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基于现场总线的大型光伏电站监控系统设计 （国网电力科学研究院清洁能源发电研究所，南京市 ） 摘要：关键词：现场总线，LonWorks，光伏电站，监控系统 引言目前，世界范围内的太阳能光伏发电产业发展迅速，近10年全球太阳能光伏产业年均增长41.3%，近5年为49.5%，而中国已经为世界上最大的太阳能光伏电池组件的生产国，约占世界产量的40%以上。2009 年3 月，财政部发布实施“太阳能屋顶计划”，支持开展光电建筑应用示范，通过20 元/Wp定额补助，推广城市光电建筑一体化利用、农村及偏远地区建筑光电利用。我国已投入运行、在建及规划中的太阳能光伏电站数量和规模在逐年大幅攀升。LonWorks现场总线的技术特点监控系统基本结构 图1. 监控系统拓扑结构 监控中心是整个监控系统的核心。监控中心通过通信系统与各现场系统进行信息交互，完成运行监测、命令下达、数据分析、状态显示、统计分析等功能，并接受调度指令，进行光伏电站的有功/无功功率控制。 光纤环网是监控系统的骨干通信网，物理介质采用100M或1000M单模光纤，通信协议为TCP/IP协议，具有速度快、实时性好、可靠性高的优点，可配置为单环网或双环网形式，监控中心和各现场系统通过工业以太网交换机接入光纤环网。 监控子网是指由各种测控终端、现场通信网络以及安保技防单元组成，并一同接入工业以太网交换机的监控子系统。大型光伏电站一般以500kW或1MW容量为一个光伏发电单元，监控子网的功能范围就是以光伏发电单元为依据来界定的。监控子网的拓扑结构如图2所示，其中光伏汇流箱的测控终端以电力线载波方式通过直流电缆通信，直流防雷配电柜内的测控终端接收载波信号，并通过双绞线将光伏汇流箱与自身的监测数据一起发送到现场总线上。 图2. 监控子网拓扑结构 通信单元负责完成数据预处理和规约转换，是信息上传下达的关键设备。监控子网的现场总线协议和其他通信协议将通过规约转换和隧道技术在TCP/IP网络上完成传送。 测控终端是监控系统中最基本的设备，负责完成末端的数据采集与命令下达，并与通信单元进行交互。根据测控对象、处理能力和通信介质的不同，测控终端也分为不同类型，以达到灵活部署、降低成本的目的。 监控系统主要功能SCADA功能 高级应用功能环境监测功能安保技防功能监控系统关键测控终端 图3. 测控终端的基本结构 5.2 通信单元监控系统软件 图4. 监控系统软件架构 结束语