专利名称：一种基于多光伏电站的远程监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光伏发电监控技术领域，具体涉及一种基于多光伏电站的远程监控系统。
背景技术：
近些年来，以风能、太阳能为代表的新能源在全球得到迅猛发展。目前，太阳能是世界上最具前景的清洁能源之一，各国都将太阳能资源利用作为构建可持续发展战略的重要内容。光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、维护简便等优点，是近年来出现 爆发式增长趋势的太阳能利用方式。太阳能资源十分丰富，陆地太阳能资源一般属于较丰富、很丰富或最丰富，这为光伏发电的发展提供了基本条件。已建立起来的光伏发电站可将数据传到数据库服务器中，用户想要看数据时，只能到监控工作站去查看，无法远程登录，服务范围有限。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于多光伏电站的远程监控系统，不用去监控工作站，即可查询到光伏发电站汇总的数据，并通过图形和数据的形式直观的显示，实现了对已接入的各个光伏电站的监视和控制，从而为相关部门进行光伏发电的建设开发以及产业引导方面的决策提供技术支撑。本实用新型提供的一种基于多光伏电站的远程监控系统，包括服务器、工作站和光伏电站；其改进之处在于，所述系统包括WEB系统；所述WEB系统包括PC机、硬件防火墙和WEB服务器；所述PC为用户端PC机；所述光伏电站通过无线通信模块将数据传给所述服务器，所述数据服务器通过以太网分别与所述工作站和所述WEB服务器连接；所述WEB服务器与所述硬件防火墙连接，所述硬件防火墙通过互联网与所述PC机连接。其中，所述服务器包括数据服务器、SCADA服务器和前置服务器；所述前置服务器接收所述光伏电站的数据并传给所述数据服务器和SCADA服务器。其中，所述工作站包括监控工作站、维护工作站和远程工作站；所述工作站包括监控工作站、维护工作站和远程工作站；所述维护工作站或所述远程工作站将所述数据服务器中的数据处理后分别传给所述监控工作站。其中，所述WEB服务器包括双网卡，其中一个网卡通过交换机与所述数据服务器通信，另一个网卡通过所述硬件防火墙和所述互联网与所述PC机通信。其中，所述硬件防火墙的型号为Firebox750e。其中，所述光伏电站为至少一个的光伏电站，每个所述光伏电站均配置一个数据终端，并通过所述无线通信模块将数据传给所述服务器。与现有技术比，本实用新型的有益效果为[0014]本实用新型的多光伏电站远程监控系统可以对分布在全国的多个光伏发电系统的运行状况进行集中监测、显示、存储、分析，得到全国各地光伏发电系统运行状态以及各地太阳能资源分布数据，以便掌握光伏发电系统的运营管理与运行经验。从而改进和调整系统运行状态，以达到最佳和最充分地利用当地太阳能资源的目的，并且可为光伏发电系统的进一步优化设计提供可靠的科学依据。同时对把握和引导光伏发电发展趋势、对大规模光伏发电接入电网也具有重要意义，为国家和地方相关部门和企业进行光伏发电的建设开发以及产业引导方面的决策也提供一定的技术支撑。本实用新型远程监控系统实时运行数据可以通过WEB系统对外发布，用户可以根据权限浏览对应权限内的运行信息画面，可为国家和地方相关部门和企业进行光伏发电的建设开发以及产业引导方面的决策提供技术支撑。本实用新型的WEB系统图片采用可缩放矢量图形(SVG)格式，可跨平台操作，具有 交互性和动态性，可任意平滑缩放，具有超强的显示效果，而且文件较小，下载速度快，方便用户浏览访问。
图I为本实用新型提供的基于多光伏电站的远程监控系统示意图。图2为本实用新型提供的数据平台主站系统软件体系结构图。图3为本实用新型提供的WEB展示层次结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细说明。本实施例提出的一种基于多光伏电站的远程监控系统如图I所示，包括服务器、工作站和光伏电站；在此之上，系统还包括WEB系统；WEB系统包括PC机、硬件防火墙和WEB服务器；服务器包括数据服务器、SCADA服务器和前置服务器；工作站包括监控工作站、维护工作站和远程工作站；光伏电站可为大中型并网光伏电站、用户侧并网光伏电站和小型离网光伏电站等其中的任一一个或几个组合，每个光伏电站均配置一个就地监控系统和无线数据终端；光伏电站就地监控系统信息通过数据终端进行无线传输，并数据通过CDMA/无线专网/VPDN将汇总的传给前置服务器，前置服务器将接收到的所有数据通过以太网传给数据服务器和SCADA服务器进行保存，保存后，数据服务器将数据通过以太网传给维护工作站，维护工作站根据数据绘制成图像并发送给监控工作站进行监控。同时，WEB服务器通过以太网查询数据服务器中的数据，并将数据通过硬件防火墙处理后通过互联网传给用户个人电脑，实现远程发布和查询。远程工作站通过以太网对数据服务器中的数据进行远程维护。光伏电站可监视信息包括光伏电池阵列信息、蓄电池信息、汇流箱信息、交直流配电柜信息、逆变器信息、升压变信息、电能计量信息、电能质量监测信息、气象环境监测信息等。根据光伏发电系统运行情况与外界应用需要，监控系统可以对逆变器、配电开关等光伏发电系统关键设备进行远程控制。具体的，服务器和工作站构成一个数据平台主站系统，数据平台主站系统具备数据采集功能、SCADA功能，可以对光伏信息进行采集、处理、显示、存储等，并通过WEB系统对外发布。本实施例通过GPS进行时间校准。无线通信网络采用中国电信CDMA或中国移动GPRS业务，无线通讯模块通过虚拟专用拨号网VPDN与数据平台主站进行连接，将全国各地光伏发电系统的电气、环境运行数据等上送到数据平台主站。其中(一)数据平台主站系统的软件体系结构由操作系统、支撑平台、应用功能共三个层次组成，层次结构图如图2所示。其中操作系统Unix/Linux/Winodws的主流通用版本,支撑平台为各种应用功能的实现提供通用的支撑服务。支撑平台提供网络数据传输、实时数据处理、历史数据处理、图形界面、报表、系统管理、权限管理、告警、计算等通用服务功能。应用功能包括数据采集功能，SCADA功能，数据分析功能等。为了满足以上各项功能，系统 一般配置数据库服务器、前置服务器、监控工作站、维护工作站等。数据库服务器用于存放数据结构、数据定义及描述、历史告警数据、实时数据库采样数据、告警信息等；前置服务器用于数据采集及预处理；监控工作站提供友好的、丰富多彩的人机交互界面和监控手段，如显示各种画面、报表、告警信息和管理信息；维护工作站供值班人员进行系统维护用，进行各种数据库以及图形、报表等的维护。数据平台主站系统的通用服务功能如下(I)网络数据传输主要采用动态平衡双网技术，对底层网络数据传输进行封装，实现服务器和工作站各个节点之间透明的网络数据传输，同时可以监视网络流量、网络传输异常，并自动进行告警。(2)实时数据处理主要采用客户端/服务器(C/S)分布式结构以及CM数据模型，实现高效的实时数据存取和管理，为其他服务平台的和应用功能的实现提供服务。(3)历史数据处理主要的历史数据服务包括数据的存贮、数据的复制与同步、数据的检索、商用数据库告警功能。(4)图形界面服务主要的功能包括图形编辑、图元编辑、间隔编辑、图形浏览功倉泛。(5)通用报表服务具有全图形的人机界面、所见即所得的电子制表功能，能方便的生成各种表格，具有报表定义编辑、显示、存储、打印等功能。(6)系统管理服务实现对整个系统中的设备、功能及权限等进行分布化管理。(7)通用权限服务按照功能、角色、用户和属性来构建权限体系。(8)通用告警服务当事故或计算机系统故障时系统产生告警，用户可以预先定义告警事件的类别和级别以及选择告警方式。(9)通用计算服务能够完成用户各种计算功能，使数据库具有动态特性。数据平台主站系统的应用功能如下(I)数据采集功能数据平台主站通过无线通信网络采集各光伏发电系统无线通讯模块上传的数据信息，通过主站内各应用系统对这些数据进行处理、分析和归档。采集的数据包括模拟量、数字量、电度量、状态量、告警信号、动作信号以及其它非远动类数据等。考虑到全国各地的光伏发电系统建设采用的设备和通讯通道具有多样性，通讯系统和通信规约也不完全相同，适用于多光伏发电系统监控的数据平台满足多通道、多设备以及多通信规约兼容的数据接入，兼容的通信规约包括CDT、XT9702、DL 476-92、IEClOU IEC104以及各种通信规约的变种。(2) SCADA功能数据平台主站采集全国各地的光伏发电数据信息，对不同类型的数据进行处理，并提供强大的脚本及编译器功能，用于实现数据的计算、统计、检索、以及考核等。同时通过曲线、棒图和报表等画面进行人机联系，对全国各地的光伏发电系统的运行进行实时监视。此外还提供事件顺序记录功能，记录主要设备和各类故障及保护状态信息，能按照厂站方式等对事件进行检索和查询。(3)数据分析功能包括电能统计分析、电能质量检测分析以及经济性分析等高级应用功能。 (二)WEB系统包括PC机、WEB服务器、硬件防火墙及互联网。WEB服务器采用双网卡，一个网卡通过交换机连接远程监控数据平台主站以太网，另一个网卡通过硬件防火墙向PC机提供浏览图形、报表、历史曲线、各种告警操作记录等信息；用户可以根据自身权限通过浏览器/服务器(B/S)模式远程访问远程监控数据平台主站中的实时数据；硬件防火墙可确保系统网络信息安全，其型号为FirebOX750e。WEB系统以柱状图、曲线图、饼图、列表等多种形式对分布于全国各地多个光伏电站信息进行动态灵活的展示，是远程监控数据平台主站对外信息交互的窗口。针对远程监控数据平台WEB基本展示需求，定义如图3所示的四层结构，主界面、全国信息、省份信息、电站信息。在主界面上有8个标签，分别为首页、系统简介、新闻动态、信息总览、数据分析、系统结构、政策规定、联系我们。点击相应的标签可以进入相应的页面。根据用户角色的不同，可以将远程监控数据平台WEB界面访问权限划分如下管理员用户、国家级(国家能源局、财政部、科技部、国家电网公司等)用户、省级用户(省能源主管部门、财政厅等)、电站级用户、电站建设用户、专业设备厂商、专业科研机构、未授权用户，用户可以根据权限浏览对应权限内的页面。WEB系统图片采用可缩放矢量图形(SVG)格式，可跨平台操作，具有交互性和动态性，可任意平滑缩放，具有超强的显示效果，而且文件较小，下载速度快，方便用户浏览访问。本实施例对下述名词进行解释①光伏电站是利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，一般包括变压器、逆变器和光伏方阵，以及相关的辅助设施等。②SCADA (数据采集与监视控制)是以计算机为基础的生产过程控制与自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。③VPDN (虚拟专用拨号网)是与公众互联网完全隔离的虚拟专用网络，具有较高的安全性，保证了电力数据可靠传输。④无线通信模块是适用于多光伏发电系统监控的数据平台进行远程数据采集的基础，将来自发电系统的电池阵列信息、蓄电池信息、汇流箱信息、交直流配电柜信息、逆变器信息、升压变信息、电能计量信息、电能质量监测信息、气象环境监测信息等，经由无线专网接入数据平台主站，实现各项数据信息的即采即送。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新 型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种基于多光伏电站的远程监控系统，包括服务器、工作站和光伏电站；其特征在于，所述系统包括WEB系统；所述WEB系统包括PC机、硬件防火墙和WEB服务器； 所述光伏电站通过无线通信模块将数据传给所述服务器，所述数据服务器通过以太网分别与所述工作站和所述WEB服务器连接；所述WEB服务器与所述硬件防火墙连接，所述硬件防火墙通过互联网与所述PC机连接。
2.如权利要求I所述的远程监控系统，其特征在于，所述服务器包括数据服务器、SCADA服务器和前置服务器；所述前置服务器接收所述光伏电站的数据并传给所述数据服务器和SCADA服务器。
3.如权利要求I所述的远程监控系统，其特征在于，所述工作站包括监控工作站、维护工作站和远程工作站；所述维护工作站或所述远程工作站将所述数据服务器中的数据处理后分别传给所述监控工作站。
4.如权利要求I所述的远程监控系统，其特征在于，所述WEB服务器包括双网卡，其中一个网卡通过交换机与所述数据服务器通信，另一个网卡通过所述硬件防火墙和所述互联网与所述PC机通信。
5.如权利要求I所述的远程监控系统，其特征在于，所述硬件防火墙的型号为Firebox750e。
6.如权利要求I所述的远程监控系统，其特征在于，所述光伏电站为至少一个的光伏电站，每个所述光伏电站均配置一个数据终端，并通过所述无线通信模块将数据传给所述服务器。
专利摘要本实用新型公开了一种基于多光伏电站的远程监控系统，包括服务器、工作站和光伏电站；在此之上，系统包括WEB系统；WEB系统包括PC机、硬件防火墙和WEB服务器；光伏电站通过无线通信模块将数据传给服务器，数据服务器通过以太网分别与工作站和WEB服务器连接；WEB服务器与硬件防火墙连接，硬件防火墙通过互联网与PC机连接。本实用新型通过该系统可以将适用于多光伏电站远程监控数据平台采集到的各种运行信息通过因特网向国家和地方有关部门或企业相关用户发布，且可以实现对不同地区、不同规模、不同类型的光伏发电提供监视和控制功能。
文档编号H04L29/08GK202652273SQ20122030607
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者华光辉, 吴福保, 赫卫国, 周邺飞, 董大兴, 汪春, 孔爱良 申请人:中国电力科学研究院