本章节主要介绍光伏电站中我们能看见的“监控系统”,和不让我们看的“监控系统”。
1 我们能看见的监控系统
1.1 功能介绍
在光伏圈里，上海淘科是最早做监控系统的公司之一。旗下的绿色电力网就是一个典型的综合管理平台。(如图1、图2)
图1
图2
这种管理平台非常便于电站的管理，监控系统提供功能选择画面，并对光伏阵列现场环境进行实时监控与显示，如室外温度值、湿度百分比、光照度及阵列表面温度值等。
监控系统可分区域实时监控各光伏阵列的充电电压及电流、蓄电池电压及温度等信息，并对故障点进行异常显示与报警提示。
监控系统可绘制显示逆变器电压—时间曲线、功率—时间曲线等，直流侧输入电流实时曲线、交流侧逆变输出电流曲线，并采集与显示日发电量等电参量。(图2)
监控系统可针对光伏发电现场的各种事件进行记录，如：通讯采集异常、开关变位、操作记录等，时间记录支持按类型查询，并可对越限报警进行更改设置。
监控系统对光伏发电的发电量可形成月棒图及年度棒图显示，并折算成二氧化碳、二氧化硫减排量值;并可查看太阳辐射强度趋势曲线、风速变化趋势曲线显示。
1.2 监控结构拓扑
1.2.1大型地面电站
目前大型地面电站的监控是从智能光伏汇流箱开始的。汇流箱里集成了一个检测模块，这种模块可以检测每一个组串的电压和电流信息。通过RS485通讯模块输入到最近的数据采集器中。
500KW的直流配电柜里一般汇聚了6-7路直流汇流箱，同时也配备了电压电流测量设备。也通过RS485通讯模块输入到最近的数据采集器中。
500KW逆变器中集中了交、直流电流电压传感器。可以直接跟数据采集器直接通讯。
图3 监控拓扑
1.2.2分布式电站(组串逆变器)
若干台逆变器通过几路RS485接入到数据采集器中，通讯协议为Modbus-RTU。数据采集器与后台监控系统采用以太网通讯，通讯协议Modbus_TCP。电表的通讯方式为RS485，符合Modbus-RTU协议条件下可以直接接入数采，数采会自动将ModbusRTU协议转换成Modbus-TCP协议通过以太网与后台通讯。
图4 监控拓扑
1.2.3 现场监控
现场监控主要有两部分功能：一部分是对现场故障采取应急启停控制;另一部分是通过现场设备上所安装的人性化LCD显示屏(中英文菜单)实时显示各项运行数据、故障数据、一定时间内的历史故障数据、总发电量数据和一定时间内的历史发电量数据等，使现场巡查人员能够方便、及时地掌握该设备的整体信息。LCD人机界面选择液晶显示器，选择单片机进行控制，通过Modbus协议与DSP控制板进行通信。为了更清楚地了解当前设备的各种信息并发送控制，液晶显示屏的功能设计非常重要。LCD显示屏上显示运行信息、故障记录、启停控制和参量设置。运行信息中显示电网电压、并网电流、输出功率、电网频率、机内温度、当天发电量、月发电量、年发电量、总发电量、运行时间等信息。参量设置界面可以实现时钟调整、电流给定、电压给定、电量补偿等功能。
1.2.4 上位机监控
现场设备上装有RS485通讯接口，采用Modbus通汛协议，采集的数据通过Rs485总线传输到上位机监控室中实现遥测、遥信。上位机监控功能是由本地监控计算机完成的。监控计算机上安装有专门的监控软件，将采集的数据进行存储、分析，通过各种样式的图形图表快速反映现场设备的运行情况，将需要的数据生成报表并打印导出，进行更为专业的计算分析。操作人员通过该软件输入相应的控带0信息，改变设备的运行状态，实现遥控.本地监控室中还有专门的计算机作为系统的Web服务器，将现场设备的运行情
况发布到网上，实现远程监控。在本地监控计算机上采用C/S模式，实现对各个设备的监控。
1.2.5 实际案例
某新能源有限公司20MW光伏发电集中成片示范项目按照数字化光伏电站监控系统硬件单元来配置硬件产品, 分为环境气象站、数据存储显示及上传系统、数据采集通讯系统、软件管理系统四个部分。可以实现：光伏电站的数据采集、协议转换、电压转换、网络通讯、数据存储、数据显示、数据操作、数据上传等功能。
(1) 气象站
硬件设备由辐照仪、风速仪、风向仪、电池板温度传感器、环境温湿度传感器、监测控制盒、三角支架组成。环境设备固定安装在德容子电站楼顶上，通过RS485屏蔽双绞线接入到逆变器房，通过WL无线采集器将数据传输到总部上位机进行数据通讯，同时系统采集环境监测站的太阳辐照度、环境温湿度、电池板温度、风速、风向环境实时数据。
