摘要：光伏发电监控系统，汇流箱、逆变器、交直流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备进行实时监控和控制，通过各种样式的图表及数据快速掌握电站的运行情况，其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了太阳能光伏发电系统的可靠和稳定运行。
关键词：光伏发电;智能电力仪表;Acrel-2000;电力监控系统;
0概述
本项目主要是通过电力监控系统实时监测广西交投大厦屋顶光伏发电，使用安科瑞品牌汇流箱AGFT-M4、深圳科士达逆变器KSG1－100K、利城环境检测仪实时监测环境参数，并网柜使用安科瑞多功能仪表计量发电量。以上设备通过RS485通讯与后台组网。
1需求分析
为保证光伏发电系统的正常工作。需要对项目现场的汇流箱、逆变器进行电压、电流、功率等参数进行实时在线监控。通过环境监测仪实时掌握天气情况，一旦监控点被监视参数异常，能够及时越限报警，有关人员采取相应的措施，避免安全事故的发生。自动抄表功能节省了人力物力，功率趋势曲线功能能够直观的显示各回路的工作状态，便于用户了解整个光伏发电系统运行情况。
数据采集
自动采集现场所有电量仪表的模拟量数据，自动采集现场开关状态以及故障状态等开关量数据。
支持实时采集、自动周期采集（定时采集）可配置周期（1分钟～24小时）。
支持数据传输正确性检验，异常数据自动处理。
支持多线程处理机制，提高数据采集效率，能同时对多个设备进行数据采集。
数据实时显示采用光伏发电主接线图直观显示模式，各回路开关断合以及故障状态直观可见。
数据分析与处理
数据的综合统计、分析需要实现以下功能：
各汇流箱发电数据小时、日、月、年等时间段内发电量的统计、计算。
各的发电功率最大、最小、平均值计算。
统计各分站及整体的发电量。
权限管理
要求对不同用户赋予不同角色的权限，能授权到功能子菜单、具体档案记录、数据记录等。
系统要求具备合理完善的用户安全控制机制，能使应用环境中的信息资源得到有效地保护，防止信息的丢失、失窃和破坏。
为生产节能改造提供数据支撑，并能提供节能改造前后的效果评估。
2 系统方案
安科瑞Acrel-2000系统根据广西交投大厦光伏发电项目现场实际情况，整体网络结构采用屏蔽双绞线直接接至数据采集器然后通过光纤将数据上传至值班室的监控主机，保障了电力监控系统传输的稳定性与实时性。
1）站控管理层
站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在广西交投大厦光伏发电项目工程中主要指置于地下一层配电室的监控主机。
2）网络通讯层
通讯层主要是由采集器、以太网设备及总线网络组成。通讯管理机主要功能是监测现场智能仪表；以太网设备及总线网络的主要功能是实现分站与主站之间的数据交互，使发电系统管理集中化、信息化、智能化，提高了发电系统的安全性、可靠性和稳定性，达到了无人值守的目的。
3）现场设备层
现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，通讯服务器通过光纤到达该值班室监控主机进行组网，实现远程监控。
系统结构图
3 系统功能
光伏发电一次实时系统图为主监控画面，主要实时监测变电所所有回路的运行状态，红色代表合闸，绿色代表分闸。在系统图中可以直观的看到每路进线和出线的运行参数和状态，可以看到汇流箱、并网柜、逆变器等设备的所有常规电力参数，如：电压、电流、发电功率、总发电量等。如下图所：
一次系统图
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。
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如下图所示：
报警功能实时查询
参数抄表功能，主要对汇流箱各回路的电参数进线查询。支持任意时刻电参数查询，具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询广西交投大厦光伏发电各发电回路的电参数，主要包括：电流、发电功率和发电量。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。如下图所示:
电参数抄表
系统通讯结构示意图，主要显示系统的组网结构，系统采用分层分布式结构，同时监测间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常，绿色表示通讯故障。下图为变电所通讯状态示意图。
通讯结构示意图
4 结束语
在光伏发电系统中，发电系统的安全性至关重要，本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在广西交投大厦光伏发电项目的应用，可以实现对发电回路的电参量的实时监控，不仅能显示回路发电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示光伏系统的运行状态，对参数越限具有弹出报警对话框、语音提示，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究，该系统运行安全、可靠、稳定，为项目解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的企业效益。
系统架构
Acrel-3000WEB电能管理系统采用分层分布式结构进行设计，整体架构如下：
系统结构图
如系统结构图所示：运维云平台包含站控管理层（运维软件）及网络通讯层（变电所数据网关），现场安装多功能电力仪表及无线测温系统。
多功能电能表ACR220EL
ACR 电力质量分析仪包含 ACR220ELH 仪表,是本公司按 IEC 标准设计，与国际技术同步的综合电力监控。该产品具有三相交流电量测量、复费率电能计量、四象限电能计量、谐波分析、电网质量分析、遥信输入、遥控输出以及网络通讯等功能，其中 ACR220ELH/ACR330ELH 同时还具有电网波形实时跟踪显示和 SOE 事件记录功能，主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。
多功能电能表
无线测温设备
无线温度传感器适用于高低压开关柜内电缆接头、断路器触头、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流等设备的温度监测。
无线测温传感器ATE400：安装于断路器触头、母排、电缆搭接点等大电流处，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。
通讯管理机
ANet-2E8S1是安科瑞电气股份有限公司自主研发的一款通用型智能通信管理机，适用于国家公务机关、企事业单位、社区公共机构、住宅商业楼宇、酒店餐饮商场等领域，可满足水、电、气、油、冷量、热量等各种形式的用量及能源能耗分项计量数据采集的需求。
网关可设置触发式报警、触发式主动上传，具备断点续传功能。网关自带内存可存储15天左右现场数据，网络恢复后从断点继续上传数据，保证数据不丢失。
通讯管理机
ANet智能通信管理机提供丰富的规约库支持，实现不同二次设备供应商的智能设备互联。
5 系统软件模块
平台登录界面
用浏览器打开云平台链接、输入账户名和权限密码，进行登录，防止未授权人员浏览有关信息。
平台首页
展示页面
平台首页为变电所概况，包括变电所状态、地图导航和用能月报。变电所状态包括：变电所概况、运行状态、当日事件记录、环境监测等。
变压器监测
显示变压器的运行状况，变压器列表显示变压器的电压等级；变压器状态显示变压器的运行参数，即变压器的负荷、功率、电流、电压、温度以及功率曲线。
电力运行报表
电力运行报表显示各回路分时段的电力参数和电能的实时值，如下图所示：
用电分析
用电分析包括用能报表、同比分析、环比分析、电能集抄、计量及线路损耗。
用户报告
用户报告展示了选中变配电站在选定时间内的信息，主要分为变配电站概况、用电量分析（包括日耗电量分析和线路能耗排名）、变压器运行情况（涵盖了各个变压器及其对应的日负荷分析和日功率因数分析）、时间统计（包括遥测越限事件和遥信变位事件）、现场运维情况（巡检过程中的设备缺陷及其处理情况）五个模块。
