光伏电站计算机监控系统的主要功能
光伏电站计算机监控系统是光伏电站信息监视和处理的中心，是运行值班人员监视现场设备运行状况、分析判断设备运行态势的支撑手段，其功能主要包括以下几部分内容。
（一）监控功能
1.数据采集
系统通过光伏电站间隔层设备实时采集模拟量、开关量及其他相关数据。间隔层基本采集信息如下∶
（1）遥测信息。
1）太阳跟踪系统∶高度角、方位角。
2）逆变器;直流侧电压、电流、功率，交流侧电压Ua、Ub、Uc，交流侧电压Uab、Ubc、Uca，交流侧电流Ia、Ib、Ic，交流侧有功功率、无功功率、功率因数，逆变器温度，日、月、年发电量，累计发电量，光伏逆变器最大可发有功，光伏逆变器无功输出范围等。
3）并网点:并网点电压Ua、Ub、Uc，并网点电压Uab、Ubc、Uca，并网点电流Ia、Ib、Ic，并网点有功功率、无功功率、功率因数，并网点上网电量，并网点A相、B相、C相电压闪变，并网点A相、B相、C相电压偏差。并网点A相、B相、C相频率偏差，并网点 A 相、B相、C相谐波THD。
4）主升压变压器;低压侧电压Ua、Ub、Uc，低压侧电压Uab、Ubc、Uca，低压侧电流Ia、Ib、Ic，低压侧有功功率、无功功率，高压侧电压Ua、Ub、Uc，高压侧电压Uab、Ubc、Uca，高压侧电流Ia、Ib、Ic，高压侧有功功率、无功功率。
5））汇流箱;各组串直流输入电流，直流输出电流，直流母线电压。
6）升压变电站母线数据∶母线电压Ua、Ub、Uc，母线电压Uab、Ubc、Uca。
7）无功补偿设备∶线电压U如、Uk、U。，三相电流，无功功率。
（2）遥信信息。
1）光伏逆变器∶直流过电压，交流过电压，交流欠电压，初始停机，按键关机，保护动作总信号，装置故暗（异常、闭镜）.保护动作信号。
2）并网点∶断路器、隔离开关、接地开关位置状态，远方/就地切换，保护动作总信号，控制回路断线，重合闸动作，装置故障（异常、闭锁），断路器本体及操动机构故障，保护动作信号。
3）隔离升压变压器∶高压侧断路器、低压侧断路器、高压侧隔离开关、低压侧隔离开关位置状态，高压侧断路器远方/就地，低压侧断路器远方/就地切换，保护动作总信号，装置故障（异常、闭锁），保护动作信号。
4）汇流箱∶保护动作总信号，装置故障（异常、闭锁），保护动作信号。
5）汇流柜∶保护动作总信号，装置故障（异常、闭锁），保护动作信号。
（3）气象环境信息。
环境温度、湿度、风速、风向、气压，太阳总辐射、直接辐射、散射辐射等。
2.数据处理
监控系统可以实现数据合理性检查、异常数据分析、事件分类等，并支持常用的计算功能。监控系统能够灵活设定历史数据存储周期，具有不少于一年的历史数据的存储能力。监控系统具有统计计算能力，并提供方便的查询功能。
3.控制操作
控制对象包括断路器、隔离开关、接地开关、光伏逆变器、变压器分接头、无功补偿设备和其他重要设备。控制操作具有自动控制和人工控制两种控制方式，级别由高到低依次为就地、站内监控、远方调度/集控。控制操作遵守唯一性原则。
自动控制包括顺序控制和调节控制，具有有功功率/无功功率控制、变压器分接头联调控制以及操作顺序控制等功能，这些功能各自独立。互不影响。在自动控制过程中。程序遇到任何软、硬件故障均会输出报警信息，并不影响系统的正常运行。
人工控制时，监控系统具有操作监护功能，监护人员可在本机或者另外的操作员站实施监护。在监控系统中对开断设备采用选择、返校、执行三个步骤，实施分步操作。计算机监控系统能够满足站内和远方两种顺序控制的要求，各类顺序控制均要通过防误闭锁校验。
4.防误闭锁
设备操作同时满足站控层防误、间隔层防误和现场电气防误要求。任意一层出现故障，不影响其他层的正常闭锁。站内所有操作指令必须经过防误验证，并有出错告警功能。
5.告警
告警内容应包括设备状态异常、故障，测量值越限，监控系统的软硬件、通信接口及网络故障等。
光伏电站计算机监控系统具备事故告警和预告告警功能。事故告警信息包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护动作信号，预告告警信息包括设备变位、状态异常信息。模拟量或温度量越限，工况投退等。告警发生时能推出告警条文和画面，并伴以声、光等提示，可打印输出，同时提供历史告警信息检索查询功能。
6.事故顺序记录和事故追忆
光伏电站内重要设备的状态变化应列为事件顺序记录（SOE），主要包括∶
（1）断路器、隔离开关、光伏逆变器及其操控机构各种监视信号。
（2）继电保护装置、光伏逆变器、汇流箱、公共接口设备等的动作信号、故障信号。事件顺序记录的时标为事件发生时刻各装置本身的时标，分辨率应不大于2ms。
事故追忆的时间跨度和记录点的时间间隔应能方便设定，至少订记录事故前1min 至事故后 5min 的相关模拟量和事件动作信息，并能反演事故过程。
7.画面生成及显示
光伏电站计算机监控系统具有图元编辑、图形制作和显示功能，并与实时数据库相关联，可动态显示系统采集的开关量和模拟量、系统计算量和设备技术参数，光伏电站电气接线图等，画面支持多窗口、分层、漫游、画面缩放、打印输出等功能。
运行人员可通过键盘或鼠标选择和调用画面显示。画而内容应精炼、清晰。直观，以便于监视和保证动态特性。画面主要包括∶
（1）各类菜单（或索引表）显示。
（2）光伏电站电气接线图，具备顺序控制功能的间隔需显示间隔顺序控制图。
（3）光伏阵列、汇流箱、光伏逆变器、升压变压器等主要设备状态图。
（4）直流、火灾报警、UPS电源、视频监视、气象系统等公用接口设备状态图。
（5）各类棒图。
（6）各类曲线图。
（7）系统结构及通信状态图。
系统还应具有电网拓扑识别功能，实现带电设备的颜色标识。
8.计算机制表
光伏电站计算机监控系统可使用各种历史数据，生成不同格式的报表，支持对光伏电站各类历史数据进行统计计算，如日、月、年中最大或最小值及其出现的时间，电压合格率、功率预测合格率、电能量不平衡率、辐照度等。系统具有用户自定义特殊公式功能，并可按要求设定周期进行计算，报表应支持文件、打印等方式输出。
9.系统时钟对时
光伏电站计算机监控系统支持接收北斗、GPS或者基于调控机构对时系统的信号并进行对时，并以此同步站内相关设备的时钟。
10.系统自诊断和自恢复
光伏申站计算机临控系统应在线诊断各软件和硬件的运行工况，当发现是常和故暗时能及时告警并存储。
各类有冗余配置的设备发生软硬件故障应能自动切换至备用设备，切换过程不影响整个系统的正常运行。系统软硬件应具有看门狗的功能。
11.有功功率控制
光伏电站计算机监控系统应具备有功功率控制功能。系统能接收并执行电网调控机构远方发送的有功功率控制指令，调节光伏逆变器包括发出启停控制指令或分配有功功率控制指
令。同时能实时上送全站有功功率的输出范围、有功功率变化率、有功功率等信息，在有功功率控制出现异常时，提供完善的告警信息。
12.无功电压控制
光伏电站计算机监控系统应具备无功电压控制功能。系统能接收并执行电网调控机构发送的无功电压控制指令，调节光伏逆变器包括发出启停控制指令或分配无功功率或功率因数控制指令，调节手段应包括调节升压变压器变比、调节光伏逆变器无功输出和控制无功补偿装置等。同时，系统能实时上送全站无功功率的输出范围、无功功率等信息，在无功功率控制出现异常时，提供完善的告警信息。
13.功率预测
功率预测系统独立配置时，光伏电站计算机监控系统能向功率预测系统提供实时有功数据、实时气象监测数据等信息。功率预测系统能向光伏电站计算机监控系统提供短期和超短期功率预测结果、数值天气预报。
14.继电保护故障信息管理系统
独立配置的继电保护故障信息管理系统应单独组网，与计算机监控系统进行物理隔离。继电保护装置应单独提供通信接口与继电保护故障信息管理系统通信。
一体化配置的继电保护故障信息管理系统，继电保护信息子站可与计算机监控系统远动通信设备一体化。
15.辅助系统
辅助系统分为独立配置的辅助系统和一体化配置的辅助系统。辅助系统宜配置视频图像子系统、防盗报警子系统、火灾报警子系统、门禁子系统和环境量监测子系统。
（1）对于独立配置的辅助系统应具备以下功能∶
1）辅助系统应能够通过网络向监控系统提供防资报警、 火宋报警。门禁报警和环境量超限等报警信号。
2）辅助系统应能通过网络接收监控系统下达的控制命令并执行，包括摄像机云台和镜头控制、防盗撤布防、灯光控制、风机控制、开门关门等命令。
（2）对于一体化配置的辅助系统应具备以下功能;
1）应能实现图像显示、前端摄像机控制、画面切换、照片抓拍、手动和自动录像等功能。2）应能根据防盗报警、火灾报警、门禁和环境量等报警信号自动切换到指定摄像机同时进行录像，显示报警位置信息，并联动相关辅助设备。
3）应能够显示、记录防盗报警、火灾报警、门禁报警和环境量采集数据等信息。16.系统通信
光伏电站计算机监控系统站控层应采用以太网通信，对于独立配置的辅助系统宜采用网络通信，通信协议可采用DL/T634.5104《远动设备及系统 第5104部分;传输规约 采用标准传输协议子集的 IEC 60870-5-101网络访问》、103、DL/T 860 等多种通信协议;对于独立配置的功率预测系统宜采用网络通信，通信协议宜采用 DL/T 634.5104 通信协议。
站控层和间隔层应采用以太网通信，通信协议可采用DL/T634.5104、103、DL/T860 等多种通信协议。不能提供网络接口的间隔层设备，应通过规约转换器（通信管理机）和站控层通信。户外通信介质宜采用金属铠装光缆。
17.远动通信
光伏电站计算机监控系统应满足通过电力调度数据网通道与调度主站系统通信的要求，远动通信设备的接口应满足电力调度数据网接人入要求，宜采用DL/T634.5104 或采用调度自动化系统要求的通信协议。
远动通信设备应直接从间隔层获取调度所需的数据，实现远动信息的直采直送。远动通信设备应能够同时和多级调控中心进行数据通信，且能对通道状态进行监视。
（二）监测分析功能
1.应用层监视
（1）运行监测。
运行监测用于监测电站及设备的运行情况，从总体到局部依次有三个监测层次。分别是电站的整体运行监测、设备群监测、单设备监测。
1）整体运行监测。整体运行监测主要监测电站的总体运行情况，包括总体的设备运行情况、关注度高的数据、整体告警信息等。
总体的设备运行情况包括处于各种状态（运行、关机、故瞳等）中的设备数。关注度高的数据包括逆变器的部分运行状态（如当前的实时总功率）。
整体告警信息包括电站中所有的未消除的告警信息的列表，列表中展示告警的内容、告警的来源（设备原生、系统判断），以及告警的产生时间等信息;设备群（或单一设备）的运行总体状况。
电站运行监测的界面以图形、表格加文字说明的形式直观体现。
2）设备群监测。设备群监测指同时监控一群设备，群的划分方式较为灵活，可以是某个种类的设备，如将所有的逆变器划分为一个群，也可以是某个品牌的某种设备，如将所有SMA的逆变器划分为一个群。群设备监测的内容包括群设备当前的总体运行情况、关注度高的数据以及群中所有设备的告警数据。
内容的展示方式同样丰富，既有直观的图形展示，包括实物图、趋势图、饼图、直方图、仪表盘、表格、文字等。
3）单设备监测。单设备监测指监测特定的一个设备的运行情况，监测的内容包括该设备当前的状态、该设备所有的运行参数及所有的衍生参数、该设备当前所有待处理的告警等。告警通知同视频系统进行紧密结合，当告警详细信息展示界面，系统能自动定位到对应的视频设备来显示其图像信息。
（2）分析诊断。
分析诊断功能向使用者提供设备的故障分析功能，具体包括比对分析、专家分析。比对分析是指通过多个设备运行数据的比较来发现问题，比如将两台逆变器的日发电量进行对比发现，如果有一台逆变器的发电量总是比另外一台低，那么就可以认为发由量低的这一台逆变器效率低下或疑似故障，借此也可以用来判断逆变器的好坏。当然，除了以上提到的两种故障分析功能外，系统还能提供故障诊断的辅助信息，包括故障前后的各项数据及变化情况（故障录波），帮助故分析人员尽快定位问题的出处和原因，减少故隆查找和维修的周期。
（3）综合查询。
综合查询功能为使用者提供各种数据的自定义查询，可查询的信息包括系统中所有的存储数据，查询条件可以方便地选择和自定义。查询的结果既能以表格的方式属展现，也能以图形的方式直观体现，还可以用表格、图形的方式综合显示。
（4）统计报表。
统计报表功能可为管理人员提供必要的报表，根据报表的不同，自动按照报表的功能及需要，以日、月、季、年等方式提供不同粒度的报表，所有的报表均可以导出成使用者习惯的 EXCEL或者通过连接的打印机进行打印，打印出的格式、内容与看到的完全一致。
（5）设备管理。
通过设备管理，使用者可以建立电站所有设备的台账，从而实现设备台账管理的信息化。除了设备本身的信息外，使用者还可以为设备进行标识（命名或编号），以帮助使用者在各种设备展示界面中方便地定位到识别设备。
（6）系统管理。
系统管理中包括用户管理、角色管理、权限管理，能够添加、修改、删除系统用户，能够定义每个用户的角色，也能为每个用户或每种角色分配不同的使用权限。
2.服务层功能
（1）状态管理。
系统所有设备信息的采集均通过状态管理进行处理，设备状态包括设备的运行状况及各种参数。对不同的设备，有不同的状态处理过程，既有系统循环发送请求后由设备报送的，也有设备自动报送的。
状态管理除了进行状态信息的获取外，还负责设备实时状态的维持，从而为系统中的各项处理提供相应的依据。例如，给用户发送一个控制指令时，首先由状态管理判断该设备目前所处的状态，一旦设备处于不适宜控制的时候，系统将立即停止控制指令的发送，并反馈给操作者，同时记录在系统中。
（2）设备控制。
设备控制用于控制设备控制指令的下达，并进行控制处理的组织，包括与状态管理交互，了解待控制设备是否处于适宜控制状态等。
（3）警报识别。
警报识别用于识别设备的所有告警。智能设备适配器通过设备应用数据单元 （ADP）和设备规约库动态接入各种设备;通过采集数据实时分析、对告警数据和特征值进行挖掘，过滤变化不大和重复的数据，保证采集的有效性;通过变频采集机制，根据数据采集情况和告警发生情况变化采集频率，做到故障数据"录波";特定情况发生时（如收到告警信号、值超过限值、变化率过大等），通过互动式采集自动采集其他指标信号，实现采集任务的智能变化。
（三）信息采集原则及测量参数的选取
实际中，光伏发电系统应用的决定性因素是成本和效率，从这两方面切入，光伏电站计算机监控系统的主要监控参量包括系统工作环境气象参数，主要有温度、太阳辐射强度、风速及灾害性天气预测等，这些物理量都可以通过相应的传感器形成标准的 4~～20mA 或1～5V的电信号;其次是太阳能电池板工作电压和电流，这两个量可利用直流电量采集模块采集，从而达到对这两个量实时跟踪，使系统始终运行于最大输出功率。这些数据通过传感器或智能模块进行采集，采用统一应用支撑平台进行数据处理，实现计算机监控系统自动监视和控制。
1.信息采集的原则
光伏发电实时监控和信息采集系统主要采集光伏电站内所有的谣信和谣测信息.并进行相应的控制操作。电站内所有的断路器、隔离开关、接地开关、变压器、电容器、交/直流站用电及其辅助设备、保护信号和各种装置状态信号都归入计算机监控系统的监视范围，对所有的断路器、电动隔离开关、电动接地开关等实现远方控制。
采集并处理继电保护的状态信息、动作报告、故障记录波等相关信息。通测信号的采集应保持与保护装置的相对独立，站内所有的断路器、隔离开关、接地开关、变压器、电容器、交/直流站用电等一次设备的运行状态均直接由测控单元采集，凡涉及控制一次设备的位置信号应按双态采集。
继电保护信息可通过通信方式采集，电能量信息可从电能计费系统采集，站内智能设备（直流系统，UPS系统，安全稳定控制系统等）的运行状态信息通过通信方式采集。
2.控制操作方式
新路签、电动隔离开关、变压器分秘头的控制操作方式具有手动控制和自动控制两种方式，操作遵守唯一性原则。控制可分为主站端操作、站控端操作、间隔层操作、就地设备层操作。当执行某一控制操作时，其他操作均处于闭锁状态。
3.测量参数的选取和处理
在系统监测中，一般采用3个等级的标准∶普通级监测、系统级监测和专业技术级监测。普通级性能监测主要的测量参数是系统的输入输出，而不是系统的内部工作状况。这种
监测系统用来检测系统是否在运行。化电参数是否合理等。这种l临油没有提化申多的辅助功能（如故障诊断），并且不能根据设计说明书确定某一具体组件是否正在运行。
系统级监测除具有普通级别具有的功能外，还进行系统内部测量。系统级监测包括系统内部的直流系统的电压、电流的监测和交流系统的电压、电流的监测，并且可以总体上了解系统内部的能量流动。系统级监测可以在宏观上了解组件性能，并提供系统组件的故障诊断，不仅可以对系统设计进行评价，甚至可以对组件的效率进行评价。
专门技术监测级别的测量用于科研上，可以了解系统的运行情况和实时的能量流动。通过采集的数据可监测组件效率，也可确定特定组件的运行特性。可是，在高频下采集数据，由于数据聚合得很快，因此无法对系统总体运行参数进行实时分析。这个级别的监测应用在对系统参数和组件进行详细地分析上。
系统的一般性监测，采用普通级监测即可;要对系统进行全面、正确和客观的评价，系统级监测则可以满足这一要求;如果需要更为详尽的数据，则应达到专门持术监测级别。