NI在光伏电站发电状态监测和数据记录系统中的应用

2017年08月03日

　　1、状态监测和数据记录系统缘何在光伏发电站中如此重要?

　　光伏发电站通常建造在日照充足的高原地区，最低气压仅为0.5标准大气压，且温差较大(现场温度-30度至60度)，对测试设备的耐高海拔、低气压、宽温等性能提出了较高要求。

　　此外，大型光伏发电站由多个光伏型发电组件(光伏板)和汇流箱组成，汇流箱把相邻几个发电组件的直流电流汇总后输入逆变器，汇流箱之间距离较远，为30m至数百米，因此需为每个汇流箱配备一台测试设备，多台设备组成局域网，构建分布式测试系统，由中央监控室的PC上位机统一读取数据和发布指令。综合描述，光伏发电站现场测试设备需要具备以下特点：

　　● 适应高海拔、低气压、大温差、电磁辐射大的工作环境;

　　● 具备长时间7/24不间断工作无故障性能;

　　● 可基于网络组网，构建分布式测试系统，并且可根据需求灵活增减测试站点;

　　● 网络传输稳定，具备断网重连，数据缓存重发机制，确保数据的完整性;

　　2、NI平台在其中如何施展“十八般武艺”?

　　根据以上需求，北京锐科环宇科技有限公司最终选择了NI的CompactRIO(cRIO)平台，实现了长时间数据采集、TCP发送、在线存储、断网重连重传等功能。室外汇流箱各配置一套以cRIO为采集核心的监测设备，气象参数采集室以及控制柜电流电压采集各配置一套cRIO，所有的cRIO采集设备基于交换机组成局域网，传输物理介质采用超五类线和光纤连接。

　　3、深入剖析

　　● 每套cRIO采集设备中安装了电流电压传感器和变送器，把电流电压或气象信号均变换为电压信号，输入电压采集卡NI 9205中，cRIO把32路电压信号通过TCP方式传输至中央监控室的PC中显示和存储。22套cRIO信号采样率均为1S/s，监控PC基于绝对采集时钟同步，写入后台SQL数据库中。

　　● 系统软件设计包括cRIO采集软件、PC人机界面和后台SQL数据库。锐科环宇嵌入式软件架构定义了一个标准化的软件框架，以动态调用的方式并行实现了数据采集和分析、数据上传和命令响应、数据流盘、调试接口等诸多功能，适用于所有的cRIO平台。同时嵌入式软件架构定义了TCP数据包格式和指令格式，上位机只需按照预定义的数据格式解析和封装即可实现与cRIO的数据交互。