关键词：太阳能光伏电站；防护管理；检测
根据《青海省格尔木光伏发电总体规划》，格尔木市将在东出口、南出口、格尔木河西、小灶火和乌图美仁地区建设5个光伏产业园区，293.2平方千米面积用地规划，规划总容量7258MW的安装。其中，格尔木市东出口光伏园区规划面积120平方千米，计划机组能力3360MW；格尔木市南出口光伏园区规划面积2.2平方千米、计划机组能力62MW；格尔木河西光伏园区规划面积70平方千米，规划装机容量1960MW；格尔木小灶火园区规划面积18平方千米，容量504MW；格尔木乌图美仁园区规划占地面积49平方千米，规划装机容量1372MW。
1目前格尔木太阳能光伏电站的防雷防静电检测现状
柴达木盆地太阳能辐射资源综合开发条件居全国首位，是我国大陆建设大型荒漠太阳能并网电站的理想场所。近年来，格尔木光伏产业发展迅速，太阳能光伏电站规模和应用范围不断扩大，格尔木市气象部门积极开展防雷与接地装置安全检测等工作，成为保障光伏电站可靠安全运行的一个重要技术支撑。
格尔木新能源光伏企业有32家，已经建成或正在建设的大型并网光伏电站发电站有63个，大多数光伏电站已并网发电并投入运行当中。格尔木光伏电站的防雷防静电检测开始于2013年，截至目前为止，申报检测26个光伏电站，受检企业装机容量累计为750MW，检测率为41%，还有37个光伏电站没有申报防雷检测，存在极大的防雷安全隐患。光伏电站易遭受雷击的部位有两处：太阳能电池板和机房。通过查阅竣工资料及现场勘查、检测，发现有的光伏电站其防雷工程设计较简单，接地电阻检测数据偏大，控制机房、逆变室等屋面接闪带制作安装及材料规格不符合规范要求，变压器机组防直击雷接闪杆高度不够，达不到有效保护范围之内。有的升压站、控制机房等屋面没有接闪带等防雷设施。有些汇流箱无保护接地。光伏电池方阵金属支架虽然牢靠焊接，但是光伏发电系统直流侧线路正负极均悬空、不接地，而且还有很多光伏方阵只有单边支架接地，有的控制机房没有设置雷电波侵入的防雷措施。有些光伏方阵设置的监控摄像头无接闪杆保护，有些机房内的防静电地板、控制柜等无等电位连接、无保护接地装置。在工作中，专业技术人员重点对光伏电站防雷汇流箱、太阳能电池组、综合电控楼、逆变器室、升压站等设施的接地电阻值进行了实地测量，并出具详细的雷电防护装置安全检测报告。对检测不合格的光伏企业出具了项目整改意见书。
2将格尔木太阳能光伏电站纳入防雷安全管理的几点思考
（1）加强管理，做好防雷安全科普知识宣传。通过法制宣传月，科普宣传活动，通过微博、微信、手机客户端、电视天气预报栏目等新媒体多种方式，加大对防雷科普知识的宣传活动。
加强管理，做好雷电安全知识普及工作。通过法制宣传月、科普宣传活动，通过微博、微信新媒体等多种增加防雷科普知识的宣传方式加大对防雷知识的宣传。
（2）积极主动与光伏企业进行交流、沟通与合作，让企业充分了解雷电防护工作的重要性，光伏电站防雷检测的必要性，让他们了解到雷击灾害可能带给企业的人员生命安全和财产损失，让他们做到防雷必须要有“预防为主，安全第一，防治结合”防护意识，让企业主动参与到防雷减灾的实际工作中来，积极申报对光伏方阵、汇流箱、逆变器室、升压站等变电设备的防雷检测工作。
（3）监督检查，通过防雷安全执法检查，深入光伏企业，进行监督检查，要求企业进一步提高防雷意识，切实加强防雷规范措施，确保防雷安全各项制度、措施落实到位，积极主动申报防雷年度检测，杜绝出现雷击事故发生，进一步增强光伏企业的气象灾害防御意识和责任意识，营造更加“安全生产，安全发展”的良好氛围和环境。
（4）加强行政执法，防雷减灾、雷电防护的规定实施。确保所有的法律、法规，完善行政执法制度防雷减灾组织，建立防雷业务知识、相关法律法规和执法团队意识的执法程序。进一步加强防雷减灾的社会管理，加强防雷的行政执法，《条例》的实施，仔细检查实际操作防雷减灾组织对有关法律、法规、部门规章和规范性文件和标准的执行，加强监督，动态监管，积极监督，及时调查违法违规行为，保护合法权益和正常的工作秩序。
（5）凡从事防雷装置检测的单位，必须在防雷资质等级许可的范围内开展各项检测活动。
（6）从事防雷装置检测单位必须严格按照国家有关防雷技术标准和法规，执行测试活动，应当出具检验报告后测试，并对提供的测试报告的真实性负责，科学、完整，确保服务质量。
（7）加强业务学习，进一步提高防雷检测专业人员的业务素质，积极转变思路，在防雷减灾体制改革的过程中积极适应新常态，积极进取，努力创新，加强预警，切实做好当前的防雷减灾工作。
防雷减灾工作是长期的利国利民的系统工程，防雷和减灾业务关系到社会和经济的发展，一个伟大的责任，一个艰巨的任务。我们将始终坚持科学发展观，从发展的角度，创新的精神，务实的工作作风，抓住机遇，积极探索，努力创建一个新形势下的防雷减灾工作局面。
参考文献
[1]高军武，陶崇勃.国内外太阳能光伏产业市场状况与发展趋势[J].电气技术，2009（08）.
[2]严陆光.构建荒漠地区大规模综合能源基地的设想[J].科技导报，2008（08）.
【关键词】光伏电场电子信息工程技术
一、光伏电场中电子信息工程技术的应用意义
随着我国社会的可持续性快速发展，能源等各种资源的选择开始倾向于朝循环有效利用方向发展。作为安全有效的主要能源之一，光能的利用一直备受重视，并成为了当下我国科研技术工作者的重要关注点。
以计算机应用为核心，围绕计算机电子网络搭建成集信息采集与管理应用于一体的工程体系即为电子信息工程技术。光能利用的实现依赖于光伏电场，电子信息工程技术的应用又是光伏电场中的技术支持，因此如何将电子信息技术应用于光伏电力生产的智能化应用控制中，将对我国能源发展发挥着举足轻重的作用。
二、光伏电场中电子信息工程技术的应用原理
电子信息工程技术在光伏电场中主要负责数据测量、数据采集、数据分析这三个方面的工作[1]。传感器来完成光伏电场中所涉及到的数据测量，其精确和准确程度将直接决定光优电场的控制系统的发挥。PCI数据采集卡来完成光伏电场中所涉及到的数据采集，具体方式是通过收集传感器传来的数据，经过一系列的模拟和处理，并准确校正数据的误差，为光伏电场的分析打下铺垫。
总而言之，做好数据的分析、比较工作才能充分了解光伏电场的作业完成的情况。在分析工具上，科研工作者们探索出了一系列数据分析和比较的算法，每种算法都有它用于监测和使用的测重点。对这些数据的充分分析可以帮助光伏电场在运转中以系统智能的方式对下一个操作做出正确的判断和决策。了解光伏电场的运作情况的前提是能够掌握光伏电场周期性的作业数据，并参照以往的数据标准做出正确的判断，来帮助完成光伏电场的作业工作。
在光伏电场中成功应用电子信息工程技术可以帮助实现作业数据统计和处理的功能，从而满足光伏电场作业中的监控和安全使用的要求。
三、光伏电场中电子信息工程技术的应用方法
3.1电子信息工程技术在数据测量中的应用
传感器完成了光伏电场的数据测量工作，其精准程度直接对后续程序产生影响。利用电子信息工程技术进行数据测量时应该严格控制好数据测量的各种误差产生的影响，如周期性误差和量化性误差等。
3.2电子信息工程技术在数据采集中的应用
数据采集卡将对数据进行进一步的转换和分析处理，使数据可被计算机系统识别。通过将输入的信号转化为输出信号的一系列过程，将数据信息进行实时传送和转换，工作人员将有用的信息用于进一步的光伏电场的作业和监测工作中。
3.3电子信息工程技术在数据分析中的应用
电子信息工程技术可以成功的应用于光伏电场的生产中，具体操作上需要应用数据监测技术来获取信息并及时分析处理。迄今为止，最新的技术成果是可以成功在光伏电场中的数据分析上应用电子信息工程技术，根据标准的数据处理模型和框架，准确观察光伏电场应用中存在的现场及出现的问题，如是否存在孤岛现象等。
3.4电子信息工程技术在数据统计中的应用
工作人员通过长期对观测到的数据进行测量与收集，及时处理与分析，可以有效需要优化光伏电场中的决策系统设置。这种优化过程的精确程度直接依赖于电子信息工程技术的发展程度。在多年的探索与实践中发现，电子信息工程技术应用的有效性与否直接依赖于能否准确的提出有效的数据采集方法。
在这方面的工作研究中发现，要想有效的分析现有的数据，并提出行之有效的最优的决策方法，与之前的每一步基础工作密切相关。以孤岛监测的算法优化为例，其有效的信息工程技术的应用对光伏电场中的日常作业有着积极的影响。
四、结语
综上所述，在光伏电场中应用电子信息工程技术不仅能够测量、采集上获得有效技术支持，分析、统计相关的数据信息也对光能的利用发挥着至关重要的作用与指导意义。换言之，光伏电场的应用直接依赖于电子信息技术的发展。只有积极发展电子信息工程技术与光伏电场技术的配套支持，才能够有效的运转光伏电场的作业工作。
参考文献
[1]罗秋实.电子信息工程的现代化技术探讨[J].电子技术与软件工程.2014（05）：11-12.
[2]符永贵.浅析电子信息工程的现代化技术[J].东方企业文化.2013（16）：131-133.
[3]魏安琪.电子信息工程的现代化技术分析[J].科技资讯.2013（06）：20.
关键词：太阳能；光伏发电；并网
一、引言
我国太阳能资源的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年总辐射量，西部地区高于东部地区。我国幅员辽阔，太阳能资源分布也十分不均匀，根据不同地区的日照条件设计太阳能发电系统时也会有不同的系统设计方案，所以我国在安装太阳能发电装置时，地理位置处于太阳能资源第三类及以上地区时太阳能发电装置能发挥更高的系统发电效率。
二、建设目标
随着能源危机以及各个国家对新能源的开发利用，太阳能应运而生，其中光伏发电得到广泛发展。主要是：
①利用日光发电，提供高质量的清洁能源；
②有效调峰，缓解当地供电部门在供电高峰期时压力；
③全自动智能化运行，无须专人值守；
④完善的保护功能及报警功能，保护负载、电网及电站自身的安全运行；
⑤配备环境气象监测系统，实时掌握电站建设地点的气象资料；
⑥强大的在线监控网，实现对电站的现场/远程实时监控，及数据分析；
三、系统总体设计依据及原则
1、相关国际国家标准：
(1)IEC61215晶体硅光伏组件设计鉴定和定型；
(2)SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护―导则》等。
2、设计原则：
(1)《光伏系统并网技术要求》（GB/T19939--2005）、《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（试行）》确定电站建设及供电方案的设计原则；a.光伏系统的设计应对环境条件、系统性能进行综合评价。b.系统设计应有冗余量，具有保护功能以满足系统可靠工作的要求配置提高系统运行可靠性。c.系统设计应考虑建站地点的地理条件。d.应进行系统设计的综合优化。
(2)一般性原则：①安全可靠性，②先进实用性，③扩充性和灵活性，④示范性；
(3)设计时将保证做到以下几个方面：①保证电能质量，②能量输出最大化，③美观性。
四、系统组成及方案设计
太阳能系统由太阳能电池组件、防雷汇流箱、并网逆变器、配电保护系统、系统监控装置组成。我们将分以下几个部分来考虑系统的设计：（1）并网光伏电站总体方案部分；（2）太阳能组件部分；（3）太阳能并网逆变器部分;(4)交直流配电部分;(5)系统保护设计部分;(6)太阳能光伏电站在线监控、显示系统部分;(7)辅助系统部分（汇流箱及支架部分）。
系统分为上述的七个部分来设计，各个部分完全采用模块化冗余设计，扩容简便，施工、调试、运营管理、监控、维护都极为方便，能够大大节省建设方的初始投资和后期运营费用。
以系统保护及并网光伏电站监控系统为例进行设计。
1、系统保护。保护功能主要包括以下几个主要部分：孤岛效应保护、防雷与接地保护、系统其他常规保护。
（1）孤岛效应保护。Xi系列并网逆变器采用了两种“孤岛效应”的检测方法，即被动式与主动式检测方法。
（2）防雷与接地保护。将外部防雷措施和内部防雷措施（接闪功能、分流影响、均衡电位、屏敝作用、合理布线、加装过电压保护器等多项重要因素）作为整体来统一考虑防雷措施。主要考虑的是：直击雷防护；感应雷防护；防止雷电反击。
1)直击雷防护：防直击雷的基本措施是安装避雷针。根据GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》的规定：建筑物属于三类防雷建筑物时，我们可以采取把所有屋顶电池组件、方阵支架与原有建筑物防雷系统中的防雷网（避雷带）有效相连，以达到防雷的目的。具体措施为：a.接闪b.均压c．屏蔽d．接地。
2）感应雷防护：感应雷由静电感应产生，也可由电磁感应产生，光伏发电系统的防感应雷工作重点是防止感应雷由外界线路侵入室内设备。SJ/T11127中有关规定，主要采取以下措施：a．合理选择机房的位置及机房内设备的合理布局可有效的减少雷害。b．在供电系统设备的每回路接口处安装电涌保护器SPD，并对出入机房缆线采取屏蔽、接地，实现等电位连接等措施，可有效减少雷击过电压对系统设备的侵害。c．配电机房采用联合接地可有效的解决地电位升高的影响，合格的地网是有效防雷的关键。
（3）系统其他常规保护。对于常规的过压、欠压、过流、短路等保护功能也均进行了充分的考虑。完善的保护功能将保证太阳能发电系统安全、稳定的运行。过/欠电压保护：当光伏系统与电网接口处电压超出规定的电压范围时（三相±7%，单相+7%，-10%），过／欠电压保护在0.2～2s内动作,将光伏系统与电网断开；过/欠频率保护：当光伏系统与电网接口处频率超出规定的频率范围时（±0.5HZ），过／欠频率保护在0.2～2s内动作，将光伏系统与电网断开；短路保护：光伏系统对电网设置了短路保护，当电网短路时，逆变器的过电流在大于额定电流的150%时，光伏系统将在0.1s以内与电网断开。
2、太阳能光伏电站在线监控系统部分
并网光伏发电项目必须配置现场数据采集系统和远程通讯系统，实行集中、实时监控，方便电站的运营管理。数据采集系统安装在屋顶，系统由数据采集器、温度采集器、湿度采集器和辐照度采集器构成，系统配有专业的数据处理设备和软件，数据可以直接在数据采集控制器阅读查询、也可以通过监控计算机、大屏幕、远程计算机阅读和查询。采集系统单相供电。系统原理图如图1.1所示：
图1.1太阳能光伏电站在线监控系统原理图
监控装置主要数据采集器、辐照传感器盒，通过RS485通讯方式，配置监控软件，获取并网逆变器的运行数据和工作参数，也可以通过以太网远程通讯方式，在异地实时查看整个电源系统的实时运行数据、环境数据以及历史数据和故障数据等。
五、总结
人类要现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。
参考文献：
1、电力电子设备应用手册
一、实施理实一体的项目化教学的必要性与优势
国家对于高职教育的定位和任务是服务社会主义现代化建设，培养数以亿计的高素质劳动者和数以千万计的高技能专门人才。强调职业院校的学生要具有突出的实践能力。教育部关于职业教育的文件要求：要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点，带动专业调整与建设，引导课程设置、教学内容和教学方法改革，则强调教学内容要结合企业实际[1]。归根结底是即要有实践能力，又必须结合社会实际。
光伏发电是我国在能源领域大力发展的可再生能源之一，也是最近几年装机容量增长最快的发电方式，具有广阔的发展前景，特别是我国目前正在大力推进智能电网建设，为以光伏发电为代表的分布式能源发展提供了良好的机遇。光伏产业的飞速发展需要大量光伏技术型人才。这促使了高职院校对光伏发电技术人才培养的积极性。由于太阳能光伏技术属于跨多学科的新兴学科，它涉及气象、光学、半导体、电力、电子、计算机和机械等多学科技术，课程理论性强、内容较为抽象。而且光伏发电要求从业的技术人员不但要掌握扎实的理论知识，还要有较强的动手能力，才能合理的设计使用和充分发挥光伏设备的作用。而理实一体化教学重视市场对人才技能的要求，突出学生的动手能力，项目化课程突出学习内容的实用性，因此开展光伏发电设计安装与维护教学一体化与项目化改革具有较强的现实意义与长远意义。
二、光伏发电实施项目化教学的课程实施方案设计
以培养学生综合职业能力为目标，将企业典型工作任务转化为多块即独立成体又紧密联系的项目化教材是课程改革的核心。具体的方法和要求是以典型设计任务为载体，以学生为中心，根据典型工作任务和工作过程设计课程体系和内容，按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动，最终实现理论教学与实践教学融通合一、能力培养与工作岗位对接合一[2]。
根据目前我国大力发展分布式光伏发电系统的实际需求，把能够独立完成光伏发电系统设计安装与维护的技术人才作为培养目标，将光伏发电系统设计与安装分为下述七个项目进行教学和实践，这七个项目紧密联接，共同完成一个光伏发电系统的设计与安装工程。
1.光伏组件的选型
光伏组件的选型包括组件的尺寸、型号、额定功率、开路电压、短路电流、转换效率等技术参数的选择，要想会选型就必须了解组件的基本知识，这些知识包括光伏发电原理，组件的结构组成等。在这一部分的学习中有理论有实践，实践学习包括一系列的实验和实训，这些实训均在光伏发电试验箱上完成，有太阳电池发电原理实训，太阳电池能量转换实训，太阳电池组件效率测试实训及环境对光伏转换影响实训等；在掌握了组件的基本知识以后学生便能够顺利地完成组件的选型及串并联个数的设计。
2.系统最佳倾角的设计
光伏系统发电量的多少跟组件的倾角有直接的关系，而且不同的系统有不同的最佳倾角，如有的系统要求全年的发电量最大，而有的系统要求一年四季发电量尽量均衡，这两个系统就会有不同的最佳倾角，另外要掌握系统的最佳倾角计算还要掌握方位角，太阳角，时角等概念，在这部分的学习中会有光照强度对发电量的影响实训和倾角对发电量的影响实训。
3.光伏汇流箱、控制器和逆变器的选型
光伏汇流箱是将串联起来的多路组件汇流成一路，进一步提高系统的电流和输出功率；汇流箱具有过流保护，接地保护，电压电流显示等功能；逆变器是光伏发电系统的核心设备，在光伏发电系统的成本里也占有一定的比重，它是将光伏组件发出的直流电变为交流电输出，逆变器有多种类型，有离网型和并网型，有单相逆变器和三相逆变器等；正确的选型必须建立在对设备参数性能等详细的了解基础上；这部分内容通过让学生对设备进行拆装等实训加强学生的理解和掌握；还有光伏控制器控制实训，光伏逆变器原理实训，光伏逆变器输出电能质量分析等。
4.电缆和支架的选型与安装
光伏组件之间串并联使用专用电缆，其截面积大小应满足电缆长期允许载流量以及回路允许电压降，由公式可计算不同组件间以及组件至汇流箱的距离所需电缆的规格；光伏方阵支架需考虑承重，通风，抗震，防雨雪等要求。一般采用角钢制成的三角型支架，其底座是水泥混凝土基础，组件前后间距离需根据组件倾角进行计算确定。
5.防雷接地系统设计
因光伏组件置于屋顶之上，有可能遭受直击雷或感应雷电波的侵入，同时，逆变器直流输入以及交流输出等处应附带有避雷器，以防止雷电波的侵入。主要对各种感应雷进行有效应对。
6.测量监控系统设计
太阳能光伏发电监控测量系统一般用于大、中型光伏系统中，可根据光伏系统的重要性等因素考虑选用。监控测量系统一般可对系统进行实时监视记录和控制，系统故障记录与报警，以及各种参数的设置。还可通过网络进行远程监控和数据传输，显示当前发电功率，日发电量累计，月发电量累计，总发电量累计等数据。
7.安装与调试
安装与调试是工程实施的重要内容，这部分内容除理论教学外，另安排学生进行实际的光伏系统安装与调试。通过接线、调试、运行掌握安装与调试的理论和实践知识。
在对课程项目化分解以后，再将每个项目具体化为专业知识讲解，动手能力训练两个有较强可操作性的模块，这样就能保证每个项目教学工作的顺利实施，也能保证课堂的教学质量，光伏发电课程能力标准分解列表见附表一。
三、光伏发电项目化教学的实施
有了以实际工程为基础的项目化教程，采用什么样的教学方法同样非常重要，以学生为中心组织教学，让学生边学边做，在学中做，在做中学，注重学生专业能力，方法能力和社会能力的培养是光伏发电课程教学方法改革的目标[3]。光伏发电课程教学实行理时一体的强化训练方式，将光伏发电系统设计安装工程项目分解成上述七个项目。以项目为载体，将知识点融入到各项目之中，在实训室内按项目组织实施教学，实现边教边学、边学边练、学做合一“教、学、做”有机融合的一体化教学[4]，达到岗位技能培养的目的。以项目一光伏发电系统组件选型这部分内容为例；将该项目的内容分成多个具体的学习任务，如测试不同倾角太阳电池的发电量，测试不同温度下组件的发电量，测试不同光照强度下组件的发电量，测试光伏组件效率等。明确任务后将学生分为10组，每组4-5人，每个小组的组长轮流担任，一个任务一个小组长，让每个学生都有机会得到组织能力的锻炼。拿到任务后填写工作任务书，明确工作内容，工作目标，工作对象工作步骤工作方法以及提交的成果等。
任务实施，如学习任务光伏组件效率测试，测试之前先给学生讲授必须掌握的理论知识，如光伏发电原理，光伏组件结构组成等，然后教授学生测试方法及步骤，并指导学生如何正确操作实验箱，如何记录数据并绘制伏安特性曲线，求出最大输出功率，最后计算组件效率。计算完后要求小组之间互相交流讨论并总结。在学生操作过程中及时纠正学生的错误操作和不良操作习惯。
四、光伏发电项目化教学考核与评价
教学过程与评价要突出学生综合职业能力培养，注重培养学生专业能力、动手能力和社会能力。整个课程的考核包括操作熟练程度的考核，对问题理解的考核，完成任务期间表现的考核，团结协作意识的考核，学习态度的考核等，将课程考核放在课程进程中进行，提高学生学习的积极性。结果采用成果演示和答辩的考核方式，其中对问题的理解程度占本次考核成绩的40%，而操作的正确性，规范性及熟练程度占40%，团队协作能力，领导能力，沟通能力占20%。该课程共有七个项目，每个项目考核一次，而七次考核的加权平均作为本课程的最终成绩。以班级中的小明同学为例，假设小明被分在第一小组，本项目有多个具体的学习任务，则第一小组将分别演示几个任务，如光伏板效率测试，不同光照上发电量的测试，不同倾角下发电量的测试等，不同的任务由不同的成员担任组长，考核时由该小组协同完成该项目的几个任务，根据任务完成的水平给小组一个任务完成分作力每个成的员共同的操作分如第一小组操作分为85分，然后在根据完成任务期间各自的表现打出不同的社会能力分，如小明在成果演示过程中表现出团结协作，积极配合，圆满完成自己的角色任务。因此社会能力分给90分，最后是答辩考核，要据小明对本次实验原理及基本知识点的理解程度给出专业成绩如90分。这三个成绩再乘以各自的权重得出最终的成绩，因此小明本项目的最终成绩为85*0.4+90*0.2+90*0.4=88分。最后本课程完成以后由七个项目的成绩共同决定了小明本课程的成绩。
五、结语
实施理实一体的项目化教学，对于培养德智体美全面发展，具有良好职业道德、熟练的职业技能，精益求精的工作态度、追求完美的创新精神、可持续发展的基础能力，掌握必需够用的专业知识，面向生产第一线从事光伏发电系统设计安装与维护及管理等工作的高技能人才方面有较为突出的优势。但也提出了两个方面的要求。
[关键词]电站远程监控系统，逆变器，数据采集器
中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）03-0021-01
引言
随着国家节能减排方针政策和相关补贴政策的贯彻执行，太阳能光伏发电得以快速发展。光伏并网发电系统一般由太阳能光伏电池板、逆变器以及输变电设备组成。为保证每部分器件能正常运行需要对大量参数进行测量、保存、分析和控制。众所周知，电站的日常运行数据对于电站系统的管理、设备的维护、以及今后的科研分析具有重要的参考价值。从小规模的建筑光伏、金太阳工程等到大型荒漠电站以及各种形式的光伏电站，都存在数据显示过于零散和没有一个集中的平台集中观测、存储数据的问题，导致分析和控制上的不便和困难。因此，本文采用一种工业领域已成熟的B/S架构设计技术，通过RS485通讯协议进行通信，获取光伏电站内如逆变器、直流柜、箱变、电度表、环境仪等智能设备的数据，并将这些数据保存到数据库，以友好丰富的界面展示给用户。
1技术原理与组成
监控系统在接受到前端数据采集单元传输的设备的状态和数据后，经分析整理后，以数据、图形和图像等方式显示给用户，以达到监视的目的。同时数据经过处理后，告知用户太阳能电站各种设备参数的状态，这些处理后的数据会保存到数据库中，作为历史记录，便于以后查询调用。
1.1数据采集
监控的智能设备是电站所有的逆变器、直流柜、箱变、电度表和环境仪等，首先需要从这些设备获取原始数据信息，只有通过RS485通讯一条路。但是每种设备都有自己的RS485通讯协议，即使同类设备不同的生产厂商提供的协议也大相径庭，可选取一款数据采集器。这款数据采集器可配备10个RS485接口，理论上可以连接最大96台设备，能满足大量设备的数据采集需要。每个RS485接口可单独设置一种协议，能适应大多数标准协议如Modbus、IEC103等，对于另类的协议如艾索逆变器协议、施耐德逆变器协议、阳光逆变器协议等只需修改数据采集器内部镜像文件（厂家提供）就能识别，适应性很强。配有两个以太网RJ45接口，能够以ModbusTCP协议、IEC104协议等网络协议传输数据到以太网上。利用其配套的配置软件能够完成镜像下载、采集任务设置、调试等必须的全部工作，功能强大实用。
1.2监控软件
（1）网络数据采集：当设备数据采集的问题用数据采集器解决后，接下来就是监控室的主机如何从各个数据采集器获取数据，使这些数据供监控系统使用，为此必须开发能够安装在主机上通过以太网采集数据的程序。以太网数据采集程序使用了通用的ModbusTCP协议，数据采集器端的以太网数据传输协议配合相应设置为ModbusTCP协议，保证通讯协议一致才能通讯。此外，由于电站中存在多台数据采集器，而数据采集器是以IP地址区分的，因此以太网数据采集程序必须能对多个IP地址实现采集，可灵活设置采集的IP地址和数据种类个数等，满足监控系统对数据的需要。
（2）数据处理：一般传输数据都以16进制格式，其代表的真正含义需要合适的处理才能体现，比如小数点位数、有无符号、整数还是浮点数等处理方式各不相同，以太网数据采集程序主要集中在数据的采集，难以应付其它任务，所以其采集到的数据都保持16进制原始形式，需要专门的程序处理这些数据，数据处理程序的设计就是解决这一问题。数据处理程序仍然设计成灵活的形式，以配置表来处理每个数据，这样设计人员只需更改配置表，数据处理程序就会从配置表读取数据处理的要求，按照正确的方式处理数据，并存入到数据库中，供展示平台使用。
（3）展示平台：展示平台提供给用户丰富实用的人机界面，采用B/S架构，以服务器软件Tomcat6.0为服务器，基于浏览器的访问符合网页浏览方式，用户如同上网浏览一样操作，熟悉方便。界面组织灵活可变，能根据电站的情况和用户的要求设计出合身的独特的新颖的界面，体现以用户为本的服务思想。
（4）安装部署：为了适应复杂应用，监控软件的安装部署按照一种灵活的方式设计。以太网数据采集程序、展示平台和数据处理程序、数据库三种可自由组合安装在不同的计算机上，其中对大型应用时以太网数据采集程序还可以在多台计算机上分别安装，分别负责一部分数据采集，可避免在点数较多时集中采集引起计算机负担过重而崩溃。
1.3接口设计
用户接口：采用专门设计、特别定制的GUI，以IE8.0浏览器提供用户接口，用户像访问授权网站一样电站登录系统，就可以用浏览网页的方式点击鼠标查看、使用系统各种功能。
外部接口：数据采集程序通过以太网口查询接收远端通信柜内数据采集器采集到的现场数据信息。数据采集程序采用ModbusTCP协议实现网络采集功能，同时可将远程控制命令下达到通信柜内数据采集器，实现远程控制。
内部接口：分开安装在不同计算机上的程序之间都是通过以太网口访问，以套接字方式建立连接，有特定的端口号，采用TCP/IP协议交换数据。与数据库之间的数据交换采用SQL语言实现。
2总体方案设计
光伏电站主要由以下部分组成。如图1所示，具体功能如下：
结语
远程监控系统已经成为电站建设不可缺少的重要组成部分，被广泛使用。随着太阳能光伏发电的迅猛发展，提供给了光伏电站远程监控系统难得的机遇。通过光伏电站监控系统项目的研发，全面掌握光伏电站监控系统技术，实现从大型光伏电站到小型微型建筑光伏电站各种电站监控系统的设计和建设。光伏电站监控系统可以让人们进行集群监测和管理，利于进行数据汇总、生成曲线、数据分析等。方便的网络远程管理模式，在光伏电站信息化、智能化、网络化管理上发挥着重要的作用。
参考文献
[1]刘福才，高秀伟，牛海涛，周传凌.太阳能光伏电站远程监控系统的设计.仪器仪表学报，2002，23（3），419.
[2]冯旭，方晨，刘昊.基于Web的太阳能电站远程监控中心设计.现代电子技术，2008，24，135.
关键词：光伏发电系统；并网逆变器；光伏组件
引言：当今全球能源十分紧缺，节约能源已成为大势所趋，各国都在倡导节能减排。我国正处于工业化中期阶段，加快发展战略性新兴产业是我国转变经济发展方式，引领未来经济社会可持续发展的重大战略选择。
集中光伏发电系统利用光伏组件半导体材料的“光伏效应”，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，是一个战略性新兴产业。其具有资源的广泛性、充足性以及清洁性等优点，是21世纪最重要的新能源。
本文通过对某民用建筑场馆进行集中光伏发电系统并网改造，浅谈了该类建筑进行太阳能集中光伏系统设计的步骤和要点，对光伏系统划分、光伏组件要求及其监控系统设计进行探讨。
1.工程设计
1.1工程概况
本工程进行改造设计的场馆为某展贸中心，其建筑楼顶屋面较为空旷，整体建筑为正南向，建筑群南向无高大建筑物，整体日照条件良好，比较适合光伏发电系统建设。本项目选择该场馆部分楼梯建筑的屋顶闲置区域安装太阳能电池板。本项目设计范围主要为光伏发电及监控系统，建成后将达到装机容量为1.002MWp。
1.2现状用电情况分析
该场馆现有1个高压室和2个低压室，共有15台配电变压器。展馆用电时间集中在8：00-20：00，其中绝大部分用电负荷为照明及插座用电，照明用电量450万千瓦时。
该场馆作为商业用电项目，用电主要集中在白天，而光伏发电系统的工作时间亦为日间有良好日照条件的时段，本项目特别适合安装太阳能发电系统，即始发点可消耗，供应各楼馆的日常照明负载，不足部分由市电补充，不向电网倒送电。
1.3设计思路
设计过程按照“节能环保，技术先进，经济合理”的设计原则，结合类似项目的成功经验提出本项目的设计思路：
1）了解现状场馆用电情况，合理选择方案和技术标准；
2）结合现状场馆结构特点，进行光伏组件阵列布置；
3）积极采用新技术、新材料和新工艺；
4）重视建筑美观，尽量避免屋面光伏组件对现有建筑外观的破坏。
1.4工程设计方案
1.4.1光伏发电系统设计
集中光伏发电系统主要有四种架构，即独立离网发电系统、多能源离网发电系统、市电为备用离网发电系统及直接并网发电系统。本工程采用直接并网发电系统，如下图示。
1.4.1.1光伏子系统划分
根据场馆屋面现状地理位置，将整个系统划分为多个子系统。本工程将系统分为13各子系统，每个子系统设置一个并网点，根据各子系统安装屋面的安装光伏组件数量不同，各子系统装机容量也不同。
1.4.1.2光伏组件阵列设计
太阳能板能够最大限度的接收太阳光照，需要对太阳能板的倾角进行确定。一般确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00，电池方阵不应被遮挡。其最佳倾角应能使处于该倾角下的方阵全年能获得最多太阳辐射。经计算软件计算，本系统中固定式太阳能板的最佳倾角为20°。在这一倾角下，太阳方阵全年将获得最多太阳辐射量。
1.4.1.3光伏发电系统配置：
系统类型：分布式低压并网型；
安装方式：20°倾角，正向朝南安装，采用钢结构支架配重安装；
安装组件：4179块240Wp多晶硅光伏组件；
并网逆变器：6台50kW并网逆变器、7台100kW并网逆变器；
装机容量：1.0MWp；
1.4.2监控系统设计
为更好地把握光伏阵列现场的环境气候情况及更准确得知光伏发电系统运行情况，需要对光伏系统运行及周围环境指标进行监视。监控数据传至现状楼宇控制中心，由相关人员进行该数据采集、查看。
监控系统要求实现以下基本功能：
（1）监控软件能实现环境监测功能、逆变器和防逆流监控功能，主要包括日照强度、风速、风向和环境温度、电池组件温度等参数；
（2）每隔一定时间存储一次系统所有运行数据，包括环境数据。故障数据需要实时存储。
（3）能够分别以日、月、年为单位记录和存储数据、警告、故障信息等；如实时发电总功率、当日发电量、当月发电量累计总发电量、风向、温度数据等。
（4）可通过监控软件对逆变器进行控制，可以用表格的形式存储数据，并可以图表的形式显示系统运行情况。
1.4.3防雷接地系统设计
利用建筑现有接地系统，光伏组件与建筑接地系统连接；直流汇流箱内置高压直流断路器、直流汇流排及防雷元件；并网逆变器自身具有防雷保护装置；交流配电柜内部设置防雷元件；系统接地电阻不大于1欧。
1.4.4主要设备参数要求
1.4.4.1太阳能电池板组件
本项目设计选用高光电转换效率的多晶硅太阳能电池组件，转换效率为15%，单块峰值功率为240Wp。组件满足国际标准光伏组件标准IEC61215，获得经过ISO25导则认可的专业产品检验实验室依据IEC61215标准进行的检验认证。
1.4.4.2并网逆变器组件
本设计采用光伏组件分散布置，并网逆变器集中管理，根据各栋楼楼面的安装面积选择合适的并网逆变器，所有种并网逆变器皆为组串型并网逆变器。
并网逆变器需有MPPT功率跟踪方式，保证转换效率始终工作在最佳状态。当日照强度和环境温度变化，光伏电池输出电压和电流呈非线性关系变化时，其输出功率也随之改变。逆变器可调节光伏组件的发电电流、电压，能使整个光伏系统始终保持在最大功率输出。
2.结束语
太阳能集中光伏具有很大优越性，是符合未来发展需要的能源，本文通过某场馆的集中光伏发电系统设计实例，阐述了该系统应用于民用建筑工程的可行性。随着科技发展，相信在不久的将来会有更多的光伏发电项目应用于民用建筑领域。
参考文献：
[1]赵朝会光伏发电技术的研究现状和应用前景上海电机学院学报第11卷第2期2008年6月