光伏电站主要由光伏阵列、汇流箱、逆变器、低压并网柜、升压变等组成，最后产生交流并入电网或者分配到配电侧供负载使用。目前光伏电站基本都采用组串式逆变器组建分布式或者集中式电站。整个电站系统包括：现场设备层、网络层和站控层三部分组成，采用光纤以太网实现网络互联，提供电站：设备监控、视频监控和运行管理、远程管理。部分小规模分布式屋顶光伏、车棚光伏由于网络布线不方便，而采用无线传输数据的方式。

　　光伏发电系统主要监控设备，监控逆变器的工况、发电量等数据，控制逆变器的工作状态

　　相电流、相电压、线电压、有功功率、无功功率、视在功率、并网频率、功率因数

　　相电流、相电压、线电压、有功功率、无功功率、视在功率、并网频率、功率因数、谐波、三相不平衡度

　　针对本地没有任何SCADA监控系统，需要完全根据现场的光伏设备自行采集数据的现场，可以依托通讯管理机进行数据的集中采集和上传。整个采集与传输过程包括：

　　1）布线。逆变器，并网柜等这些设备需要通过485通讯线缆连接到通讯管理机的RS485端子上；

　　2）通讯调试。线缆接完后，需要配置工程到通讯管理机中，根据设备的通讯协议调试通讯管理机与设备之间的数据采集是否正常；

　　3）数据上传。数据采集完成后，配置工程并指定上传的服务器地址。根据服务器端协议，调试通讯管理机上传的数据服务器是否可以正常收到，数据是否正确。完成以上三个主要的步骤后，即完成整个数据的接入工作。其工作示意图如下：

　　认证标准：EN55011 Class A、EN6000-6-2、CE、FCC

　　内置丰富的协议，包括：IEC60870-101、IEC60870-103、IEC60870-103、modbusRTU、modbusTCP、modbusASCII、DLT/645-1997、DLT/645-2007、CDT、各省市建筑能耗协议等

　　舜通通讯管理机支持通用的上传协议，如：MQTT、HTTP、IEC60870-104、modbusTCP等，也支持舜通自行开发的协议。用户可以根据现场数据上传的要求，灵活选择上传方式。

　　使用通用协议上传，只需要根据服务端或者主站的要求，配置相应的上传数据点信息、IP地址、端口、用户名、密码等信息。配置完成后，即可实现与服务器端的数据交互。

　　舜通协议是结合多年协议开发的经验，自行定制的一套基于TCP SOCKET的数据传输协议。协议主要由以下几个特点：

　　安全的认证，设备与服务器交互的前提是设备端可以正常通过服务器端的身份识别。如果未经过服务器识别，是拒绝连接。防止因服务器连接信息的泄露造成的网络安全问题。

　　无线联网：对于现场无以太网的情况下，可以使用通讯管理机的无线传输模式，插入SIM卡即可实现自动拨号上网。另以采集设备为单位，每个设备采集50个点，上传频率按照15分钟上传一次，则一个月流量预计200M左右。使用物联网卡，可采用包年包月或者流量池模式。注意：联网信号受地理位置、基站和天气影响，信号的强度会受到一起干扰。要使用无线G信号，加装天线，并将天线放置到空旷位置。

　　：为解决光伏电站监控系统光伏阵列监测不足、故障不易定位等问题，笔者设计了集数据采集和处理的智能化光伏电站监控系统。根据企业光伏电站布局，提出了光伏电站智能监控系统方案，完成了该监控系统的硬件选型和软件开发。仿真结果表明：该监控系统具备光伏电站运行参数分析、光伏设备实时在线监控、报警功能，保障了光伏电站的可靠运行和集中管理。

　　随着世界能源产业结构的调整和人类对环境问题的重视，太阳能凭借资源丰富、布局灵活的优势，成为当今新能源发展的主流，当前越来越多的光伏电站投入运营。光伏电站的可靠运行，需要汇流箱、逆变器等设备在无故障状态下运行，对光伏设备的状态监测十分重要。目前，光伏电站主要采用人工定期检查、网络化监控的方式对设备进行监测。由于人力资源有限及传统光伏监测系统智能化不足，这两种方式都存在光伏阵列监测不足、遇到故障时无法快速定位的问题。

　　在此背景下，本文对某企业屋顶光伏电站的监测系统进行了智能化设计。该监控系统为光伏电站汇流箱、逆变器等设备配备通信模块，利用RS485总线与各通信模块相连，将运行数据传输至上位机，并利用组态软件在上位机建立监控界面，对运行数据进行分析，实现光伏电站运行状态实时动态监测，设备故障时上位机通过监控界面发出报警信号，提高了光伏电站的安全性。

　　企业厂区4个屋顶被分成A、B、C、D四个光伏发电区域，采用集中式和分布式相结合的方式发电。C区厂房面积较大且自用电较少，故对C区厂房采用集中式结构，根据工厂屋顶面积配置与之相对应的光伏面板，并以20路为一组接入直流汇流箱，汇流箱的电流输入到集中式逆变器。华体会体育A、B、D区采用分布式结构，使用组串式逆变器将直流转换为交流后直接并入电网，最后再将四个区域通过交流电缆将电流输送至并网柜。

　　为了能够在光伏设备发生故障时快速定位故障点，在硬件上选用智能型的汇流箱、逆变器；使用组态软件构建一个界面，将每个智能元器件在界面上显示出来，通过RS485总线将数据汇总到机柜串口后，通过光纤与上位机进行连接从而实现监视功能。该系统实现数据采集和状态监控的同时，可进行简单、直观的人机交互。其中，数据采集、状态监控和简单的数据分析由各种智能元器件来实现，人机交互通过组态软件实现；在组态软件中建立监控界面，将实时数据导入其中进行分析处理，两者之间的连接通过建立在C区的串口机柜实现，数据传输示意图如图1所示。

　　设备故障时报警设计方案如下：在监测系统中设有报警装置，当光伏面板发电量低于正常值便会发出报警信号。晴天时，软件系统及时响应所有的故障告警信号；阴雨天，软件屏蔽逆变器孤岛保护及回流量0A电流输入的告警，但是响应其他的告警；晚上不响应任何故障告警。根据上述设定，采用一台通过GPS校时的上位机电脑，查询当地历史平均每个月或者每10天，日出、日落的时间。超出日出、日落范围的时间认为是晚上，不响应故障告警；在该范围内的时间认为是晴天，响应所有故障告警。此外，由于软件算法很难计算阴雨、多云、低光照强度的天气，因此，该工作由值班人员完成。软件提供功能开关，值班人员可以在阴雨天气，关闭孤岛保护和0A电流输入的告警。

　　直流汇流箱需要监视各个光伏面板的输出电流，当任意一个回路发生电流故障，该模块提供报警信号。另外，汇流箱要采集保护断路器的触点信号，了解该断路器的位置，在发生跳闸后需要及时送出信号。因此，直流汇流箱选用常熟开关制造有限公司生产的CXPV-16/Z光伏直流汇流箱。

　　根据设计要求，逆变器需提供远程控制功能，并且发生故障时，能够及时输出报警信号。因此选用两种型号的逆变器，一种为CS1并网型光伏逆变器。该型号逆变器具有较多的通信接口和远程控制功能，且输入电压范围宽，使其适用于小型组串低压设备。另一种选用SUN2000-60KTL-M0组串式逆变器。这种型号的组串式逆变器基于模块化的设计，能够减少电池组件较佳工作点不匹配逆变器的情况，大幅增加发电量。

　　首先，添加组态，选用常熟开关设备制造有限公司的两种I/O组态；其次，为了能够读取数据，需要定义好数据库；其三，定义中间变量。在定义数据库变量之前，需要先确定设备类型和设备模块，数据由Modbus标准命令采集，存储在各种寄存器中，便于软件读取数据。在设备配置中根据相关要求设置设备地址、串口编号以及相关通信参数。数据库变量的作用域包括整个应用程序。定义数据库即定义地址，将变量与对应的设备连接起来。此时，在进行连接时就可以依靠事先设定好的地址，准确地找到想要的数据。

　　首先启动软件，加载完成软件基本环境后，TCP/IP进行网络连通，连接完成后初始化各个串口，根据地址向硬件设备发送数据。如果发送失败，则再连续尝试发送三次，如果仍然未能发送成功，则判断该台设备离线；如果成功，在智能设备接收数据信息后，将自身数据回馈至上位机，软件接收数据后存入实时数据库，并在人机界面读取数据。将各个串口互相连接通信并将历史数据加载读取。如果智能设备出现故障，将向系统发送故障数据，系统根据定义好的算法判断设备的故障类型，在界面上显示报警区域，在故障解除之后软件系统回到正常状态。流程图如图4所示。

　　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。

　　根据国家电网Q/GDW1480-2015《分布式电源接入电网技术规定》，8kW~400kW可380V并网，超出400kW的光伏电站视情况也可以采用多点380V并网，以当地电力部门的审批意见为准。这类分布式光伏多为工商业企业屋顶光伏，自发自用，余电上网。分布式光伏接入配电网前，应明确计量点，计量点设置除应考虑产权分界点外，还应考虑分布式电源出口与用户自用电线路处。每个计量点均应装设双向电能计量装置，其设备配置和技术要求符合DL/T448的相关规定，以及相关标准、规程要求。电能表采用智能电能表，技术性能应满足国家电网公司关于智能电能表的相关标准。用于结算和考核的分布式电源计量装置，应安装采集设备，接入用电信息采集系统，实现用电信息的远程自动采集。

　　光伏阵列接入组串式光伏逆变器，或者通过汇流箱接入逆变器，然后接入企业380V电网，实现自发自用，余电上网。在380V并网点前需要安装计量电表用于计量光伏发电量，同时在企业电网和公共电网连接处也需要安装双向计量电表，用于计量企业上网电量，数据均应上传供电部门用电信息采集系统，用于光伏发电补贴和上网电量结算。

　　部分光伏电站并网点需要监测并网点电能质量，包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等，需要安装单独的电能质量监测装置。部分光伏电站为自发自用，余电不上网模式，这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置，避免往电网输送电能，系统图如下。

　　毋庸置疑，设备监测对光伏电站的安全运行、管理具有重要意义。为了便于电站智能化、精细化管理，本文设计并开发了光伏电站智能监测系统。该系统对光伏电站的设备进行数据采集，然后利用RS485总线将数据传输至上位机；随后，利用RiyearPowerNet软件把电站的历史和实时运行数据建成数据库。基于此，该软件实现对电站的实时、在线监测。光伏设备发生故障时，监测系统通过对数据库数据分析，可以快速、准确地定位故障位置。该监测系统保障了光伏电站的可靠运行和集中管理。

　　能源危机在世界范围内愈演愈烈， 俄乌冲突后，美国加大对俄罗斯能源的制裁力度，禁止从俄罗斯进口能源，也想办法让其欧洲盟友对俄罗斯进行。导致油价高企，天然气价格也是一路飙升。各国都在发展新能源，风电、水电、核电、太阳能等各种能源都被相继开发。其中最广泛的能源就是太阳能了。在这个太阳能光伏电站的系统工程中，光伏逆变器是光伏发电和储能系统的核心部件，承担着连接光伏阵列及电网的重要职责。

　　工业物联网关BL101通过4G无线网关采集逆变器数据，通过Modbus 等协议转换后，再通过4G网络上传到华为云IoT、AWS IoT、阿里云IoT、金鸽云等云平台同时也可以接入SCADA、OPC UA、MES等上位机数据处理系统。多个平台和上位机系统可以同时上传，同时在线。远程随时查看监测光伏逆变器运行状态，一旦光伏逆变器发生任何异常，都可以辅助钡铼AO输出设备进行远程控制，关机，从而打造智慧光伏监测物联网。

　　1. 太阳能光伏电站：工业物联网关BL101可以对光伏逆变器在内的太阳能光伏电站进行监测；

　　3、 配置软件进行配置， 配置完成后，根据设备的IP和mac地址，进行数据传输。