光伏监控

本博客目录：

1、光伏监控的介绍及其优点

2、光伏监测中涉及到的设备的介绍

3、典型的光伏电站监测系统模型

4、光伏建筑一体化及其模型

                                                                                                                     正文如下

一、光伏监测的介绍：

      光伏监测的定义：  光伏监测就是将光伏电站的逆变器、汇流箱、辐照仪、气象仪、电表等设备通过数据线连接起来，用光伏电站数据采集器进行这些设备的数据采集，并通过GPRS、以太网、WIFI等方式上传到网络服务器或本地电脑，使用户可以在互联网或本地电脑上查看相关数据，方便电站管理人员和用户对光伏电站的运行数据查看和管理。

     光伏监测的优点：光伏电站一般建设在屋顶或者偏僻的地区，现场查看不是很方便，而且发电的数量直接和经济效益挂钩，因此光伏监控有利于人们及时发现并解决问题。特别是网络远程监控，可以通过手机、邮件等方式通知管理者，第一时间发现问题，并通过远程数据来判断问题的原因。可以让人们进行集群监测和管理，无需到现场逐台设备查看状况，更有利于进行数据汇总、生成曲线、数据分析，网络监控更加便于人们进行远程管理，大量节约人力成本。

现在，国内外有一些专业企业研发出了光伏第三方远程监控系统，比较有代表性的企业有德国的Solar-Log、中国的TAOKE，这两家企业均在2010年初推出了光伏的远程监控系统和数据服务模式，用户只需购买并安装通用型光伏数据采集器即可进行电站的远程管理和维护。光伏数据采集器通过GPRS、WIFI、以太网等多种方式实现数据传输，在TAOKE推出的绿色电力网平台上，逆变器厂家也可以通过这一平台对自己品牌的逆变器进行全球管理。

二、光伏监测设备的介绍:

光伏电站电力监控系统是针对太阳能发电系统开发的软件平台，可对太阳能光伏电站里的电池阵列、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测和控制，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完全可靠和稳定运行。

1、汇流箱：又名太阳能汇流箱,太阳能光伏汇流箱,光伏阵列防雷汇流箱,太阳能发电汇流箱,光伏发电汇流箱,光伏防雷汇流箱。光伏汇流箱作用就是对光伏电池阵列的输入进行一级汇流，用于减少光电池阵列接入到逆变器的连线，优化系统结构，提高可靠性和可维护性。有汇流，防雷，监控（失效报警，数据采集，无线数据传输）等功能。汇流箱就是汇集电流的一个设备，主要是用在大中型光伏系统中，由于光伏阵列中组件串数量多，输出多，必须需要一个设备把这些输出集中起来，使之可以直接连在逆变器上。

光伏汇流箱的作用是什么，顾名思义就是起汇聚电流作用，具体来说汇流箱作用是指用户可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入光伏汇流箱，在光伏汇流箱内汇流后，通过控制器，直流配电柜，光伏逆变器，交流配电柜，配套使用从而构成完整的光伏发电系统，实现与市电并网。

上面说到光伏汇流箱的作用是什么，或许有些让人不太明白，这里不用太多理论知识通俗的说下吧，光伏电池板中输出来电路会有很多回路，这些是直流电还要接到逆变器，而中间使用光伏汇流箱，将这些许多回路汇流到一起然后统一输出，所以就有6路8路16路的说法，也就是将电池板出来的6回路8回路16回路通光伏汇流箱汇聚成一路再输出。这样做的目的是为减少光伏组件与逆变器之间连接线，方便维护，提高可靠性。

光伏并网电站主要是由光伏电池阵列，光伏汇流箱，逆变器三部分组成。

光伏汇流箱内部结构组成，内主要有监控系统、直流断路器，防雷器、防反二极管、熔断器等元件组成。理论上来说光伏汇流箱就是将若干个光伏串列接入箱内，通过光伏熔断器和光伏断路器以及防雷保护后输出至光伏直流柜，当然这其中还要涉及到监控、防雷等一些功能的实现。

监控系统部分主要起到监控每路电流、总电压、温度、开光状态，实时反馈线路的实际运行情况，还包括温度显示和温控报警系统，出现故障会报警提醒，以便用户实时根据监控情况作出相应处理，如上海华声电气生产的ECB-16/R型光伏汇流箱具备485监控/无线监控(自供电)和它们之间的各种组合，尤其是无线监控，可节省大量的线缆和管线施工。

防雷部分，雷电的危害对光伏设备的影响也很大，特别像监控这部分都是精密零部件组成，一旦受到雷电冲击将会影响计量监控不准或计量有误，而雷电更会直接导致一些元件的损坏，造成不可估量的事故发生，因此光伏汇流箱一般都要加上防雷装置。

熔断器主要起保护作用，当电流超过要求值时熔断器熔断达到保护目的，这就比较常见一个保护手段，这里就不用多介绍了。防反二极管主要是为了防止逆流的发生。

2、光伏逆变器：逆变器又称电源调整器，根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器，根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。

通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。

如上所述，逆变器有多种类型，因此在选择机种和容量时需特别注意。尤其在太阳能发电系统中，逆变器效率的高低是决定太阳电池容量和蓄电池容量大小的重要因素。

光伏逆变器一般采用霍尔电流传感器来进行电流采样，从小功率到大功率所采用的电流传感器形式不一。

逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能（并网系统用）、自动电压调整功能（并网系统用）、直流检测功能（并网系统用）、直流接地检测功能（并网系统用）。这里简单介绍自动运行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。

（1）、自动运行和停机功能

早晨日出后，太阳辐射强度逐渐增强，太阳电池的输出也随之增大，当达到逆变器工作所需的输出功率后，逆变器即自动开始运行。进入运行后，逆变器便时时刻刻监视太阳电池组件的输出，只要太阳电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率，逆变器就持续运行；直到日落停机，即使阴雨天逆变器也能运行。当太阳电池组件输出变小，逆变器输出接近0时，逆变器便形成待机状态。

（2）、最大功率跟踪控制功能

太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温度（芯片温度）而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特性，因此存在能获取最大功率的最佳工作点。太阳辐射强度是变化着的，显然最佳工作点也是在变化的。相对于这些变化，始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出，这种控制就是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪（MPPT）这一功能。

3、交直流配电柜：直流配电柜主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后进行汇流，再接至并网逆变器。该配电柜含有直流输入断路器、防反二极管、光伏防雷器。方便操作和维护。 可以检测每路电流、电压、防雷状态、开关状态，通过智能仪表大屏液晶显示电压电流功率等，通过RS485通讯接口与监控系统通信，实现直流配电柜智能化管理。

4、霍尔电流传感器：是利用霍尔效应将一次大电流变换为二次微小电压信号的传感器。实际设计的霍尔传感器往往通过运算放大器等电路，将微弱的电压信号放大为标准电压或电流信号。

三、典型的光伏监测系统:

案例一：

案例二：

案例三：

案例四：

案例五：

四、光伏建筑一体化技术及其模型：

光伏建筑一体化即BIPV（Building Integrated PV，PV即Photovolta-ic）。光伏建筑一体化（BIPV）技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。光伏建筑—体化(BIPV)不同于光伏系统附着在建筑上(BAPV：Building Attached PV)的形式。