分布式光伏电站主要建设在厂房屋顶、车棚之上,给电站后期运维工作带来诸多不便。采用物联网技术,对设备数据的远程采集,进行远程运维,实现无人值守, 可以提高发电效率,降低运维成本,具有很大的经济价值。
其中逆变器是光伏电站的核心部件,其作用是将光伏组件产生的直流电转换为交流电,输送给本地负载或电网,并且具备相关的保护功能。光伏逆变器的性能直接影响到整个光伏发电系统的效率和稳定性,对逆变器进行远程数据采集意义巨大。
可以采集到的逆变器内部数据主要分类:1、光伏组件的电参数:电流、电压、功率参数等;2、故障告警信息:组件、逆变器等设备故障,及发电异常等。通过故障告警和发电参数分析,可以提高发电效率,减少损失。
中国逆变器军团实力强劲。阳光电源、华为、锦浪科技、古瑞瓦特、上能电气、固德威、首航新能源、爱士惟、特变电工、昱能科技、科华数据等名列前茅,并且中国市场的前十大排名中已没有任何海外逆变器公司的身影。
这些逆变器厂商一般都会提供一个4G数据棒和平台,供用户采集和查询数据。光伏电站的运维工作往往由投资方和第三方进行管理 ,而投资方和第三方会往往管理多个电站,并且每个电站所采用的光伏逆变器的品牌不一定相同。这样在管理时,各个平台之间来回切换,给管理带来困扰。并且平台之间数据不互通,不能进行大数据整理分析,会遗漏不少有用信息。
逆变器的额定功率一般在几十千瓦左右,而一个光伏电站的发电功率往往是兆瓦级的,这样一个电站需要多个逆变器,甚至是几十上百个逆变器。如果每个逆变器都用4G数据棒采集数据的话,这个配件的采购费和每年的流量费就会比较高。如果先用485总线将这些逆变器以有线方式统一连接到一个4G网关上,再用这个4G网关采集数据和上网,这样硬件成本、流量费就直线下降。
以笔者接触到的一个2016年建设的1兆瓦分布式光伏电站为例。此电站建设在工厂屋顶,采用了华为33千瓦的逆变器,一共用了36个同类逆变器。采用485总线的优势就非常明显。
轨物科技针对逆变器的数据采集开发了物联网软硬件整体解决方案,方案已接入以上多个厂家的逆变器设备,例如华为、锦浪、古德威、古瑞瓦特、科仕达等。
实现原理
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数据采集:无线网关通过485线连接至光伏逆变器的485口,通过Modbus RTU协议,采集逆变器的数据。
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数据处理:在采集到逆变器数据后,无线网关根据事先配置好的modbus协议和采集规则,将数据进行处理,例如解析、打包等。
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数据传输:处理后的数据通过4G无线网络进行传输。
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数据接收:云平台或上位机系统通过无线网关的IP地址和MAC地址,接收传输过来的数据。
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数据解码:在接收到数据后,云平台或上位机系统根据之前定义的数据解码规则,将数据进行解码,以便于进一步分析和使用。
所需设备
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设备:带有485通信接口的4G网关、485串口线、电源、4G SIM卡、服务器。
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软件:物联网平台、业务数据管理平台、数据监测与展示系统。
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通信协议:MQTT、Modbus rtu、Modbus tcp。
实施方式
1、通过RS485线连接4G网关和逆变器;
2、配置软件可以远程命令下发给云平台,云平台通过MQTT协议将相关指令传送给网关;
3、通过MODBUS RTU协议采集逆变器数据,将数据上传到云平台;
4、平台接获数据,按具体需求对数据进行分析和展示。
轨物科技光伏逆变器的数据采集方案,通过对数据的采集和处理,可以实现对光伏逆变器的实时监控和管理,提高系统的效率和稳定性。随着技术的不断更新迭代,数据采集方案将更加智能化和高效化,为光伏发电系统的未来发展提供更好的保障。