CN106374831A - 一种带有发电预测的分布式光伏监控系统及监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有发电预测的分布式光伏监控系统及监控方法，分布式光伏监控系统包括工作站、数据服务器、采集服务器、工控机、交换机、人机操作界面，所述工作站、数据服务器、采集服务器接入系统的局域网，所述工控机用于收集分布式光伏电站的信息并将信息上传给采集服务器；所述采集服务器用于将信息上传到局域网；所述工作站用于对信息进行数据分析；人机操作界面用于显示与报警。本发明可以实时监控分布式光伏运行数据，在保障电能质量的基础上，稳定分布式光伏发电系统的电压、频率，实现最优化运行，提高分布式光伏的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源领域，尤其涉及一种带有发电预测的分布式光伏监控系统。
背景技术
随着分布式电源的大规模应用，未来我国电网中随机性、波动性和间歇性的分布式能源尤其是分布式光伏所占比例会越来越大，甚至将成为电网不可或缺的组成部分。大量分布式发电接入配电网，量大分散，电网难以对其进行监控，将对配电网的安全、可靠、稳定运行及控制带来诸多方面的影响。
目前，对于分布式光伏监控系统，已有不少学者进行了研究。已有的光伏监控系统，通过监控平台、监控终端等均可实现对分布式光伏发电系统的实时数据采集、实现实时监控。也有通过分层控制的方式完成调度中心指令的下发，实现对分布式光伏电站的智能调控。比如：
中国专利CN201410548654.8：一种适用于分布式光伏电站的区域智能调控系统和方法，通过采用分层控制的调节方式，将调度中心下发的功率调节任务分配给多个区域智能调控单元，各智能调控单元再分别完成各自负责区域内的功率调节任务，同时将功率调节的结果实时上送至光伏监控主站。该方法减轻监控主站的调节负担，可大大提高调节速度及调节精度。
中国专利CN201420650275.5：一种太阳能光伏电站监控系统，通过软硬件监控平台，对检测设备进行实时采样和数据传输监控，并具有强大的分析功能，完善的故障报警确保太阳能光伏发电系统的完全可靠和稳定的运行。
中国专利CN201420135226.8：一种基于实景图的光伏监控系统，通过将被监控设备的实景图导入到监控终端，并将实景图进行区域划分，为每一块划分好的区域配置相关的设备信息，最后在监控终端中的实景图界面上直接操作配置好的设备。能够直接从监控终端的实景图上看出被监控设备的运行状态，并且用户可以很直观地给任何一台被监控设备设置参数以及控制开关机。
中国专利CN201520264604.7：一种分布式光伏电站智能监控系统，通过数据采集服务器采集电站设备的实时数据，由通讯管理层传输至电站监控端，电站监控端对电站进行实时监控，了解分布式光伏电站的运行情况，确保分布式光伏电站发电系统的可靠性和稳定性。
中国专利CN201520186520.6：一种光伏电站监控管理系统，自身损耗低，不再具有固有的功率变换损失，系统效率高，系统全负载范围内的综合变换效率可以达到99.5％以上。
分布式光伏作为一种新型清洁能源，其系统发电依赖于天气，导致其发电系统稳定性差，因此需要对分布式光伏发电进行有效实时的监控，掌握分布式光伏发电系统的状态、分布式光伏发电的功率预测情况、区域内负荷预测情况等，从而提高分布式光伏发电稳定性和能源利用效率。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术存在的问题，对分布式光伏发电进行有效实时的监控，本发明提供一种带有发电预测的分布式光伏监控系统。
本发明的另一目的是提供一种带有发电预测的分布式光伏监控方法。
技术方案：一种带有发电预测的分布式光伏监控系统，包括工作站、数据服务器、采集服务器、工控机、交换机、人机操作界面，所述工作站、数据服务器、采集服务器接入系统的局域网，所述工控机用于收集分布式光伏电站的信息并将信息上传给采集服务器；所述采集服务器用于将信息上传到局域网；所述工作站用于对信息进行数据分析；人机操作界面用于显示与报警。
一种带有发电预测的分布式光伏监控方法，该方法包括以下步骤：
(1)系统对分布式光伏并网点的开关状态进行实时监测，对监测结果进行统计，查找出并网状态异常的分布式光伏，并由人机操作界面显示并网点状态及并网点状态的变化情况；
(2)系统对分布式光伏并网点和公共连接点的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数以及分布式光伏的发电电量、上网电量、用网电量进行监测，对监测结果进行统计，查找出数据异常的分布式光伏，并由人机操作界面显示不同时段的监测结果的变化情况及电量增量的统计；
(3)系统监测分布式光伏所在位置的环境参数，包括温度、风速及光照强度；
(4)提供分布式光伏的装机容量，系统根据分布式光伏的装机容量、发电电量、上网电量、用网电量及所述环境参数，进行日前发电功率预测和实时发电功率预测；根据负荷情况进行日前负荷预测和实时负荷预测；
(5)系统根据日前发电功率预测和日前负荷预测制定调度策略；将实时发电功率预测和日前发电功率预测相比较，将实时负荷预测与日前负荷预测相比较，对调度策略进行调整；
(6)系统通过数据采集系统获取的分布式光伏发电单元的数据进行在线分析和计算，然后通过输出控制执行命令，进行有功无功调节。
有益效果：本发明提供一种带有发电预测的分布式光伏监控系统，通过工控机采集分布式光伏电站的信息并将信息上传给采集服务器，实时准确采集分布式光伏的相关信息；所述采集服务器将信息上传到局域网，所述工作站对信息进行数据分析，并制定出实时优化调度控制策略，保障电能质量，提高分布式光伏的利用率；人机操作界面及时显示与报警，使用户可以实时监测分布式光伏的运行状态。
本发明提供一种带有发电预测的分布式光伏监控方法，可以实时监控分布式光伏运行数据、对分布式光伏进行协调控制，在保障电能质量的基础上，提高分布式光伏的利用率。在保障供电可靠性的前提下，充分利用分布式可再生能源，避免清洁可再生能源的浪费，提高可再生能源的利用率，提高分布式发电的电能质量。通过对分布式光伏电站的实时监控，结合分布式光伏发电功率预测结果和负荷预测结果，对分布式光伏电站进行优化调度控制，稳定分布式光伏发电系统的电压、频率，实现最优化运行。
附图说明
图1为本发明的一种带有发电预测的分布式光伏监控系统的结构示意图。
图2为本发明的一种带有发电预测的分布式光伏监控系统的软件构架图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，带有发电预测的分布式光伏监控系统包括工作站、数据服务器、采集服务器、工控机、交换机、人机操作界面，所述工作站、数据服务器、采集服务器接入系统的局域网，所述工控机用于收集分布式光伏电站的信息并将信息上传给采集服务器；所述采集服务器用于将信息上传到局域网；所述工作站用于对信息进行数据分析；人机操作界面用于显示与报警。系统网络结构采用分布式开放局域网，包括后台局域网交换机及前置交换机的二层结构。所述分布式光伏电站的信息包括电压、电流、功率、发电量、电能质量、逆变器运行数据信息。
如图2所示为分布式光伏监控系统的软件架构图，主要包括支撑平台和应用层，支撑平台层在整个体系结构中处于核心地位，包含数据维护、采用功能、告警功能、发布功能、系统管理、数据存储、报表功能、曲线工具等，提供交互机制，提供适当的数据访问服务、图形界面、告警服务等。应用层主要包括分布式光伏运行监视、数据分析、发电预测、负荷预测、运行控制等。
正常情况下，主网电压、频率正常。分布式光伏电站并入配电网。
第一步：分布式光伏监控系统对分布式光伏并网点的开关状态进行实时监测，对监测结果进行统计展示，查找出并网状态异常的分布式光伏，并以图形的形式展示不同时段并网状态的变化情况。掌握区域内分布式光伏的整体并网情况、单个电源并网点状态及其变化情况。
第二步：分布式光伏监控系统对分布式光伏并网点和公共连接点的实时数据(电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数)以及分布式光伏的发电电量、上网电量、用网电量进行监测，并对监测结果进行统计展示，查找出数据异常的分布式光伏，并以图形的形式展示出不同时段各个数据的变化情况以及电量增量的统计情况。掌握区域内分布式光伏的整体电气情况。
第三步：分布式光伏监控系统监测分布式光伏所在位置的环境参数，包括温度、风速及光照强度。掌握区域内分布式光伏的整体自然环境信息。
第四步：提供分布式光伏的装机容量，分布式光伏监控系统根据分布式光伏的装机容量、发电电量、上网电量、用网电量及所述环境参数等历史数据，进行1-7天的日前发电功率预测以及接下来两小时的实时发电功率预测；根据负荷、社会、经济、气象、行业特征、消费习惯等历史数据，进行1-7天的日前负荷预测和接下来两个小时的实时负荷预测。
第五步：分布式光伏监控系统根据日前发电预测和日前负荷预测情况，制定调度策略；将实时发电功率预测和日前发电功率预测相比较，将实时负荷预测与日前负荷预测相比较，对日前光伏发电、可控负荷的调度策略作出调整，对分布式光伏电站进行优化调度控制，保证系统运行的稳定性，实现最优化运行。
第六步：分布式光伏监控系统通过数据采集系统获取的区域分布式光伏发电单元的数据进行在线分析和计算，然后通过输出控制执行命令，进行有功无功调节，使得电压以及无功功率在合格范围，从而保证电能质量。
Claims (5)
1.一种带有发电预测的分布式光伏监控系统，其特征在于，包括工作站、数据服务器、采集服务器、工控机、交换机、人机操作界面，所述工作站、数据服务器、采集服务器接入系统的局域网，所述工控机用于收集分布式光伏电站的信息并将信息上传给采集服务器；所述采集服务器用于将信息上传到局域网；所述工作站用于对信息进行数据分析；人机操作界面用于显示与报警。
2.如权利要求1所述的带有发电预测的分布式光伏监控系统，其特征在于，系统网络结构采用分布式开放局域网，包括后台局域网交换机及前置交换机的二层结构。
3.如权利要求1或2所述的带有发电预测的分布式光伏监控系统，其特征在于，所述分布式光伏电站的信息包括电压、电流、功率、发电量、电能质量、逆变器运行数据信息。
4.一种使用权利要求1至3中任一项所述的带有发电预测的分布式光伏监控系统的监控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)系统对分布式光伏并网点的开关状态进行实时监测，对监测结果进行统计，查找出并网状态异常的分布式光伏，并由人机操作界面显示并网点状态及并网点状态的变化情况；
(2)系统对分布式光伏并网点和公共连接点的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数以及分布式光伏的发电电量、上网电量、用网电量进行监测，对监测结果进行统计，查找出数据异常的分布式光伏，并由人机操作界面显示不同时段的监测结果的变化情况及电量增量的统计；
(3)系统监测分布式光伏所在位置的环境参数，包括温度、风速及光照强度；
(4)提供分布式光伏的装机容量，系统根据分布式光伏的装机容量、发电电量、上网电量、用网电量及所述环境参数，进行日前发电功率预测和实时发电功率预测；根据负荷情况进行日前负荷预测和实时负荷预测；
(5)系统根据日前发电功率预测和日前负荷预测制定调度策略；将实时发电功率预测和日前发电功率预测相比较，将实时负荷预测与日前负荷预测相比较，对调度策略进行调整；
(6)系统通过数据采集系统获取的分布式光伏发电单元的数据进行在线分析和计算，然后通过输出控制执行命令，进行有功无功调节。
5.如权利要求4所述的带有发电预测的分布式光伏监控系统的监控方法，其特征在于，系统通过人机操作界面显示逆变器电压时间曲线、功率时间曲线、直流侧输入电流实时曲线及交流侧逆变输出电流曲线。
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