光伏高速发展趋势与管理平台的应用

安科瑞虞佳豪

6月14日，全国智能光伏产业发展交流会在云南省昆明市召开。工业和信息化部电子信息司副司长杨旭东在会上指出，下一步要形成有效市场和有为政府合力，利用中央及地方相关渠道，推动智能光伏资源集约化整合协同。

去年以来，以电动汽车、光伏产品、锂电池为代表的高技术、高附加值、引领绿色转型的产品成为我国出口新增长点。外贸“新三样”增速领跑、比重提升，折射出中国经济高质量发展新趋势。

为推动我国智能光伏产业发展，在《智能光伏产业创新发展行动计划（2021-2025年）》指导下，工业和信息化部与住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局五部门积极推进开展了一系列工作并取得了良好成效。

一是统筹利用相关资源，支持智能光伏技术创新，开展智能光伏组件回收相关平台建设，全面提升我国光伏产业发展质量和效率。

二是组织开展三批智能光伏试点示范活动，共遴选80家企业、93个项目入选试点示范名单，推动智能光伏创新升级和行业应用。

三是联合有关部门在智能制造、绿色公路建设、绿色建筑标准、光伏扶贫电站建设等领域支持示范企业、项目发展，进一步树立智能光伏发展大旗。

四是组织召开智能光伏产业发展交流会，形成案例汇编，总结推广智能光伏产业发展的成效和经验，扩大社会影响力。

五是会同教育部等部门印发实施《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，推动智能光伏与新型储能产品、重点终端应用、关键信息技术融合创新。

太阳能属于可再生能源的一种，具有储量大、可再生、就地可取等特点，因此成为目前人类所知可利用的较佳能源选择。随着全球可待续发展战略的实施，该技术得到了许多国家政府的大力支待，在全球范围内广泛使用。随着光伏发电行业逐步迈入了“平价上网”时代，未来我国的光伏行业具有巨大的发展空间，2019年我国光伏新增装机容量将达到43GW,累计装机容量达到216GW。

随着规模性的光伏电站的陆续建设和投入运行，光伏电站的建设质量问题、安全问题大量出现，设计缺陷、设备质盘缺陷施工不规范等问题都给光伏电站的质量和后期运维带来了严峻的挑战。这些问题单靠人力进行现场管理，不光是一种人力资源的浪费，而且无法及时发现和预防各种电站故障。为达到保证光伏发电系统质量、安全、经济运行的目的，建设一套集实时监控、集中管理、智能预警分析、灾害防范为一体的光伏电站智能化远程运营信息管理系统，来保证电站建立规范的管理机制，特别是保证电站质量管理和运维管理，显得尤为重要。

目前，市场上相关的光伏监控类产品比较杂，但是基于“互联网＋＂的光伏大数据平台应用不多，整个行业方向尚处于探索阶段。业内比较有名的监控平台厂家主要是针对单个电站进行智能化管理，只是简单地运用了相关的信息技术，尚未将大数据技术融合到光伏系统中去。同时，这类企业在光伏行业的涉及面不广，在光伏的整个产业链方面具有一定的局限性。

智能光伏电站是全数字化电站，可实现”可信、可视、可管可控”。智能光伏电站采用创新组网方案，打破现有设计束缚，从简化建设、系统性能匹配、简化维护等角度重新对组件、线缆逆变器、升压变、监控与数据采集单元等系统部件进行组合优化。智能光伏电站具有主动电网自适应技术，利用智能逆变器的高速处理能力、高采样和控制频率、控制算法等优势主动适应电网的变化，实现更好的多机并联控制、更佳的并网谐波质量，更好地满足电网接入要求，提高在恶劣电网环境下的适应能力。

建设光伏电站监控平台主要解决的问题及目的：

(1)提高对生产现场的实时监控能力。

(2)实现对光伏电站的质量监控。

(3)实现对发电生产的信息化、自动化管理。

(4)为提高管理与决策水平提供信息支撑。

(5)建设光伏电站监控设备的统一管理平台。

(6)整合各类监测数据，实现对不同人员的差异化服务。

结合”互联网＋光伏电站”的思想，利用互联网技术，通过将光伏电站数字化、建立本地智能运维管理系统和远程协同运维管理系统，将现场光伏电站中各类设备的数据实时传输到集团数据中心并存储，然后对数据进行统计和分析，并大屏的方式实时展示，以充分满足用户对光伏电站的高发电量、低初始投资、低运维成本、高可靠性和安全性等需求为目的。在25年生命周期内，实现高收益、可运营、可管理、可演进。使管理人员快速、准确地了解光伏电站的发电效率和发电量，使运维人员对光伏电站中出现的设备故障做出及时的响应，对可能出现的质量问题做出预防，从而提高光伏电站的发电效率和运行质量。

系统架构设计

光伏监控平台从设备端、数据服务、应用服务3方面进行设计。设备端支持光伏电站中常用的设备如逆变器、汇流箱、环境监测仪、电表等，通过工业网关或通信管理机将不同厂家、不同型号及类型的设备进行统一数据管理，然后再通过不同的协议将数据上传到数据服务端。数据服务端通过数据接入模块、实时计算模块、规则映射模块将数据进行处理、统计、分析、分类存储。应用服务将数据实时展示给决策管理人员及电站运维人员。

安科瑞分布式光伏运维云平台介绍

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台通过监测光伏站点的逆变器设备，气象设备以及摄像头设备、帮助用户管理分散在各地的光伏站点。主要功能包括：站点监测，逆变器监测，发电统计，逆变器一次图，操作日志，告警信息，环境监测，设备档案，运维管理，角色管理。用户可通过WEB端以及APP端访问平台，及时掌握光伏发电效率和发电收益。

应用场所

目前我国的两种分布式应用场景分别是：广大农村屋顶的户用光伏和工商业企业屋顶光伏，这两类分布式光伏电站今年都发展迅速。

系统结构

在光伏变电站安装逆变器、以及多功能电力计量仪表，通过网关将采集的数据上传至服务器，并将数据进行集中存储管理。用户可以通过PC访问平台，及时获取分布式光伏电站的运行情况以及各逆变器运行状况。平台整体结构如图所示。

系统功能

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台软件采用B/S架构，任何具备权限的用户都可以通过WEB浏览器根据权限范围监视分布在区域内各建筑的光伏电站的运行状态（如电站地理分布、电站信息、逆变器状态、发电功率曲线、是否并网、当前发电量、总发电量等信息）。

1）光伏发电

（1）综合看板

●显示所有光伏电站的数量，装机容量，实时发电功率。

●累计日、月、年发电量及发电收益。

●累计社会效益。

●柱状图展示月发电量

（2）电站状态

●电站状态展示当前光伏电站发电功率，补贴电价，峰值功率等基本参数。

●统计当前光伏电站的日、月、年发电量及发电收益。

●摄像头实时监测现场环境，并且接入辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●显示当前光伏电站逆变器接入数量及基本参数。

（3）逆变器状态

●逆变器基本参数显示。

●日、月、年发电量及发电收益显示。

●通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线。

●直流侧电压电流查询。

●交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询。

（4）电站发电统计

●展示所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

（5）逆变器发电统计

●展示所选逆变器的时、日、月、年发电量统计报表

（6）配电图

●实时展示逆变器交、直流侧的数据。

●展示当前逆变器接入组件数量。

●展示当前辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●展示逆变器型号及厂商。

（7）逆变器曲线分析

●展示交、直流侧电压、功率、辐照度、温度曲线。

2）事件记录

●操作日志：用户登录情况查询。

●短信日志：查询短信推送时间、内容、发送结果、回复等。

●平台运行日志：查看仪表、网关离线状况。

●报警信息：将报警分进行分级处理，记录报警内容，发生时间以及确认状态。

3）运行环境

●视频监控：通过安装在现场的视频摄像头，可以实时监视光伏站运行情况。对于有硬件条件的摄像头，还支持录像回放以及云台控制功能。