光伏并网监控系统标准草案

1、ICS29.240.01K 45NB中华人民共和国能源行业标准NB/T XXXXXXXX光伏并网发电监控系统技术规范Technical specification for grid-connected PV monitor system （讨论稿）XXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施中华人民共和国国家能源局发布NB/T XXXXXXXX目次前言III1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 总则35 技术要求35.1系统构成35.2系统功能55.3信号输入/输出95.4技术指标95.5设备布置105.6使用环境与条件10附录A（资料性附录）采样模拟量13附录B（资料性附录）采样开关量14附录C（资料性附录）采样电能量15附录D（资料性附录）输出开关量16图1光伏并网发电监控系统物理结构示意图4表17前言本标准按照GB/T 1.12009给定的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国量度继电器和保护设备标准化技术委员（SAC/TC154）归口。本标准起草单位：。本标准主要起草人：。13光伏并网发电监控系统技术规范1 范围本标准规定了光伏并网

2、发电监控系统的总则、系统结构、信号输入/输出、系统功能、性能指标及使用环境要求等。本标准适用于并网型太阳能光伏发电站的计算机监控系统的设计和制造。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 123252008 电能质量 供电电压偏差GB/T 123262008 电能质量 电压波动和闪变GB/T 137292002 远动终端设备GB/T 137302002 地区电网调度自动化系统GB/T 145491993 电能质量 公用电网谐波GB/T 155432008 电能质量 三相电压不平衡GB/T 159452008 电能质量 电力系统频率偏差GB/T 19939 光伏系统并网技术要求GB/Z 19964 光伏发电站接入电力系统的技术规定GB/T 200462006 光伏(PV)系统 电网接口特性GB 50217 电力工程电缆设计规范JB/T 5777.22002 电力系统二次电路用控制及继电保护屏（柜、台）通用技术条件DL/T 634.5101 远动设

3、备及系统 第5-101部分：传输规约 基本远动任务配套标准DL/T 634.5104 远动设备及系统 第5-104部分：传输规约 采用标准传输协议集的IEC 60870-5-101网络访问DL/T 667 远动设备及系统 第5部分：传输规约 第103篇：继电保护设备信息接口配套标准DL/T 51362001 火力发电厂、变电所二次线路设计技术规程DL/T 51372001电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T 5149 220 kV500 kV变电所计算机监控系统设计技术规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1光伏阵列由若干太阳能光伏电池组件通过串并联连接，并通过一定的机械方式固定组合而形成的旨在提供相对单个组件的高电压、大功率发电要求的光伏电池组装形式。3.2太阳能光伏控制器用来保护储能电池和平衡光伏系统能量的控制装置，既可和逆变器一体化配置，也可独立配置。3.3光伏并网逆变器将直流电能转换为交流电能的电力电子装置。3.4电能质量反映系统发电或供电质量，包括电网频率、电压偏差、三相电压不平衡、电网谐波、波动和闪变等具体指标。3.5电能质量监测装置监视和记录逆变器输入交流

4、电网的电能质量，为监控主机提供质量分析结果。3.6直流接线箱将多路小电流光伏阵列直流输出汇集成一路或多路大电流直流输出的装置，其输出可再汇集到下一级接线箱或直接接入逆变器。3.7直流/交流配电柜将直流/交流开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设施组装在封闭或半封闭金属柜内，成套配置以便于管理。3.8环境监测仪对包括日照强度、气温、湿度、风速、风向等环境参数的测量仪器。3.9数据采集盒接收环境监测仪信号，并转换为数字信号通过RS232等标准通信接口提供给上级采集系统。3.10视频监控采用云台或固定摄像头、半球等视频采集设备对电站环境及其设备进行实时监控。3.11并网点光伏发电站与所接入电网的电气连接点。3.12孤岛效应电网失压时，光伏系统仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。3.13群控当光照强度较弱、调度限制入网功率的时候可通过对逆变器进行轮流群体启用控制，以延长设备使用寿命。3.14能量管理对配置有储能电池和直供负荷的发电站，通过与入网功率要求的综合管理来合理分配发电能量。3.15现场总线安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据

5、总线。4 总则4.1 本标准是对采用计算机监控系统的并网型光伏发电站的具体设计规定，规定了监控系统的主要构成、功能规范、性能指标和使用环境与条件。4.2 发电站监控系统的设计应遵循以下原则： 提高发电站安全生产水平、技术管理水平和发电质量； 提高设备使用寿命，使发电站运行方便、维护简单，提高劳动生产率和营运效率； 减少设备间的连接，节约电缆敷设； 减少发电站占地面积，降低工程造价。4.3 发电站监控系统设备选型应该做到安全可靠、经济实用和技术先进。应采用具有开放性和可扩展性、抗干扰能力强、成熟可靠的产品。4.4 发电站监控系统应能实现对发电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控等全部的远动功能，具有与上级调度中心计算机系统交换信息的能力。4.5 发电站监控系统的设计除执行本标准外，还应符合DL/T 5149、GB/T 19935和GB/Z 19964的规定。5 技术要求5.1 系统构成5.1.1 物理结构5.1.1.1 小型光伏并网发电站监控系统由现场设备层和站控层两部分组成，采用现场总线或工业以太网网络实现互联，其典型物理结构如图1。图1 小型光伏并网发电

6、监控系统物理结构示意图5.1.1.2 大型并网发电站监控系统由现场设备间隔层、网络层和站控层三部分组成，采用光纤以太网络实现互联，其典型物理结构如图2。图2 大型光伏并网发电监控系统物理结构示意图5.1.1.3 站控层由监控主机和远动通信装置构成，提供全站设备运行监控、视频监控、运行管理和与调度中心通信。5.1.1.4 网络层由现场网络交换设备、网络线路、站控层网络交换设备等构成，提供全站运行和监控设备的互联与通信。5.1.1.5 现场设备层/现场设备间隔层由发电设备、配电与计量设备、监测与控制装置、保护与自动装置等构成，提供全站发电运行和就地独立监控功能。5.1.1.6 小型发电系统站控层和现场设备宜采用现场总线如RS485或GBIP等直接连接建立总线型通信网络，各监控主机通过串行通信卡直接连接到现场总线网络。5.1.1.7 大型发电系统通过增加串行通信到以太网通信的介质转换网关、增加以太网交换机和铺设以太网网络实现现场设备层与站控层的连接，形成中间网络层。5.1.1.8 对采用串行通信到以太网通信介质转换网关构成的以太网网络系统，网关宜与其接入设备相对集中在现场设备间隔层。5.1.

7、1.9 根据光伏电站设计与当地电网调度部门要求，可增加独立的嵌入式远动通信装置或直接通过运行监控工作站实现发电站与电网调度中心的实时远动通信。5.1.2 硬件构成5.1.2.1 发电站监控系统硬件设备宜由以下三部分构成： 站控层设备：包括1台或可选2台运行监控主机、可选1台视频监控主机、可选1台或2台嵌入式远动通信装置、可选打印机、可选音箱等； 网络设备：包括网络接口卡、可选介质转换网关、可选以太网交换机、网络连线等； 现场设备层：包括逆变器、环境监测仪及其通信装置、直流/交流配电柜及电表、直流接线箱、可选电能质量监测装置、可选储能电池及其充放电控制装置、可选视频采集及其通信装置等。5.1.2.2 站控层主机配置应能满足整个系统的功能要求及性能指标要求，主机台数应与发电站的规划容量相适应。应选用性能优良、符合工业标准的产品。5.1.2.3 运行监控、视频监控工作站应满足运行人员操作时直观、便捷、安全、可靠的要求。5.1.2.4 对一定规模发电站运行监控主机宜采用双机冗余配置。5.1.2.5 对具备调度通信要求的一定规模发电站，运动通信装置宜采用双套冗余配置。远动通信容量及性能指标应能满

8、足发电厂与电网调度通信中心远动功能及规约转换要求。5.1.2.6 应设置GPS对时设备，其同步脉冲输出接口及数字接口数量应满足系统配置要求。5.1.2.7 打印机的配置性能应能满足定时制表、召唤打印的功能要求。5.1.2.8 网络媒介可采用屏蔽双绞线、同轴电缆、光缆或以上几种方式的组合，对户外长距离的通信应采用光缆。5.1.3 软件构成5.1.3.1 发电站监控系统的软件应有系统软件、支持软件和应用软件组成。5.1.3.2 软件系统的可靠性、实时性、实用性、可移植性、可扩展性、可维护性和开放性等性能指标均应满足系统本期及远景规划要求。5.1.3.3 嵌入式装置系统软件应选用成熟的实时多任务操作系统并具备完整的自诊断程序。5.1.3.4 网络通信软件应满足各节点之间信息的传输、数据共享和分布式处理等要求，通信速率应满足系统实时性要求。5.1.3.5 软件系统应配置各种必要的维护、诊断和测试等工具软件。5.1.3.6 应用软件必须满足系统功能要求，成熟、可靠，具有良好的实施响应速度和可扩充性。5.1.3.7 远动通信设备应配置远传数据库和与各级相关调度通信中心接口的通信规约，以实现与调度通

9、信中心的远程通信。对配置了双套冗余的，应能实现故障时的主备通道自动切换。5.1.3.8 远动通信设备与调度通信中心宜采用成熟的电力远动通信规约，如DL/T 634.5101、DL/T 634.5104等。站控层与现场设备层之间宜采用成熟的工业规约如Modbus，或电力继电保护与自动化装置通信规约如DL/T 667、DL/T 634.5104等。5.2 系统功能5.2.1 数据采集与处理5.2.1.1 应能实现数据采集和处理功能，其范围包括模拟量、开关量、电能量和来自智能装置的记录数据等。5.2.1.2 模拟量的采集应包括环境参数如日照强度、风速、风向、气温等，交直流电气参数如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等信号。5.2.1.3 开关量的采集应包括直流开关，交流断路器、隔离开关、接地开关的位置信号，设备投切状态，低压交直流保护装置和安全自动装置动作及报警信号等。5.2.1.4 电能量的采集应包括各种方式采集到的交直流有功电量和交流无功电量数据，并实现累加等计算功能。5.2.1.5 对实时采集的模拟量应进行包括不变、跳变、故障、可疑、超值域、不一致等有效性检查，对实时采集的开关量应进行消抖、故障、可疑、

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