光伏电站电力监控系统的设计与研

究

   摘要：对光伏电站电力监控系统进行设计研究，以装载 MCGS 组态软件的 PC 通信完成
电站内各项参数的采集、显示和控制，通过读取、校验、传输等多重程序保障了显示数据的准
确性，从而确保光伏电站发电系统的安全运行。

 

　　关键词：光伏电站；监控系统；设计

 

　　

 

　　随着全球气候变化和能源的短缺，太阳能资源越来越受到投资者的追捧。作为最清洁、
安全和可靠的能源，发达国家已把太阳能的开发利用作为能源革命的主要内容和长期规划
光伏产业日益成为国际上继

IT、微电子产业之后又一热门行业。2006 年，全球 250 万千瓦的

太阳能电池产量中，我国占据

37 万千瓦，超出美国，成为继日本、德国之后的世界第三大

太阳能电池生产国。太阳能光伏电站与公共电网相连接成并网光伏电站共同承担着社会的供
电任务，由太阳能电池方阵、系统控制器和并网逆变器等组成，是当前电力工业组成部分的
重要发展方向。但太阳能电站因其占地面积大等在日常运作中数据对系统的管理、设备的维
护等方面还存在着一些不便和困难。本文通过对光伏电站监控系统设计与研究的分析，实施
将多个光伏电站系统的各电力流和电压信号在一个现场监控中心显示屏内集中显示，便于
各部门进行信息共享。

 

　　

1 光伏电站监控系统建模 

　　

2 监控系统总体设计 

　　光伏电站电力监控系统以

PC 和组态 MCGS 构成。由 MCGS 服务器完成并接收上位机

中的各项数据，其他

PC 由以太网与 MCGS 连接，通过标准的 IE 浏览器即可查看数据，由

此实现光伏电站的无人值守或在异地进行数据查看，或由上位机发送数据以实现各部分共
享，进行远端控制中心的实时监控。

 

　　

2.1 硬件设计 

　　

 由于传感器精度、响应速度等对电站监控系统的影响较大，加之测量参数种类繁多，

所以要根据不同的测量参数选择不同的传感器，经调理电路送至

A/D 输入端口。 

　　

 

①设计电流传感器以测量 25A 的额定电流为标准。电压传感器适用于测量电压

10~500V、副边额定输出电流为 25mA。在实际应用过程中，测量出电压传感器电阻上的电压，
乘以转换系数，即可计算出原边上电压数值。这两种传感器模块优越的电性能具备了传统互
感器和分流器检测的所有优点，又弥补了互感器和分流器的不足之处，可同时检测交流和
直流，或瞬态锋值，成为互感器和分流器的最佳替代品。

 

　　

 

②风速传感器宜选用抗紫外线的塑质材料制作的风杯，因其重量小、惯性低和起动扭

矩小的优点，能真实反应风速信息；其高密度的截光盘更适于高精度的测量，能提高脉冲
输出的频率值。

 

　　

 

③温度传感器的设计着重于具有：体积小、内部无空气隙，热惯性小，无测量滞后；

机械性能较好、耐振且抗冲击；能弯曲和便于安装的使用寿命较长的优点。在工作过程中，
与温度变送器配套输出

4~20mA 或 1~5VDC。 

　　

 

④光照强度传感器的选择应适于室内外安装，通过现场开关选择，按其测量范围的多

个分段，含

10~2000/4000/10000Lux，输出的电压为 0~10VDC。 

　　

2.2 软件设计 

　　

2.2.1 MCGS 

　　

 MCGS 作为强大实用的工控组态软件，对现场数据进行采集处理，采用动画显示、报