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电工电气

电工电气

 

   (2010 No.9)

(2)对下位机逆变器控制系统的配置。由于每

台三相光伏并网装置的结构主要包括光伏电池阵

列、逆变主功率电路、滤波电感排、DSP控制板、数

据采样电路等。数据采集板将表1中需要采集的数

据送给DSP控制板，由DSP控制板完成最大功率跟踪

(M P P T)和计算出合适的P W M脉冲，控制主功率电路

的工作，通过滤波电抗器并入电网。本监控系统可

设置要用到的三相电压、三相电流、阵列电压、阵

表1  数据显示服务下的模型属性

模型属性

采集类数据

显示类数据

电站公共参数

室外环境温度

室内环境温度

光照强度

风速

当前发电功率、

发电平均功率、

日发电量、

累计发电量、

累计CO

2

减排量

单台逆变器

运行参数

(1～

n台）

光伏电池板阵列电压

光伏电池板阵列电流

交流侧三相电压

交流侧三相电流

频率

逆变器机内温度

列电流各采集点数的配置，对显示的电压电流有效

值计算点数的配置。

(3)监控系统所有逆变器的运行状态，当设备

出现故障时立即报警提示，并存储故障信息，包括

故障的时间(年月日格式)和故障原因供分析人员查

看。

故障类型包括：电网电压过高；电网电压过

低；电网频率过高；电网频率过低；直流电压过

高；逆变器过载；逆变器短路；逆变器温度过高；DSP

故障；MSP430故障；逆变器孤岛运行；通信失败。同

时在必要时采取措施，如将故障逆变器撤离电网，呼

叫修理人员修理设备、恢复通信等。

2  总体方案设计

光伏电站主要由前端采集模块、下位机、上位

机、网络远程监控以及下位机与上位机之间的通信

介质等部分组成。如图1所示，具体功能如下：

(1)前端采集模块，主要由传感器和A/D组成，传

感器根据不同原理选择，A/D也根据需要采集的参

数个数进行数量选择。

(2)下位机主要负责控制A/D采样并以从机的角

色与上位机以Modbus协议进行通信，同时能够接收

上位机手动修改后下发的配置信息对其中的参数进

行灵活配置。

(3)上位机由PC和组态软件MCGS组成，以主机

角色与下位机通信，主要负责定时读取下位机的

数据并处理、显示，能够给用户界面配置下位机参

数，同时作为从机在网络远程监控发出“需要发

送”指令时，向其以Modbus-TCP/IP转发协议发送

数据。

(4)网络远程监控也以P C和组态软件M C G S组

成，运行MCGS工程的计算机称为MCGS服务器，主要

完成接收上位机中的各项数据，其他PC通过以太网

与MCGS连接，通过标准IE浏览器就能查看数据，实

现光伏电站无人值守或生产部门、维修部门、领

导部门等在异地查看数据的要求，上位机向其发

送数据后实现各部分共享，实现远端控制中心的

电压、电流、温度

传感器组1

AD7656

组1

dsp1

电压、电流、温度

传感器组2

AD7656

组2

dsp2

电压、电流、温度

传感器组3

AD7656

组3

dsp3

电压、电流、温度

传感器组4

AD7656

组4

dsp4

…

…

…

电压、电流、温度

传感器组

n

AD7656

组

n

dspn

电光转
换模块

光纤

光电转
换模块

光纤

光电转
换模块

温度、风速等
公共传感器组

MSP430

单片机

电光转
换模块

电站现
场监控

网络远
程监控

以太网

通信

路由器

生产
部门

维修
部门

领导
部门

网管
中心

图1 光伏电站监控系统原理图

光伏电站监控系统的设计