输电线路风光互补可视化在线监测装置

2021-07-13何鸿佚袁锋李晋杨力苏虹铭

电子乐园·中旬刊 2021年7期

何鸿佚　袁锋　李晋　杨力　苏虹铭

摘要：风电、光电是一种清洁、环保的能源，由于其自身的能源特性，风光互补发电、光伏等设施大多建在沙漠或山地，造成了设备监测与资料收集的难度。本文对输电线路风光互补可视化在线监测装置的组成、工作原理、软件硬件设计、数据传送等方面进行了详细的阐述。

关键词：绿色能源;风光互补发电;在线监测

0.引言

离网光伏发电是一种非常常见的电力系统。主要用于偏远山区、海岛、牧区等地区供电，解决人们的照明、电器等生活需求。大多数光伏发电系统位于偏远地区，无人监管，难以定期维护和监测。利用遥测技术可以获得风能和光伏混合发电系统的原始运行数据，实现光伏发电的实时监测和控制，为输电线路的运行管理和运行管理提供重要的参考资料，为电网的改进优化和科研提供支持，可节省大量人力和维护成本。在没有人为干扰的情况下，在线监测数据是最原始、最准确、最方便的。

1.风光互补发电的应用概述

1.1输电线路风光互补可视化在线监测装置的研究意义

风光互补是一种新型的电力资源，深受人们的欢迎。在我国某些边远地区，风光互补技术的普及为当地居民带来了极大的好处。通过这些示范项目的建成，说明了电力系统运行的顺利，以及电脑的连接控制技术日趋成熟。虽然这种技术基于风力发电，将交流直流的电能转化为电能，技术上一直在创新，但对于现在的中国来说，这种技术还不够完善。本文的目的是利用计算机技术，对风光互补供电系统的工艺参数进行风速、风机电压、电流、转速、光伏电压、电流、蓄电池的充电、电流及相关环境参数的采集、记录和分析。

1.2风光互补发电的应用

传统发电在全国范围内分布较广，但在发展过程中，风光互补发电的推广并不充分，致使风光互补发电无法在全国范围内推广。风力发电系统主要分布在青藏高原和内蒙古等偏远地区，采用的是一种独立的发电方式。因此，安装风光互补发电的比例并不高。

在某些城市，风光互补发电系统仅用于城市的街灯等。尽管前期投入巨大，但是比起一般的工程要好得多。不需要挖掘公路，不需要埋设管线。因此这一体系已逐步得到了各国政府的关注，其发展空间还很大。在街灯之外，它也有很多用途。

2.输电线路风光互补发电系统组成

光伏发电系统具有较高的供电可靠性和较低的运行和维修费用，但其成本较高。风光互补发电场是一种将风能转化为电能的小型风力发电机，由控制器对蓄电池进行充电，再由逆变器提供电力。它具有高发电量、低投资、低运行和维修费用等特点，但其不足之处在于，小型风光互补发电的可靠性不高。该系统包括太阳能组件、风力发电机、光伏发电/风力发电控制器、蓄电池组、逆变器。在图1中显示了该系统的方框图。

这些部件的功能如下：

（1）将太阳能转换为电能的光伏面板。

（2）风力发电机组：包括风力机、发电机和控制组件，将风能转换为电力。

（3）控制器：它的主要功能是控制蓄电池的充放电，并对系统的输入、输出功率进行调整和分配。

（4）蓄电池组：一种由多个并联的电池组构成的储存电力的设备。

（5）变换器：把 DC转换成220 V，50 Hz的交流电流.

3.输电线路风光互补可视化在线监测装置

本文以力控监测组态 ForceControl6.1为基础，开发了输电线路风光互补可视化在线监测装置。该装置的主要功能有：工程管理器，人机界面 VIEW，实时数据库数据库，输入输出驱动，控制策略生成器，以及各类网络服务部件。该系统具有很好的人机交互界面，易于工程实施，通过“组态”，可以很方便地实现各个软件模块的控制，从而简化了整个自动化项目的集成过程，从而达到了计算机对現场设备的实时监测，降低了人力资源的消耗，使工作效率得到了极大的提升。

3.1监测设备的设计需求

（1）对通讯参数进行适当设定，并与监测系统进行通讯。

（2）对光源跟踪界面、风力电源界面、逆变器和负荷系统界面进行了设计，并对其工作状况进行了分析。

（3）通过光源追踪界面上的按键，可以对所述光源追踪的对应操作进行人工或自动控制。

（4）通过风能电源界面上的按键，能够对风能电源设备进行控制，从而能够进行对应的操作，既可以进行手动控制，也可以进行自动控制。

（5）调整逆变器与负荷系统的界面处的死区、频率、输出幅度等参数，从而使其运行状况发生变化。

（6）完成用户管理界面的设计。

4.监测系统界面设计

4.1光伏发电监测系统的开发

光伏发电监测界面通过电脑监视器实现设备的通讯状态、光伏发电电压、蓄电池的充放电电压、电流、电压、电流、电压、电流等参数的实时监测，并通过 PC实现对光伏组件的自动和人工控制。

4.2风力发电设备监测界面的设计

风力发电监测界面通过电脑监测，实现设备通讯状态、光伏发电电压电流、蓄电池充放