”的理念已經轉化為科技生產的動力，促進了產業(yè)的升級發(fā)展，本文結合“互聯網+”技術提出了一種針對分散光伏發(fā)電站運行數據進行實時數據采集、分析、處理，查看實時運行情況，并通過移動APP對光伏電站運行參數進行監(jiān)控及日常管理的應用技術。

1、系統設計

1.1總體設計思路

光伏組件在接收充分光照后產生的太陽能通過蓄電池存儲轉化成電能，夜晚光照度減弱，蓄電池開始對用電器進行供電，循環(huán)往復工作，節(jié)省了非可再生資源，光伏發(fā)電的線路結構簡單操作方便，環(huán)保無污染，更節(jié)省了大量的人工?；诨ヂ摼W+的光伏發(fā)電管理系統，可以實現分散的光伏發(fā)電站網絡化統一管理。

本系統運行中，通過數據采集傳輸單元控制光伏電站數據采集控制單元，實時監(jiān)控光伏發(fā)電站現場設備的運行參數和環(huán)境參數等并通過多種網絡接入方式，接入互聯網絡通信系統，將參數實時發(fā)送至后臺服務器，本地監(jiān)控控制系統使用光伏發(fā)電監(jiān)控主機對服務器接收到的數據分類匯總、分析、處理，生成圖表等并進行分析處理。手機監(jiān)控APP端可以同步監(jiān)控主機，顯示數據，對數據進行整理分析、獲取運行參數、查看實時運行情況，對光伏電站進行日常管理，不僅可以做到實時、移動監(jiān)控，更可以降低運營成本，減少開支?？傮w結構如圖1所示，具體實現的功能包括如下幾個方面：光伏電站數據采集控制單元、數據采集傳輸單元、網絡通訊系統、后臺服務器、光伏發(fā)電監(jiān)控主機、手機APP。

1.2光伏電站數據采集控制、傳輸單元硬件設計

光伏電站數據采集控制傳輸單元主要是由溫度傳感器、光傳感器、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、數字電位器、電磁繼電器、STM32F106單片機、網絡接入模塊及電路的接口部分組成。數據采集監(jiān)控單元模塊將現場溫濕度、光照強度、風向風速以及發(fā)電單元發(fā)電參數等等通過網絡通信，發(fā)送至后臺服務器。控制傳輸單元接收監(jiān)控主機發(fā)送的各種控制命令，能遠程控制發(fā)電模塊的運行。后臺服務器實現采集數據的存儲、監(jiān)控和控制系統的部署，及連接控制端，為光伏電站數據采集單元與監(jiān)控系統之間建立聯系。后臺服務器主要功能模塊如圖2所示。

1.3移動監(jiān)控平臺軟件系統設計

手機監(jiān)控APP基于Android系統平臺進行開發(fā)，系統通過TCP協議及UDP協議實現APP與網絡后臺服務器監(jiān)控系統的APP通信控制模塊通信。APP可以實時訪問后臺服務器，對光伏電站運行進行監(jiān)控和控制操作，提供方便、快捷、實時地操作。手機APP客戶端軟件總體結構圖如圖3所示?？蛻舳塑浖ㄟ^TCP協議對遠程服務器實現登錄及客戶端基本參數的傳輸。在完成客戶端基本運行參數傳輸處理之后，通過UDP協議同步監(jiān)控主機參數，顯示光伏發(fā)電模塊數據，獲取運行參數查看實時運行情況，對數據進行整理分析，對光伏電站進行日常管理監(jiān)控。

2、系統測試分析及

移動監(jiān)控APP模塊，是光伏發(fā)電監(jiān)控系統研究課題中，后臺監(jiān)控系統的一個子模塊，為系統監(jiān)控管理者提供移動監(jiān)控平臺。系統前端數據監(jiān)控采集模塊通過對各種傳感器對現場數據采集并通過GPRS遠程傳輸模塊將采集結果傳輸至后臺服務器，移動監(jiān)控APP能實時與后臺服務器進行交互，實時顯示指定發(fā)電模塊運行狀態(tài)，并根據應用需要可向監(jiān)控模塊發(fā)送控制命令對現場監(jiān)控設備進行控制。經過測試，移動監(jiān)控APP模塊各項參數及遠程控制的傳輸、顯示總體達到系統設計要求，下一步將在現有設計基礎上實現系統多機位實時監(jiān)控，組網發(fā)電調度控制研發(fā)。

3、安科瑞分布式光伏運維云平臺介紹

3.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺通過監(jiān)測光伏站點的逆變器設備，氣象設備以及攝像頭設備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括：站點監(jiān)測，逆變器監(jiān)測，發(fā)電統計，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環(huán)境監(jiān)測，設備檔案，運維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺，及時掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。

3.2應用場所

目前我國的兩種分布式應用場景分別是：廣大農村屋頂的戶用光伏和工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。

3.3系統結構

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀表，通過網關將采集的數據上傳至服務器，并將數據進行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺，及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平臺整體結構如圖所示。

3.4系統功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件采用B/S架構，任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據權限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內各建筑的光伏電站的運行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

3.4.1光伏發(fā)電

3.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實時發(fā)電功率。

●累計日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●累計社會效益。

●柱狀圖展示月發(fā)電量

3.4.1.2電站狀態(tài)

●電站狀態(tài)展示當前光伏電站發(fā)電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數。

●統計當前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●攝像頭實時監(jiān)測現場環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風速等環(huán)境參數。

●顯示當前光伏電站逆變器接入數量及基本參數。

3.4.1.3逆變器狀態(tài)

●逆變器基本參數顯示。

●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。

●通過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。

●直流側電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢。

3.4.1.4電站發(fā)電統計

●展示所選電站的時、日、月、年發(fā)電量統計報表。

3.4.1.5逆變器發(fā)電統計

●展示所選逆變器的時、日、月、年發(fā)電量統計報表

3.4.1.6配電圖

●實時展示逆變器交、直流側的數據。

●展示當前逆變器接入組件數量。

●展示當前輻照度、溫濕度、風速等環(huán)境參數。

●展示逆變器型號及廠商。

3.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

3.4.2事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時間、內容、發(fā)送結果、回復等。

●平臺運行日志：查看儀表、網關離線狀況。

●報警信息：將報警分進行分級處理，記錄報警內容，發(fā)生時間以及確認狀態(tài)。

3.4.3運行環(huán)境●視頻監(jiān)控：通過安裝在現場的視頻攝像頭，可以實時監(jiān)視光伏站運行情況。對于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺控制功能。

3.5系統硬件配置

3.5.1交流220V并網

交流220V并網的光伏發(fā)電系統多用于居民屋頂光伏發(fā)電，裝機功率在8kW左右。

部分小型光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。光伏電站規(guī)模較小，比較分散，對于光伏電站的管理者來說，通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

名稱

圖片

型號

功能

應用

光伏運維云平臺

AcrelCloud-1200

監(jiān)測光伏發(fā)電功率、發(fā)電量、功率曲線、發(fā)電日月年報表、設備信息、故障報警、氣象數據等

應用于單臺逆變器數據采集和上傳云平臺

智能網關

ANet-1E1S1-4G

嵌入式linux系統，網絡通訊方式具備Socket方式，支持XML格式壓縮上傳，提供AES加密及MD5身份認證等安全需求，支持斷點續(xù)傳，支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協議

防逆流裝置

（選用）

ACR10R-D10TE

防止光伏系統向電網輸送功率，用于單相光伏發(fā)電系統

戶用逆變器

逆變器推薦：

華為戶用逆變器SUN2000-5/6/8/10/12KTL-M1

固德威GW8000-DT

錦浪GCI-1P(4-6)K，GCI-1P(9-10)K

推薦通訊方式RS485

3.5.2交流380V并網

根據國家電網Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規(guī)定》，8kW~400kW可380V并網，超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點380V并網，以當地電力部門的審批意見為準。這類分布式光伏多為工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏，自發(fā)自用，余電上網。分布式光伏接入配電網前，應明確計量點，計量點設置除應考慮產權分界點外，還應考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個計量點均應裝設雙向電能計量裝置，其設備配置和技術要求符合DL/T448的相關規(guī)定，以及相關標準、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術性能應滿足國家電網公司關于智能電能表的相關標準。用于結算和考核的分布式電源計量裝置，應安裝采集設備，接入用電信息采集系統，實現用電信息的遠程自動采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，接入企業(yè)380V電網，實現自發(fā)自用，余電上網。在380V并網點前需要安裝計量電表用于計量光伏發(fā)電量，在企業(yè)電網和公共電網連接處也需要安裝雙向計量電表，用于計量企業(yè)上網電量，數據均應上傳供電部門用電信息采集系統，用于光伏發(fā)電補貼和上網電量結算。

部分光伏電站并網點需要監(jiān)測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監(jiān)測裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能，系統圖如下。

這種并網模式單體光伏電站規(guī)模適中，可通過云平臺采用光伏發(fā)電數據和儲能系統運行數據，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

名稱

圖片

型號

功能

應用

光伏運維云平臺

AcrelCloud-1200

監(jiān)測光伏發(fā)電功率、發(fā)電量、功率曲線、發(fā)電日月年報表、設備信息、故障報警、氣象數據等

應用于多臺逆變器、計量儀表及氣象數據采集和上傳云平臺

智能網關

ANet-1E2S1-4G

電能質量監(jiān)測

APView500

電網頻率,電壓、電流有效值,有功功率、無功功率、視在功率及功率因數,電壓偏差,頻率偏差,三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度；三相電壓、電流各序分量；基波電壓、電流，功率、功率因數、相位等,諧波（2～50次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等,諧波群,間諧波電壓波動、閃變。可輸入57.7V/100V或220V/380V。

靜態(tài)無功補償

ANSVG100-400

光伏并網時主要提供有功功率，這樣市電側有功減少，而無功不變，這樣會導致功率因數降低，通過無功補償裝置可以提高系統功率因數。

防逆流裝置

ACR10R-D10TE4

防止光伏系統向電網輸送功率，用于三相光伏發(fā)電系統

直流電表

DJSF1352

電壓輸入DC750V，電流輸入DC300A/75mV，在分布式光伏項目中適用于儲能回路等直流信號設備電量測量和電能計量使用

DJSF1352RN

PZ96L-DE

逆變器

逆變器推薦：

陽光電源組串式逆變器SG(30~110)CX系列、SG136TX、SG225HX、SG320HX

華為商用逆變器SUN2000-30/36/40KTL-M3、SUN2000-60KTL-M0、SUN2000-100KTL-M0

固德威GW（25~80）K-MT、GW100K-HT、GW120K-HT、GW136K-HTH等

錦浪GCI-3P(12-25)K、GCI-(25-110)K、GCI-(125-230K)-EHV-5G等

推薦通訊方式RS485

3.5.3 10kV或35kV并網

根據《國家能源局關于2019年風電、光伏發(fā)電項目建設有關事項通知》（國發(fā)新能〔2019〕49號），對于需要國家補貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目，需要滿足單點并網裝機容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網運行安全技術要求的前提下，通過內部多點接入配電系統。

此類分布式光伏裝機容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓后接入電網。由于裝機容量較大，可能對公共電網造成比較大的干擾，供電部門對于此規(guī)模的分布式光伏電站穩(wěn)控系統、電能質量以及和調度的通信要求都比較高。

光伏電站并網點需要監(jiān)測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監(jiān)測裝置。

上圖為一個1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據情況可不設置)，后經過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網。由于光伏電站裝機容量比較大，涉及到的保護和測控設備比較多，主要如下表：

名稱

圖片

型號

功能

應用

光伏運維云平臺

AcrelCloud-1200

監(jiān)測光伏發(fā)電功率、發(fā)電量、功率曲線、發(fā)電日月年報表、設備信息、故障報警、氣象數據等

應用于6MW以下光伏變電站

電力監(jiān)控系統

Acrel-2000

電力監(jiān)控系統，實現對光伏發(fā)電站。測、。信、?？?、異常報警、故障記錄和分析等功能，接收調度系統指令對光伏電站進行調節(jié)和控制。

并網柜

AZG光伏并網柜

容量涵蓋范圍廣，可涵蓋2000A以下用戶并網需求；

安裝方便，外觀美觀大氣；

可選配檢有壓合閘、失壓跳閘等功能，對光伏系統進行失壓，欠壓保護，及自動合閘功能；

可預留獨立鉛封計量室，光伏發(fā)電一目了然；

可根據客戶需求配用國內外品牌廠家元件；

可選配電能質量在線監(jiān)測裝置檢測光伏發(fā)電系統的各電參量，并與后臺聯機通訊，實現智能化管理；

可選配防孤保護及逆功率保護功能；

具有RS485通訊接口，使用ModBus-RTU通訊協議

匯流箱

APV光伏匯流箱

防護等級為IP65,滿足室內外安裝要求；

采用霍爾傳感器，隔離測量，16路輸入；

耐壓DC1kV,熔斷電流可選擇；

可選電壓測量功能,測量電壓DC1kV；

具有RS485通訊接口，ModBus-RTU通訊協議；

可根據客戶需求配用國內外品牌廠家的光伏專用直流斷路器，光伏專用直流熔斷器、防雷保護器等元件。

智能網關

ANet-1E2S1-4G

嵌入式linux系統，網絡通訊方式具備Socket方式，支持XML格式壓縮上傳，提供AES加密及MD5身份認證等安全需求，支持斷點續(xù)傳，支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協議，支持和調度系統遠動通訊。

微機保護測控裝置

AM5SE

適用于35kV和10kV電壓等級的線路保護測控、變壓器差動、后備保護測控等功能

電能質量監(jiān)測

APView500

弧光保護裝置

ARB5

集保護、測量、控制、監(jiān)測、通訊、故障錄波、事件記錄等多種功能于一體,準確實時監(jiān)測弧光信號，保護電流，適用于中低壓等級電網的弧光故障迅速切除裝置。

光伏匯流采集裝置

AGF-M16T

一次電流采用穿孔方式接入，20A，穿孔方式接入，安裝方便，安全性高

帶3路開關量狀態(tài)監(jiān)測，可以對匯流箱內的防雷器、斷路器狀態(tài)進行監(jiān)控

具有內部測溫功能，可實時監(jiān)測箱內溫度，保證電氣安全

具有DC1500V母線電壓測量功能

具備RS485接口，Modbus-RTU協議，將監(jiān)測數據上傳至后臺系統

直流電表

DJSF1352

DJSF1352RN

PZ96L-DE

多功能電表

APM800

各電壓等級全電氣參數測量、計量和狀態(tài)量采集

逆變器

逆變器推薦：

陽光電源集中式逆變器SG500MX等

華為商用逆變器SUN2000-196KTL-H3、SUN2000-175KTL-H0等

固德威GW100K-HT、GW120K-HT、GW136K-HTH等

錦浪GCI-(125-230K)-EHV-5G等

推薦通訊方式RS485