秒级响应 + AI 预判：光伏监测系统如何破解电站管理 “痛点”？

简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801

引言

   在全球能源转型的大背景下，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，其开发利用对于缓解能源危机、减少环境污染具有重要意义。分布式光伏发电以其优势，如靠近用户端、减少输电损耗、可灵活配置等，成为了太阳能利用的重要形式。安科瑞作为能源管理和电力监控领域的专业企业，凭借其深厚的技术积累和丰富的实践经验，推出了一套完善的分布式光伏解决方案，旨在为用户提供高效、可靠、智能的光伏发电系统。

1、光伏电站管理痛点

1.1数据采集与传输层面

传感器精度不足与故障隐患

  传统传感器易受环境干扰（如高温、粉尘、湿度），导致发电量、组件温度等基础数据误差率高，影响故障诊断准确性。

传感器故障（如线路老化、接触不良）可能导致数据缺失或中断，形成监测盲区。

通信稳定性差

  偏远地区光伏电站（如山地、荒漠）面临网络覆盖弱问题，无线传输（如 4G/5G）易受天气、地形影响，导致数据延迟或丢包。

  多设备协议不统一（如 Modbus、CAN、TCP/IP）引发通信兼容性问题，需额外开发适配接口，增加集成成本。

数据孤岛与处理效率低

  不同厂商设备（逆变器、汇流箱、气象站）数据格式不统一，难以实现跨系统融合分析，形成 “数据孤岛”。

海量原始数据缺乏实时清洗与智能分析，运维人员需手动筛选，决策滞后，无法及时定位隐性故障（如组件热斑早期征兆）。

1.2系统集成与兼容性问题

老旧电站改造难度大

  早期建设的光伏电站缺乏标准化监测接口，硬件升级成本高（如更换智能汇流箱、加装通信模块），且需停机改造，影响发电收益。

  传统 SCADA 系统与新型 IoT 平台兼容性差，升级换代需原有架构，导致 “旧系统弃用、新系统难用” 的尴尬局面。

多厂商设备协同性不足

  监测系统依赖逆变器、组件、气象设备等多厂商数据，若某一环节厂商技术封闭（如不开放 API 接口），易导致整体监测功能受限。

  不同品牌设备的报警阈值、故障代码逻辑差异大，运维人员需跨平台切换，操作复杂度高。

1.3运维效率与智能化短板

故障诊断依赖人工经验

  现有系统多以 “阈值报警” 为主（如电压 / 电流越限），缺乏故障根因分析能力（如无法区分是组件老化、线路接触不良还是局部阴影导致的功率下降）。

  运维人员需现场排查，尤其在集中式电站（面积达数十平方公里）中，故障定位耗时久，可能延误维修黄金期。

预测性维护能力薄弱

  缺乏基于历史数据的寿命预测与健康管理（PHM）功能，无法提前预警设备老化（如电缆绝缘下降、逆变器电容衰减），导致计划外停机。

  对环境因素（如辐照度、温度、风速）的关联分析不足，难以动态优化电站运行策略（如调整逆变器工作点应对高温衰减）。

人机交互体验不佳

  监测界面多为专业级数据报表，缺乏可视化动态展示（如三维电站地图、组件热成像分布），非技术人员难以快速理解关键信息。

  移动端 APP 功能简陋，报警推送不精准（如误报、重复报警），导致运维人员对系统信任度下降。

2并网标准

分布式电源并网电压等级可根据各并网点装机容量进行初步选择，推荐如下：

  8kW 及以下可接入220V；

  8kW~400kW可接入380V；

  400kW~6MW可接入10kV；

  5MW~30MW以上可接入35kV。

  最终并网电压等级应根据电网条件，通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件，优先采用低电压等级接入。

典型上网模式

3什么是四可

  在光伏发电调度中，“四可功能”是指为了确保光伏电站高效、稳定接入电网并参与电力系统调度而必须具备的四种核心能力。这四项功能是电网对新能源电站（包括光伏）的基本要求，具体包括：

  1.可观：是指实现低压分布式光伏统计数据、运行状态、调节控制、异常告警的全景可视化展示。构建低压分布式光伏采集通信架构，建立采集终端、分布式电源接入单元、智能电能表、光伏专用断路器、光伏逆变器等设备运行状态监测体系，形成低压分布式光伏台区线路拓扑图。

  2.可测：是指实现低压分布式光伏用户数据分钟级采集，实现全部低压分布式光伏用户15 分钟级负荷数据全采集，重要台区光伏用户及关键数据实现1分钟级采集，实现低压分布式光伏发电负荷预测准确度进一步提升。分布式光伏发电的实时感知、运行监测和异常分析。

  3.可调：是指应用群调群控装置和分布式电源接入单元/智能物联电能表等产品方案，建立柔性调节能力，实现低压分布式光伏功率和电压柔性可调。

  4.可控：是指应用光伏专用断路器建立刚性控制能力，实现全部低压分布式光伏用户刚性可控。紧急情况下电网要有能力断开并网开关，以保障大电网的电压与频率的安全稳定。

为什么需要“四可功能”？

  应对间歇性：光伏发电依赖光照，具有波动性和不确定性，“四可”功能帮助电网消纳高比例新能源。保障电网安全：避免电压越限、频率偏差等问题。

  市场化运营：满足电力市场对可控资源的要求。

  通过“四可功能”，光伏电站从“被动接入”转变为“主动参与”，成为智能电网的重要组成部分。

4系统解决方案

分布式光伏电站电力监控系统

针对用户新能源接入后存在安全隐患、缺少有效监控、发电效率无法保证、收益计算困难、运行维护效率低等通点，提出的Acrel-1000DP分布式光伏监控系统平台，对整个用户电站全面监控，为用户实现降低能源使用成本、减轻变压器负载、余电上网，提高收益；节能减碳，符合国家政策。

子系统

1、光伏监控系统平台

2、光功率预测系统

3、光伏储能系统

4、继电保护及安全自动装置

5、电能质量在线监测装置

6、箱变测控装置

7、无线测温装置

8、电能量计量系统

9、AGC/AVC 调控系统

10、远方调度上传系统

系统结构

A、户用光伏

B、中小容量光伏电站

C、大容量分布式光伏电站

系统功能

1、综合看板

光伏电站位置显示

光伏电站数量，峰值发电功率，实时发电功率显示

统计所有光伏电站日、月、年发电量

计算标准煤节约量以及二氧化碳减排量

柱状图展示每月发电量

2、电站状态

展示光伏电站发电功率，峰值功率等基本参数

统计当前光伏电站日、月、年发电量

摄像头实时监测

接入辐照度、环境温湿度、风速等环境参数

显示当前光伏电站逆变器接入数量及其基本参数

3、逆变器状态

逆变器基本参数显示

日、月、年发电量显示

通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线

直流侧电压电流查询

交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询

4、电站发电统计

统计列表中所有光伏电站日、月、年发电量，支持柱状图和曲线图切换展示以及报表导出功能。

5、逆变器发电统计

统计当前光伏电站中所有逆变器的日、月、年发电量，支持柱状图和曲线图切换展示以及报表导出功能。

6、逆变器曲线分析

展示逆变器直流侧电压、电流曲线，交流侧功率曲线以及环境辐照度曲线、温度曲线。便于用户进行整体分析。

配套产品

4结束语

  Acrel-1000DP融合实时监测、精准控制、智能分析与安全防护，构建了从设备层到云平台的全链条管理体系。其在宜宾高新区等项目的成功应用表明，该系统不仅提升了光伏电站的运维效率与发电收益，还为电网的可靠运行与能源转型提供了技术支撑，成为分布式光伏领域智能化升级