光伏（风电）后台监控系统

光伏（风电）后台监控系统

系统组成： ZRR-9002风力/光伏发电厂监控系统由站控层，网络层，现底层等设备组成。
主要屏柜： 光伏公用测控屏，光伏二次安防屏，光伏远动通讯屏，光伏调度数据网，光伏监控系统屏
主要设备： 三合一箱变测控装置，防孤岛保护装置，公用测控装置，远动通讯管理机，电能质量在线检测装置，五防设备以及调度通讯类装置组成。

一. 光伏（风电）电站计算机监控系统架构
光伏电站计算机监控系统采用开放式分层分布式网络结构，由计算机监控子系统和光伏发电监测子系统组成，其中计算机监控子系统由站控层、间隔层及网络设备构成，站控层设备含主机兼操作员工作站、“五防”工作站、公用接口装置、远动装置。网络打印机等。间隔层由发电设备、配电与计量设备、监测与控制装置、保护与自动装置等构成，实现全站发电运行和就地独立监控功能。间隔层设备包含变电站内保护、测控、网络接口以及光伏厂区的小型就地信息采集系统。网络设备包含网络交换机、光/电转换器接口设备和网络连接线、光缆等。
光伏电站计算机监控系统的主要任务是对电站的运行状态进行监视和控制，向调度机构传送有关数据，并接受、执行其下达的命令。站控层设备按电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际建设规模配置。

二.光伏（风电）电站计算机监控系统设备组成
1.站控层设备
由主机兼操作员站、远动通信设备、公用接口装置、网络设备、打印机等组成，其中主机兼操作员站、远动通信设备按双套冗余配置，远动通信设备优先采用无硬盘专用装置。
2.间隔层设备
间隔层设备包括光伏逆变器、汇流箱、太阳跟踪系统、气象监测系统及辅助系统的通信控制单元，光伏发电单元规约转换器，保护和测控装置等设备。
3.网络层设备
网络层设备包括网络交换机、光/电转换器、接口设备和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等。站控层与间隔层通常采用以太网连接，110kV及以上电站采用双重化网络，35kV电站采用单网结构。站控层、间隔层网络交换机采用具备网络管理能力的交换机，站控层交换机的容量根据电站远景建设规模配置，间隔层交换机的容量根据远景出线规模配置，网络媒介在室内采用五类以上屏蔽双绞线，室外的通信媒介采用光缆。

三.光伏（风电）电站计算机监控系统站控层的功能
站控层由数据采集通信子系统、数据处理及人机联系子系统、远动通信子系统和时间同步子系统等组成，实现对光伏电站运行信息的实时监控功能。
1. 数据采集通信子系统
1）数据采集通信子系统一般由两套前置机及其通信接口装置、网络设备等组成。其中。前置机负责与各间隔层设备进行数据通信，完成数据采集与通信功能;通信接口装置负责与直流系统、UPS、电能量采集装置等其他智能设备进行数据通信。前置机通过站控层网络与主机、工作站。远动工作站等站控层设备连接，实现站控层内部通信功能。间隔层设备直接接入站控层网络，站控层网络一般采用快速交换式以太网，以实现站控层与间隔层之间数据的快速交换。
2）数据采集和通信功能由主机、人机工作站、远动工作站等站控层设备的通信软件模块完成，一般要求站控层和远动工作站直接读取间隔层设备的信息，即信息采集遵循"直采直送"的原则。

2. 数据处理及人机联系子系统
1）数据处理及人机联系子系统一般由主机、人机工作站及其打印机、操作员站（兼做工程师站）等组成，完成站内数据处理和人机联系功能。
2）光伏电站计算机监控系统一般采用双主机兼操作员站模式，主机是站控层数据收集、处理、存储及发送中心。主机承担了光伏电站计算机监控系统大量计算和数据处理工作，具有实时数据库、历史数据库、无功电压自动控制系统（AVQC）等应用软件，管理、存储电站的全部运行参数、实时数据、历史数据，协调各种功能部件的运行，满足设备的数据请求。
3）站控层主机配置满足系统的功能需求及性能指标要求，主机具有主处理器及服务器的功能，是数据收集、处理、存储及发送的中心，管理和显示有关的运行信息，供运行人员对电站的运行情况进行监视和控制，实现各种工况下的操作团锁逻辑等。主机采用一台或两台主机配置，当选用两台主机配置时，两台主机互为热备用工作方式，一台主机故瞭时，另一台主机可执行全部功能、实现无扰动切换。在规模较小的电站监控系统中主机可兼做操作员站。

3. 工作站层由独立计管机系统的人机接入
包括现场操作员和工程师站、保护工作站等。操作员站用于图形及报表显示，事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作指导、操作控制命令的解释和下达等，实现运行值班人员对全站设备的运行监视和操作控制。操作员站要求配置双显示设备，一般情况下，一台显示器作为全站运行状态监视，另一台显示器作为告警监视。工程师站供管理人员进行系统维护，可完成数据库定义、修改，系统参数配置、报表制作，以及网络维护和系统诊断等工作，工程师站可同时兼做操作员站。保护工作站在电网正常运行或故障时，采集、处理保护相关信息，并充分利用这些信息，为继电保护设备的运行和管理服务，为分析、处理电网故院提供技术支持。

4. 远方通信子系统
1） 远方通信子系统由远动工作站。调度数据网。数据传输通道等组成，负责与远方调度进行数据通信。
2） 远动工作站收集全站测控装置、保护装置等设备的数据，以远方调度要求的远动通信规约，通过调度数据网络等方式上传至调控中心，并将调控中心下发的远方遥控、遥调命令向间隔层设备转发。
3） 远动工作站满足信息直采直送的要求，即远动工作站与站内自动化设备相对独立。电站工作站的任何操作和设备故障等对远动通信无任何影响，反之亦然;远动工作站的上传数据不需从这些系统的数据库中获取，而直接从间隔层I/O处理的子系统中获取;数据的处理方式也应尽量符合远动通信的要求。不再做中间处理，只需转换为调度通信规约即可送出。
4） 远动工作站采用嵌入式系统，非PC结构，且无硬盘、风扇等转动部件，其功能为将I/O测控单元上传的信息归类集中和处理，经软件组态后按各级调控中心的要求传送信息，并能同时接收上级调度下发的遥控、遥调命令。远动工作站配置液晶显示面板，用户可查询显示基本运行情况和远动信息，前面板安装有设置按钮、状态显示灯、复位按钮等，后面板主要有电源插件、各类接口等。
5） 远动工作站采用分布式多CPU结构，每个CPU并行处理不同任务，CPU板采用高速低功耗网络处理器。远动工作站一般采用双机配置，并支持多种工作方式，如主备方式、双主方式等。主备双机运行时。每台远动工作站都能独立执行各项功能，一台远动工作站故障时，系统实现双机无缝自动切换，由另一台远动工作站执行全部功能。

5. 时钟同步子系统
为确保站内时钟统一，光伏电站需部署一套时钟同步子系统，时钟同步子系统由主时钟、扩展时钟等组 成，一一般要求主时钟为双时钟源，即同时可接受北斗卫星对时和GPS卫星对时。

四.光伏（风电）电站计算机监控系统的屏柜
1. 光伏公用测控屏
公用测控屏主要用于除专用间隔以外的模拟量（如母线电压）、开关量（如GPS装置）的采集、各开关控制操作。那么既然专用间隔都有微机保护测控及保护，为什么还需要公用测控装置呢，对于微机保护来讲，都有自己的开关量输入，开关量输出和模拟量的输入。但是对于一台保护测控装置来说，既起到保护作用，又起到测控的作用。但是对于信号的输入点是比较少的，那么就需要公用测控装置来满足现场的要求。还有就是站内的一些开关量信息，如直流屏故障信号、火灾报警故障等这些信号需要在后台监控上体现出来，那么就需要公用测控来解决。这些信号接到其它哪个微机保护也不合适。这些只是一部分，其实公用测控装置就是根据现场的实际要求提供满足现场需要的开入、开出和模拟量。通过这些量接入到公用测控中，最后显示在后台监控中。
2. 光伏远动通讯屏
远动通讯屏集电力数据采集、开关信号采集、远程参数修改、调度中心控制的一种远动控制屏。主要用于光伏电站、开闭所、变电站、配电房。能与间隔层各种智能设备进行数据交换、定点对时，也可以向后台系统、调度中心发送各种遥测、遥信信号，可以接收后台系统或者调度中心的各种遥调、遥控信号，实现对光伏电站、开闭所、变电站、配电房的自动化控制。光伏远动屏主要包含通讯管理机、GPS卫星时钟、网络交换机、模拟防雷器，信号防雷器等。
3. 光伏调度数据网
调度数据网可用于光伏电站中，安装于光伏二次预制舱中。光伏调度数据网屏主要由路由器、电力专用纵向加密装置、交换机、屏体及附件组成。光伏调度数据网屏的作用是传输电网自动化信息、调度指挥指令、继电保护与安全自动装置控制信息等。将远传的数据进行进一步加工，从而使其能够以更高的速率和准确率传送到主站，使供电公司调度部门配合接收数据。调调度数据网屏主要作用是将电力自动化数据集中传给供电公司的调度中心集中管理，是电网调度自动化、管理现代化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施，其在协调电力系统发、送、配、用电等组成部分的联合运转及保证电网安全、稳定、可靠的运行方面发挥了重大的作用。
4. 光伏综合安全自动化屏
电能质量在线监测系统由电能质量在线检测装置采集监测单元与分析管理机之间通过以太网连接，并提供第二个通讯接口可供本地监控中心分析，或者多级调度接入。防孤岛保护装置是保证电网正常运行，作用就是防止发生孤岛故障时，电网出现严重接地、脱网等故障。

五.光伏（风电）电站计算机监控系统的现地层

1. 现地层设备是按电站内电气间隔配置实现对相应电气间隔的测量、监视、控制等功能。间隔层装置除具备传统的输入输出功能外，还继承了同期合闸、防误联锁等功能，箱变测控装置更是把监控功能和微机保护功能合三为一。
2. 为了满足光伏电站光伏区发电系统监控的需求，每个光伏子阵通常要安装箱式变压器保护测控装置、以及环网交换机，这二个装置安装在不同位置，需要配套屏柜或者是就地柜，安装成本突出;而且装置间二次回路复杂，设计、施工与维护工作量均较大。目前采用发电单元一体化装置，将箱式变压器保护测控装置、规约转换器（通信管理机）、环网交换机功能进行一体化融合，集成到一台装置中。该装置可直接安装在箱式变压器中，与传统方式比，具有节约安装成本、施工成本、总投资的特点。
3. 环网交换机将提供光纤环网通道，将规约转换器（通信管理机）采集的各类智能终端的通信信息传递到计算机监控系统中。采用光纤环网相比较于各光伏子阵直接连接到升压站方式，在保证经济性的情况下，具备安全冗余性。主要优点为∶需要的光纤数量少，节省投资;光纤布置简单，减少维护的工作量∶允许环网在出现一个断点的情况下，所用通信仍然可靠。