CN205901441U - 新能源电站集中管控*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源电站集中管控***，包括：采集电站数据的电站子***，传输数据和控制指令的网络子***，以及，远程监视、分析和管控电站的监控中心子***；所述电站子***设置于电站现场，通过所述网络子***与所述监控中心子***通讯连接。不仅能够从总部进行远程监视和分析，更可以根据分析结果向各个电站子***发出控制指令，实现多座新能源电站的集中监控、远程管理。

Description

新能源电站集中管控***

技术领域

本实用新型涉及新能源领域，特别是涉及一种新能源电站集中管控***。

背景技术

人类进入21世纪，一场新的能源革命正在悄悄进行。根据经济社会可持续发展的需要，人们迫切呼唤建立以清洁、可再生能源为主的能源结构逐渐取代以污染严重、资源有限的化石能源为主的能源结构。

新能源电站是指以太阳能光电发电技术、太阳能热发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术、地热发电技术和潮汐能发电技术等为基础产生电力的发电站。我国政府已把新能源发电产业提到了战略高度，国家陆续出台相关政策措施，如太阳能屋顶计划等。

2015年全年我国新增清洁能源装机高达6600万千瓦，其中，并网风电新增容量3300万千瓦，创历史新高，全国并网风电容量近1.3亿千瓦；新增水电装机1608万千瓦，总装机达到3.2亿千瓦。另据中国光伏行业协会统计，2015年光伏发电新增装机容量1528万千瓦，亦创历史新高，连续三年新增装机超过1000万千瓦，累计并网容量达到4158万千瓦，同比增长67.3％，成为世界光伏第一大国。从总量上看，目前水电、风电、光伏发电总容量达到4.9亿千瓦，占比已达到32.7％。

在新能源产业发展迅速的情况下，各传统电力集团也已悄然启动新能源发展计划。与传统热力发电不同，由于太阳能、风能等新能源电站的场地依赖于自然资源的地理位置，分散在光照、风力充沛的偏远地区，大型电力公司往往下属数十座光伏或风能电站，如此密集的电场运营，从监管控制的角度考虑，需要一套行之有效的科学集中控制管理***来保障全部电站的运行维护，对区域内所有电站进行统一运行监控、调度指挥以及运营管理。

中国专利申请CN201410028828.8公开了一种光伏电站智能集中监控和管理的方法和***，方法包括如下步骤：采集和分析光伏电站气象数据；采集光伏电站逆变器、断路器、变压器的信号，同时接受远端控制信号实 现对相关模块进行控制；采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度数据；将各数据转换成合适的协议通过网络送到网络交换机，最终送到监控计算机和服务器；对各数据进行显示。然而对于多电站的大型发电公司，上述***不能实现多座电站及升压站“无人值班、少人值守”的高效管理和远程控制。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种新能源电站集中管控***，以解决区域内多座新能源电站的集中监控、远程管理的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种新能源电站集中管控***，其特征在于，包括：采集电站数据的电站子***，传输数据和控制指令的网络子***，以及，远程监视、分析和管控电站的监控中心子***；

所述电站子***设置于电站现场，通过所述网络子***与所述监控中心子***通讯连接。

具体的，所述监控中心子***包括：数据存储服务器、执行监视控制的远程集控服务器和执行数据采集和分析的运营分析服务器。

优选的，还包括：监视环境安全和设备运行的视频接入子***，所述视频接入子***通过所述网络子***与所述电站子***通讯连接。

所述网络子***包括电力专网和运营商专网。

所述监控中心子***还包括报警服务器。

所述电站子***包括风机设备监控服务器光伏设备监控服务器和/或采集服务器。

所述光伏设备监控服务器

设置于生产控制区、监测光伏设备运行状态并发送控制指令。

所述监控中心子***包括移动端访问接口。

所述网络子***与电站子***之间设置有纵向加密装置，所述网络子***与监控中心子***之间设置有纵向加密装置。

电站子***设置有生产控制区，所述生产控制区包括逆变器、汇流箱、升压站遥测装置、电能计量装置和/或环境监测仪，所述生产控制区与运管服务器之间设置有正向隔离装置。

借由上述技术方案，本实用新型提供的一种新能源电站的集中管控***，通过设置于各个电站现场的电站子***采集发电设备数据，经由网络子***传输数据和控制指令，设置于总部的监控中心子***实现远程监视、分析和管控电站的作用，这样以来，不仅能够从总部进行远程监视和分析，更可以根据分析结果向各个电站子***发出控制指令，实现多座新能源电站的集中监控、远程管理。

实现集中管控需求，采集新能源项目的电站运行数据，实时掌握新能源项目生产运营状况，实现区域新能源电站的发电运行、设备维检、安全管理、远程集中监控与集中运营管理等工作，实现信息汇集、存储与管理、交换和服务、大数据分析处理。在集控中心搭建监控中心子***，通过***建设，实现远程集中监控、科学调度和管理、远程维护、集中运营管理，实现信息集成共享，逐步实现电站及升压站“无人值班、少人值守”，以适应各光伏电站减员增效的发展需要，从而全方位保障电站在发电周期里安全运行、稳定产出、资产保值，提高新能源业务管理成效，提升新能源业务数据分析能力。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例一中新能源电站集中管控***的结构组成图；

图2示出了本实用新型实施例一中新能源电站集中管控***的运维示意图。

图3示出了本实用新型实施例二中新能源电站集中管控***的结构组成图。

具体实施方式

下面将参照附图更加详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为解决现有光伏电站设备监控不到位、自动化程度不高的问题，本实用新型一种光伏电站运行管理***，从而建立起的一套高效、稳定的信息化***，为电站的正常运行和管理提供技术保障。

实施例一

本实施例提供一种新能源电站集中管控***，如图1所示，该***包括：采集电站数据的电站子***10，传输数据和控制指令的网络子***20，以及，远程监视、分析和管控电站的监控中心子***30。

监控中心子***30与电站子***10为总分模式，每座新能源电站均有一套电站子***10，各个电站子***10的数据汇总至总部的监控中心子***30并接收其控制指令。

其中，所述电站子***10设置于新能源电站现场，通过所述网络子***20与所述监控中心子***30通讯连接，所述监控中心子***30设置于电力公司总部或区域中心。本专利中所称的新能源电站包括但不限于利用太阳能、风能、生物质能、地热、核能和潮汐能等新能源进行发电的电站。

所述监控中心子***30包括：数据存储服务器301、执行监视控制的远程集控服务器302和执行数据采集和分析的运营分析服务器303。

具体的，远程集控服务器302和运营分析服务器303中部署新能源电站远程集中监控软件和集中运营分析软件，监控区域内各光伏电站和风电场的遥信、遥测、遥控、遥调、遥视信息，对所有光伏电站及风电场进行集中控制和统一调度。同时，远程实时监测下属各光伏电站和风电场主要设备的运行情况，对光伏电站及风电场的历史运行数据和故障缺陷进行多层次、多维度综合对比分析，评估电站生产运行情况，并提供全面的生产运行报表。

所述数据存储服务器301包括历史数据服务器和实时数据服务器。

电站子***10建设在各电站现场，可实时采集各电站升压站、逆变器、汇流箱、风机、测风塔、电能计量装置及环境监测仪等设备的运行数据，并通过网络子***20上传到位于电力公司总部的监控中心子***30。

所述网络子***20包括电力专网和运营商专网。具体的，所述网络子***20为总部监控中心子***30与电站子***10之间的数据交换提供通道，其可靠性和稳定性直接影响***的核心功能使用。本实施例中的新能源电站集中管控***与各受控电站的通讯采用点对点专用通讯线路，保证数据的安全性。监控中心子***30与各受控电站的电站子***10的通道采用电力专用通道和租用运营商专线两种方式，两个通道的带宽都是2M，满足实时数据上行和控制指令下行的要求。

总部监控中心子***30网络结构采用双机双网冗余结构。网络传输协议采用TCP/IP网络协议，网络传输速率不小于1000Mbit/s，***容量满足***远景要求。***设备包括数据库服务器、磁盘阵列、操作员站、应用服务器、应用工作站、工程师站及网络交换机等。这些设备硬件上各自独立，数据库各自独立，共享站内的所有信息，这种功能划分的独立结构有利于***中某处硬件、软件异常或退出运行时不致影响其他设备的正常工作，以提高***的整体容错能力。

各电站子***10配置通信管理机101，通过IEC104标准规约对实时数据进行采集和传输，用纵向加密装置102与电站设备隔离。以光伏电站为例，电站子***10采集电站内核心设备的信息，包括汇流箱、逆变器、箱变、升压站、环境检测仪、风机、测风塔、SVG等设备的数据。

所述电站子***10包括升压站监控服务器104、风机设备监控服务器和/或光伏设备监控服务器105，以及采集服务器108。

所述光伏设备监控服务器105或风机设备监控服务器监测光伏/风机设备运行状态并发送控制指令，例如控制逆变器的开关状态。

数据采集软件部署于生产控制区的采集服务器108，将生产控制区(安全I区)的逆变器、汇流箱下组串线路、升压站遥测和电能计量表(安全Ⅱ区)、环境监测仪数据通过隔离装置103传输到管理信息区的生产服务器106，位于生产服务器106中的解析程序对传入的数据进行实时解析、入库和统计分析。

所述生产服务器106与工作站109通讯连接。

所述网络子***20与电站子***之间设置有纵向加密装置102，所述网络子***20与监控中心子***30之间设置有纵向加密装置102。

电站子***10设置有生产控制区，所述生产控制区包括逆变器、汇流箱、升压站、电能计量装置和/或环境监测仪，所述生产控制区与运管服务器106之间设置有正向隔离装置103。

网络边界处采用入侵检测和防火墙产品监视攻击行为，包括端口扫描、强力攻击、木马后门攻击、IP碎片攻击和网络蠕虫攻击等；当检测到攻击行为时，记录攻击源IP、攻击类型、攻击时间，在发生严重入侵事件时产生报警。

本实施例提供的新能源电站的集中管控***，通过设置于各个电站现场的电站子***采集发电设备数据，经由网络子***传输数据和控制指令，设置于总部的监控中心子***实现远程监视、分析和管控电站的作用，这样以来，不仅能够从总部进行远程监视和分析，更可以根据分析结果向各个电站子***发出控制指令，实现多座新能源电站的集中监控、远程管理。

图2为本实施例中集中管控***的运维示意图。如图所示，依据新能源电站的集中管控***，采用以下电站运维方法：

指标引领：指标引领是运维管理理念的核心，通过深入研究指标体系的设计模型及具体应用方法，按照“真实可靠、导向明确、量化可比，动态管理、持续改进”的原则设计制定公司光伏电站运行指标体系。通过生产运营指标的量化比较，查找与国内同行相关企业管理差距，明确改进方向，促进自身管理水平的完善，提高企业的经营效益。

及时纠偏：对标的目的就是检查是否有偏差，及时纠偏是在以指标为纲的前提下，找出电站实际运行状况与标准（企标、行标）的偏差，对于偏离正常指标的电站，深层次的分析偏差的原因在哪里，及时作出响应。

闭环管理：闭环管理主要包括两方面，第一是形成从公司到下属各电站的一套闭环的管理，即由公司光伏电站集中监控中心向电站下发运维指标或调度指令，电站对下达的指令贯彻到底并有结果反馈，同时可追溯整个过程及各个环节；第二是形成电站不断提升运维管理水平的闭环控制，即以指标找差距、以差距查管理、以管理促提升，进行持续改进。

规范高效：规范高效体现在两点：第一是设备缺陷管理的规范高效，协助运维人员快速发现和定位缺陷，登记缺陷、快速故障处理。第二是帮助电站进行规范运行记录、规范执行两票操作，高效进行报表输出等。

大数据提升：通过大数据深度挖掘运行标准，形成一个可指导可操作权威性高的电站运行标准和设备运行标准，引领电站持续改进绩效，提升管理能力，增强能源板块的效能，最终引领整个行业的健康发展。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种新能源电站集中管控***，该***包括：采集电站数据的电站子***10，传输数据和控制指令的网络子***20，以及，远程监视、分析和管控电站的监控中心子***30。

与实施例一的区别在于，还包括：监视环境安全和设备运行的视频接入子***40，所述视频接入子***40通过所述网络子***20与所述电站子***10通讯连接。

优选的，所述监控中心子***30还包括报警服务器304。***的报警包括升压站、逆变器、箱变、汇流箱、风机等设备的所有遥信变位、遥测越限、设备故障、操作记录、以及***自身故障等信息进行实时报警。当在***范围内发生需引起操作员注意的情况时，***应能自动产生一个报警，并能在相应的打印机上记录。

优选的，所述监控中心子***30包括移动端访问接口服务器305，支持各种移动办公设备终端（例如手机、平板电脑等）接入，支持安卓和IOS ***，可随时随地远程访问***的功能，远程实时监测光伏电站的生产运行情况，查看设备工作状态，对电站生产运行指标进行综合排名和统计分析，便于有效管理下属各光伏电站。

此外，监控中心子***30设置大屏显示装置，大屏幕显示装置将各个电站端的视频监控信号以及电站运行管理***的界面传输到多媒体会议室中，并通过合理的大屏幕方案，实现各种画面的大屏幕展示，模拟电视墙进行切换显示。

本实施例中，所述监控中心子***30包括：数据存储服务器301、执行监视控制的远程集控服务器302和执行数据采集和分析的运营分析服务器303。

其中，所述远程集控服务器302，远程实时监控省内各电站的遥信、遥测、遥控、遥调信息，满足电网调度部门和公司总部对下属各电站的远程控制管理，将电站管理逐步向智能数字化、集中控制模式转变，有效整合资源，减少设备重复投资，降低运行成本，实现“无人值班、少人值守”的电站管理目标。

所述运营分析服务器303实现对下属风电、光伏、风光互补电站运行数据的采集，并上传到公司总部进行集中存储和管理；实现所有光伏电站和风电场关键设备运行情况实时监测，并对异常数据进行报警提示；实现日常办公、检修管理、安全管理等日常运行管理，满足电站规范化、标准化管理模式；实现对下属能源资源、发电量、逆变器、汇流箱、电池组串的负荷、性能、损耗运行情况等数据进行多维度综合对比分析，评估电站生产运行情况，为总部管理决策提供数据支持。

所述数据存储服务器301包括历史数据服务器和实时数据服务器。

以下简述本实用新型中光伏电站运行管理***的主要功能：

1、新能源电站远程集控

（1）数据采集

数据采集可支持各种控制***的通讯协议（如MODBUS、101、102、104、CDT等），保证采集过程的稳定性，保证数据采集的实时性和完整性。

同时，***具备断点续传的功能，即光伏电站本地子站数据采集服务器108与集控中心采集服务器（运营分析服务器303）之间出现网路故障不能上传数据时，可以将数据暂时缓存在本地子站数据采集服务器108，等待网络恢复正常后，将未及时上传的数据同步上传到集控中心运营分析服务器303，且最低可缓存15天的数据。

风电场数据采集：风电场实时数据采集的现地装置主要包括风机、箱变、升压站以及各线路、SVG、母线、主变等设备信息和运行参数。

（2）远程监视

***为了满足值班人员对电站运行监视需求，设计多种监控画面展示，直观反映新能源电站整体运行概况以及单个电站运行情况。

针对具体单个电站，***能够监视该电站的装机容量、总有功、总无功、累计发电量、累计上网电量、当日发电量、当日上网电量等信息。

光伏电站远程监视：光伏电站监控主要是对电站的环境监控仪、汇流箱、逆变器、箱式变压器、汇集站线路、升压站线路、主变压器、并网点电表等关键设备的相关数据进行实时监控。

风电场远程监视：针对每个风电场，***可展现电站主接线图、升压站分画面图、风机功率棒图、箱变遥控汇总图、风机导航图、风机监视图、箱变监视图。

（3）控制与调节

***可通过下发各类控制调节指令，实现对电站相关设备远程控制与操作。

针对光伏电站和风电场，***主要提供如下远程操作控制：

（1.1）光伏电站远程控制操作：例如，升压站的线路断路器、刀闸设备的远程分合操作；逆变器的远程启机和停机操作。

（1.2）风电场远程控制操作：例如，升压站的线路断路器、刀闸设备的远程分合操作；风机的远程启机和停机操作。

（4）***闭锁

（5）事件报警

（6）统计计算与报表

2、新能源电站集中运营分析

新能源电站集中运营分析***能够接收并处理各电站的所有运行数据，以数据中心方式实现信息总集成，为公司以及各电站提供决策支持数据。主要包括地图导航、生产管理、实时监测、故障告警、智能运维引导、设备运行分析、电站运行分析、辅助决策分析、生产运行报表等主要功能模块，实现对公司下属各电站运行状态的远程监测，进行电站运行数据综合统计分析。

新能源生产运营中心的视频接入，采用最新的图像压缩编码和网络传输等技术，将各子站现场的视频图像传输到新能源生产运营中心，为运行值班人员和本地及远程网络的授权用户提供实时和历史图像的调阅和检索等功能，使其直观地掌握现场情况和设备运行状况，并远程维护诊断和消防监控***动作的确认提供支持。

大屏展示***，整个大屏幕显示***以视频综合平台作为拼接控制单元，视频综合平台支持多种视频输入、输出业务板，同时提供高速网络接口，接入本地局域网，可以接入前端网络摄像机的网络视频数据、模拟视频信号、其他业务***计算机显示信号或网络远程桌面，通过视频综合平台内部拼接控制功能，利用视频综合平台强大的数据处理能力，实现图像的拼接操作。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的装置解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的部件进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的部件组合成一个部件，以及此外可以把它们分成多个子部件。除了这样的特征中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何装置的所有部件进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。本实用新型的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以它们的组合实现。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的权利要求中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种新能源电站集中管控***，其特征在于，包括：采集电站数据的电站子***，传输数据和控制指令的网络子***，以及，远程监视、分析和管控电站的监控中心子***；

所述电站子***设置于电站现场，通过所述网络子***与所述监控中心子***通讯连接。

2.根据权利要求1所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，所述监控中心子***包括：数据存储服务器、执行监视控制的远程集控服务器和执行数据采集和分析的运营分析服务器。

3.根据权利要求1所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，还包括：监视环境安全和设备运行的视频接入子***，所述视频接入子***通过所述网络子***与所述电站子***通讯连接。

4.根据权利要求1或3所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，所述网络子***包括电力专网和运营商专网。

5.根据权利要求1或2所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，所述监控中心子***还包括报警服务器。

6.根据权利要求1所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，所述电站子***包括风机设备监控服务器、光伏设备监控服务器和/或采集服务器。

7.根据权利要求6所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，所述光伏设备监控服务器或风机设备监控服务器设置于生产控制区、监测光伏设备与风电设备运行状态并发送控制指令。

8.根据权利要求1所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，所述监控中心子***包括移动端访问接口服务器。

9.根据权利要求1所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，所述网络子***与电站子***之间设置有纵向加密装置，所述网络子***与监控中心子***之间设置有纵向加密装置。

10.根据权利要求1所述的新能源电站集中管控***，其特征在于，电站子***设置有生产控制区，所述生产控制区包括逆变器、汇 流箱、风机、升压站遥测装置、电能计量装置和/或环境监测仪，所述生产控制区与生产服务器之间设置有正向隔离装置。