分布式能源远程集约管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了分布式能源远程集约管理系统，该管理系统包括数据预处理服务器、数据中心系统以及远程集约管理系统，所述数据预处理服务器与光伏电站逆变器汇流箱监控系统以及配电站监控系统数据相接；并通过internet连接至数据中心系统；所述远程集约管理系统数据连接至所述数据中心系统。该系统能够保证光伏电站正常运营，可以让人们进行集群监测和管理，无需到现场逐台设备查看状况，能够第一时间发现问题，并通过远程查看数据来判断问题的原因，而且更加便于人们进行远程管理，大量节约人力成本。
【专利说明】分布式能源远程集约管理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新能源技术，具体涉及一种分布式光伏电站组实时远程集约管理系统。
【背景技术】
[0002]在石化能源日益枯竭、环境危机日益严重的今天，取之不尽用之不竭、以及清洁高效的太阳能是最引人注目、开发利用最广泛的新能源。太阳能作为一种开发潜力巨大的新能源和可再生能源受到国内外的空前重视，从能源供应安全和清洁利用的角度出发，世界各国正把太阳能的商业化开发和利用作为重要的发展趋势。2011年，全球光伏并网系统装机量增至27.7GW，全球累计光伏装机量逾67.4GW。这意味着光伏已成为仅次于水电和风能的第三大可再生能源。在最新发布的全球光伏监控系统报告中，GTM Research预计2016年，光伏监控系统市场规模将达到50GW。根据欧洲、日本等国预测，2020年光伏发电将占全球发电的1% ；2040年将占到全球发电量的21% ；2050年左右，太阳能将成为全球主力替代能源。欧盟、日本和美国把2030年以后能源供应安全的重点放在太阳能等可再生能源方面。预计到2030年太阳能发电将占世界电力供应的10%以上，2050年达到20%以上。大规模的开发和利用使太阳能在整个能源供应中占有重要地位。
[0003]光伏电站一般建设在屋顶或者偏僻的地区，现场查看不是很方便，因此要对地域上广泛分布的光伏电站设备进行监测、运行控制及维护十分困难和繁琐，需要大量的人力、物力和财力，而且发电的数量直接和经济效益挂钩。
[0004]同时现有的光伏电站在实际的运行中还存在以下问题:
[0005]1.个别屋顶光伏电站实际发电量达不到设计发电量，发电质量和过程管理需要提闻;
[0006]2.个别屋顶光伏电站逆变器厂家不是一家供货，造成单个电站中有多个监控系统并行但是互相不兼容；为电站的运维管理和调试维修造成了许多困难；
[0007]3.逆变器自带的监控系统数据传输不稳定，以及逆变器出现问题无法及时得知，甚至停机状态无法得到有效监控，没有达到维护的最低要求；
[0008]4.目前现场监测系统采集到的电池组串的运行参数无法具体判断组串的运行健康状态，积尘、组件损坏、线路损坏等问题无法远程判明，个别监控系统组串和组件不发电时甚至无人知晓；造成清理维修不及时，引发发电量降低的问题；
[0009]5.电站现场技术人员技能不足的情况下，无法有效地对电站出现的问题做出高效、有针对性的判断从而影响了维修工作的开展；
[0010]6.核心技术人员到现场值守工作时间过长，严重影响个人家庭生活和对工作的积极性。
实用新型内容
[0011]针对现有光伏电站在使用、维护、监测、管理等方面所存在的问题，本实用新型目的在于提供一种分布式能源远程集约管理系统。该系统能够保证光伏电站正常运营，可以让人们进行集群监测和管理，无需到现场逐台设备查看状况，能够第一时间发现问题，并通过远程查看数据来判断问题的原因，而且更加便于人们进行远程管理，大量节约人力成本。
[0012]为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0013]分布式能源远程集约管理系统，包括远程集约管理系统，其还包括数据预处理服务器、数据中心系统，所述数据预处理服务器与光伏电站逆变器汇流箱监控系统以及配电站监控系统数据相接；并通过internet连接至数据中心系统；所述远程集约管理系统数据连接至所述数据中心系统。
[0014]在本实用新型的优选实例中，所述数据预处理服务器与数据中心系统之间的Internet连接是通过两端的防火墙形成的VPN隧道进行互联。
[0015]进一步的，所述数据中心系统利用防火墙划分为三个网络区域:服务器区域，客户访问区域，数据中心内部工作人员区域，并由防火墙对上述三个区域进行安全隔离。
[0016]进一步的，所述数据中心系统采用三条互联网络宽带链路，第一条互联网络宽带链路和第二条互联网络宽带链路组成数据中心数据采集链路，第三条互联网络宽带链路作为外部用户访问和内部数据中心内部工作人员上网使用链路。
[0017]进一步的，所述服务器区域采用第一条互联网络宽带链路和第二条互联网络宽带链路通过两台三层交换机来构架完成，所述服务器区域的服务器分别通过第一条互联网络宽带链路和第二条互联网络宽带链路与两台三层交换机进行互联。
[0018]再进一步的，所述服务器区域中的服务器为基于SAN结构交换数据库服务器。
[0019]进一步的，所述数据中心内部工作人员区域采用第三条互联网络宽带链路通过一台二层交换机来构架完成。
[0020]进一步的，所述客户访问区域采用第三条互联网络宽带链路通过防火墙来构架完成，所述客户访问区域内的服务器通过防火墙与第三条互联网络宽带链路进行互联。
[0021]进一步的，所述远程集约管理系统为采用SOA模块化架构和兼容多类型客户端的加密服务平台。
[0022]通过本实用新型能够实现对各种布式能源进行集群监测和管理，无需到现场逐台设备查看状况，能够第一时间发现问题，并通过远程查看数据来判断问题的原因，而且更加便于人们进行远程管理，大量节约人力成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本实用新型。
[0024]图1为本实用新型的总体结构拓扑图；
[0025]图2为本实用新型中数据中心系统的网络拓扑架构图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0027]参见图1，其所示为分布式能源远程集约管理系统的拓扑图。由图可知，整个管理系统主要包括数据预处理服务器100、数据中心系统200以及远程集约管理系统300三部分。
[0028]其中，数据预处理服务器100与现有的光伏电站内400的光伏电站逆变器汇流箱监控系统以及配电站监控系统数据相接，实现数据共享。
[0029]具体实施时，该数据预处理服务器100采用相应的硬件服务器，该服务器中内置实现不同规约转化功能的动态硬件数据库，将现场各种总线，各种规约统一转化为Modbus或IEC60870-5-104标准规约；同时，该服务器通过internet将数据信息实时的远程传输至数据中心系统200，实现分布在不同区域的多电站的集约远程监控管理和运维管理。根据需要还可以通过各种图表、趋势、报表呈现电站的运行情况，确保对电站数据远程监控需求。
[0030]数据中心系统200为整个系统中所有数据集中采集和处理中心。该数据中心系统能够实现大数据的采集和处理，同时能够保证整个数据中心的运行的稳定性和安全性。
[0031]在实现时，整个数据中心系统200网络由防火墙和三层交换机架构而成。同时在数据采集互联网接入端配置了双防火墙双链路达到链路和设备的双备份，保证了提供数据采集的实时性和稳定性。
[0032]同时利用防火墙将整个数据中心通过划分为三个网络区域:服务器区域，客户访问区域，数据中心内部工作人员区域。其中，防火墙对上述三个区域进行安全隔离，保证数据中心内部数据的安全性。
[0033]同时在服务器区域采用SAN存储技术及多项热备方案来保证整个数据中心运行的稳定性和不间断性。
[0034]基于上述原理，数据中心系统200具体的组成结构如图2所示。整个数据中心系统200采用三条互联网络宽带链路201、202、203。其中第一互联网络宽带链路201和第二互联网络宽带链路202组成数据中心数据采集链路。第三互联网络宽带链路203用来满足外部用户访问和内部数据中心内部工作人员上网使用。
[0035]同时，由于数据中心系统200需要实时接收全国各地乃至全球的电站的数据上传，数据中心与电站现场中数据预处理服务器100之间的Internet连接是通过两端的防火墙通过配置VPN隧道进行互联的，这样能够确保当数据中心采集链路接入端任意一条链路或设备出现故障时不影响到数据的采集，保证了整个数据采集的实时性和稳定性。
[0036]为保证整个数据中心系统的运行的稳定性和安全性和大数据的采集和处理要求，整个数据中心利用三路防火墙204a、204b以及204c划分为三个区域:服务器区域205、客户访问区域206、数据中心内部工作人员区域207。其中防火墙204a、204b以及204c具体采用相应的硬件防火墙，进一步系统的数据安全性。
[0037]服务器区域205为整个数据中心系统的数据采集和处理核心区域，其需要一个高性能、高带宽、稳定的局域网络，该区域采用双链路千兆网络(即第一互联网络宽带链路201和第二互联网络宽带链路202)通过两台核心三层交换机208、209来构架完成。服务器区域内的服务器210分别通过两条千兆链路(即第一互联网络宽带链路201和第二互联网络宽带链路202)与两台三层交换机208、209进行互联，同时在两条千兆链路上分别设置防火墙204a、204b，通过这两个防火墙204a、204b配置相应的VPN隧道与电站现场中的数据预处理服务器100进行互联。
[0038]从而整个服务器区域205采用两条Internet链路和两个防火墙以及电站现场的防火墙配置来实现数据中心数据采集方案的热备功能。
[0039]对于服务器区域205中的服务器210由基于SAN结构交换数据库服务器系统构成，各种服务器通过千兆局域网实现网络连接。
[0040]整个服务器210按功能划分为以下几个部分:数据采集服务器、数据存储服务器、数据备份服务器、数据处理服务器、数据结果展示服务器等。
[0041]服务器区域205中的服务器210采用中高端硬件服务器作为系统主要服务器，采用中高端存储设备作为主要存储设备。
[0042]由此，服务器区域205中采用SAN存储技术及多项热备方案来保证整个数据中心运行的稳定性和不间断性，该部分的完善建立保障了数据存储和远程访问的基础。
[0043]数据中心内部工作人员区域207采用第三条互联网络宽带链路203通过一台二层交换机211来构架完成。这样数据中心内部工作人员区域207内的用户终端(如电脑)直接通过二层交换机211，再透过防火墙204c连接到第三条互联网络宽带链路203，实现连接到外网，进行上网操作。
[0044]客户访问区域206采用第三条互联网络宽带链路203通过防火墙204c来构架完成，该客户访问区域内的服务器212通过防火墙204c与第三条互联网络宽带链路203进行互联，实现人员外部的数据访问。
[0045]该客户访问区域206中的服务器212同样采用中高端硬件服务器作为系统主要服务器，采用中高端存储设备作为主要存储设备。
[0046]同时，客户访问区域与数据中心内部工作人员区域207通过防火墙204c与服务器区域205进行安全的隔离。这样内部用户工作区域的工作人员访问另外两个区域，流量经过防火墙204c，可以在防火墙204c上定义安全的访问策略实现访问控制。
[0047]远程集约管理系统300，采用SOA模块化架构和兼容多类型客户端的加密硬件服务平台，。具体的实现时，该远程集约管理系统300可采用现有的硬件服务平台，并与数据中心系统200数据相接，实现对其采集的各种数据进行集约统一管理(该集约管理由硬件服务平台形成的远程集约管理系统300中的硬件芯片来实现)。该系统可作为电力系统生产管理的重要辅助手段，集约化、高清化、智能化的系统给光伏变电站安全运行提供了可靠的保障。
[0048]由上形成的分布式能源远程集约管理系统在实施时，能够实现对大规模分布式光伏电站组实时智能化远程集约管理，通过高效传感器采集光伏电站不同设备的相关参数，如电池输出电压、电流，专业气象站提供的环境温度、温度和风速，逆变器输出电压、电流以及配电开关状态等光伏电站相关参数，实时监测光伏电站设备运行状态，当设备发生故障时，立即发出告警信号，通知维修人员及时处理，系统根据历史维护信息，诊断故障并给出合理的故障排除建议。
[0049]本系统可针对光伏电站设备安装在户外或者屋顶等无人值守这一点，采用视频监控技术检测设备附近的场景，一旦出现不明确移动目降至最低，同时，可通过无线网络访问光伏电站监控单元，以保证远程监控中心对光伏电站组工作状态的了解及远程控制，即具有遥测、遥控、遥信、遥调功能。
[0050]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.分布式能源远程集约管理系统，包括远程集约管理系统，数据预处理服务器、数据中心系统，所述数据预处理服务器与光伏电站逆变器汇流箱监控系统以及配电站监控系统数据相接；并通过internet连接至数据中心系统；所述远程集约管理系统数据连接至所述数据中心系统，其特征在于，所述数据中心系统由防火墙和三层交换机架构而成，同时在数据采集互联网接入端配置了双防火墙双链路达到链路和设备的双备份。
2.根据权利要求1所述的分布式能源远程集约管理系统，其特征在于，所述数据预处理服务器与数据中心系统之间的Internet连接是通过两端的防火墙形成的VPN隧道进行互联。
3.根据权利要求1所述的分布式能源远程集约管理系统，其特征在于，所述数据中心系统利用防火墙划分为三个网络区域:服务器区域，客户访问区域，数据中心内部工作人员区域，并由防火墙对上述三个区域进行安全隔离。
4.根据权利要求3所述的分布式能源远程集约管理系统，其特征在于，所述数据中心系统采用三条互联网络宽带链路，第一条互联网络宽带链路和第二条互联网络宽带链路组成数据中心数据采集链路，第三条互联网络宽带链路作为外部用户访问和内部数据中心内部工作人员上网使用链路。
5.根据权利要求4所述的分布式能源远程集约管理系统，其特征在于，所述服务器区域采用第一条互联网络宽带链路和第二条互联网络宽带链路通过两台三层交换机来构架完成，所述服务器区域的服务器分别通过第一条互联网络宽带链路和第二条互联网络宽带链路与两台三层交换机进行互联。
6.根据权利要求3或5中任一项所述的分布式能源远程集约管理系统，其特征在于，所述服务器区域中的服务器为基于SAN结构交换数据库服务器。
7.根据权利要求4所述的分布式能源远程集约管理系统，其特征在于，所述数据中心内部工作人员区域采用第三条互联网络宽带链路通过一台二层交换机来构架完成。
8.根据权利要求4所述的分布式能源远程集约管理系统，其特征在于，所述客户访问区域采用第三条互联网络宽带链路通过防火墙来构架完成，所述客户访问区域内的服务器通过防火墙与第三条互联网络宽带链路进行互联。
【文档编号】H04L12/46GK203968150SQ201420060337
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2014年2月10日
【发明者】徐天, 许常娜 申请人:天地晖保（北京）科技有限公司