光伏电站自动化技术及其应用

目 录前 言 1**章 概述 1**节 太阳能资源分布 1一、全球太阳能资源分布 1二、我国太阳能资源分布 2第二节 光伏发电现状与趋势 2一、光伏发电现状 3二、我国光伏发电现状及发展趋势 3第三节 光伏电站自动化技术 3一、电力系统自动化技术的发展与应用 3二、光伏电站自动化技术概述 4三、光伏电站自动化技术面临的挑战 9第四节 小结 10第二章 光伏电站计算机监控系统 11**节 概述 11一、计算机监控系统的形成与发展 11二、计算机监控系统的基本概念及特点 12第二节 计算机监控系统基本结构 12一、集中式计算机监控系统的结构及特点 12二、分层分布式计算机监控系统的结构及特点 14第三节 分层分布式计算机监控系统网络结构 16一、通信方式 17二、布置形式及其特点 23第四节 光伏电站计算机监控系统基本架构及构成 25一、光伏电站计算机监控系统架构 25二、光伏电站计算机监控系统站控层 26三、光伏电站计算机监控系统间隔层 30四、光伏电站计算机监控系统的主要功能 45五、光伏电站计算机监控系统配置案例 51第五节 计算机监控系统内部通信 52一、串口通信 53二、以太网通信 53三、站内数据通信实例 53第六节 光伏电站计算机监控系统日常运维 56一、常见故障查找方法 56二、常见装置故障类型及处理方法 57第七节 小结 60第三章 光伏电站同步相量测量技术 62**节 概述 62一、同步相量测量技术发展现状 62二、同步相量测量系统基本概念 63三、同步相量测量技术 63四、同步相量测量装置 65五、电力系统实时动态监测系统 65第二节 同步相量测量装置 66一、基本原理 66二、功能结构 68三、技术要求 71四、数据采集 76五、装置的通信 79第三节 同步相量测量装置的运行维护 87一、日常运行要点 87二、装置日常维护及检测 87三、故障处理要点 89四、典型设备的故障处理 90第四节 相量测量系统发展展望 96一、未来同步相量技术发展的几个阶段 96二、实时动态监测系统技术的发展趋势 96三、我国电力系统需重点开展的工作 97第五节 小结 97第四章 光伏电站功率预测技术 99**节 概述 99第二节 光伏发电功率输出影响因素 99一、太阳辐照强度 100二、太阳能电池板类型 102三、太阳能电池板温度 102四、现场方阵安装方式 102五、其他因素 103第三节 光伏发电功率预测基础 103一、数值天气预报基本概念 103二、功率预测方法分类 104三、短期功率预测方法 106四、超短期功率预测方法 107五、功率预测误差评价 109第四节 光伏电站功率预测系统 112一、系统组成 112二、系统建设要求 113三、系统功能 117四、资料收集 119第五节 光伏电站功率预测系统日常运维 121一、系统日常运维必要性 121二、系统日常运维要点 121三、系统日常运维流程 123四、系统常见故障处理 125五、系统预测准确率专项维护 129第六节 小结 132第五章 光伏电站功率控制技术 134**节 光伏电站并网控制系统 134一、逆变器 134二、无功补偿装置 136三、光伏并网控制系统 141第二节 光伏电站有功功率控制 144一、有功功率控制要求 144二、有功功率控制系统 145三、有功功率特性测试 150四、基于日前发电计划的功率控制 151第三节 光伏电站无功功率控制 152一、电压控制要求 152二、无功电源和无功容量 153三、自动电压控制原理与实现流程 154四、光伏电站AVC系统配置及控制原则 158五、光伏电站AVC接入及调试 160第四节 光伏电站安全稳定控制与柔性功率控制 162一、大规模光伏发电接入后对电力系统稳定性的影响 162二、光伏发电安全稳定控制系统 165三、柔性功率控制系统 168第五节 光伏电站功率控制系统日常运维 172一、系统结构及组成 172二、系统功能与日常运维 176三、系统常见故障解决方法 186第六节 小结 188第六章 数据通信及规约 190**节 数据通信 190一、数据通信的基本概念 190二、数据通信系统构成 190三、通信系统的分类 191四、光伏电站数据通信 192五、光伏电站数据通信基本故障及处理方法 198第二节 规约 198一、ISO-OSI模型 199二、IEC-60870-5-101规约 199三、IEC-60870-5-102规约 207四、IEC-60870-5-103规约 208五、IEC-60870-5-104规约 212六、数据通信规约常见故障及处理方法 218七、数据通信故障处理常用办法 219第三节 小结 219第七章 调度数据网 221**节 计算机网络概述 221一、计算机网络的定义 221二、计算机网络的基本功能 222三、计算机网络中的基本概念 222四、衡量计算机网络的主要指标 224五、IP地址 224第二节 调度数据网 226一、网络技术体制 226二、调度数据网络组成 226三、接入网技术体制和要求 227四、虚拟子网（VPN）划分 228五、网络性能指标 228六、设备配置及业务接入方式 229七、网络管理 229第三节 网络设备 229一、路由器 230二、交换机 236三、调度数据网的配置原则 242第四节 调度数据网日常运维 242一、调度数据网故障排除 242二、日常运维要点 244第五节 小结 245第八章 二次系统安全防护 247**节 二次系统 247一、二次系统概述 247二、二次系统安全风险 247第二节 二次系统安全防护 248一、防护目标及重点 248二、电力二次系统安全防护策略 249三、电力二次系统安全区域的划分 249四、业务系统分置原则 250五、光伏电站二次系统安全区的划分 250第三节 安全防护设备 250一、横向隔离装置 251二、硬件防火墙 252三、纵向加密认证装置 253四、安全防护设备的配置原则 254第四节 光伏电站二次系统安全防护重点 254一、规范电力二次系统建设前期工作 254二、规范二次安防现场运维管理 255第五节 小结 256第九章 光伏电站自动化系统并网验收 257**节 光伏电站自动化系统并网验收的前期准备 257一、光伏电站并网**条件 257二、自动化系统设备自验收 260三、自动化信息接入 261第二节 光伏电站自动化现场验收 263一、验收程序 263二、现场验收内容及要求 264三、验收报告 271第三节 光伏电站并网试运行及注意事项 272一、运行数据积累 272二、试运行期间易发缺陷 273三、光电功率预测系统试运行注意事项 274四、光伏电站改扩建后验收注意问题 274第四节 小结 274第十章 光伏发电站自动化现场运维管理 276**节 光伏电站自动化运维管理机制 276一、组织机构的建立 276二、建立健全规章制度 276三、制度落实 277第二节 光伏电站自动化人员管理 278一、人员配备 278二、职责划分 278三、人员培训 279第三节 光伏电站自动化运行管理 279一、自动化设备资料管理 280二、自动化设备安全管理 280三、自动化系统可靠性管理 282第四节 光伏电站自动化设备维护及检修管理 282一、自动化设备维护管理 282二、自动化设备检修管理 284第五节 光伏电站自动化应急管理 287一、应急组织 287二、处理流程 287三、预案编制 288四、预案演练 289第六节 小结 289目 录前 言 1**章 概述 1**节 太阳能资源分布 1一、全球太阳能资源分布 1二、我国太阳能资源分布 2第二节 光伏发电现状与趋势 2一、光伏发电现状 3二、我国光伏发电现状及发展趋势 3第三节 光伏电站自动化技术 3一、电力系统自动化技术的发展与应用 3二、光伏电站自动化技术概述 4三、光伏电站自动化技术面临的挑战 9第四节 小结 10第二章 光伏电站计算机监控系统 11**节 概述 11一、计算机监控系统的形成与发展 11二、计算机监控系统的基本概念及特点 12第二节 计算机监控系统基本结构 12一、集中式计算机监控系统的结构及特点 12二、分层分布式计算机监控系统的结构及特点 14第三节 分层分布式计算机监控系统网络结构 16一、通信方式 17二、布置形式及其特点 23第四节 光伏电站计算机监控系统基本架构及构成 25一、光伏电站计算机监控系统架构 25二、光伏电站计算机监控系统站控层 26三、光伏电站计算机监控系统间隔层 30四、光伏电站计算机监控系统的主要功能 45五、光伏电站计算机监控系统配置案例 51第五节 计算机监控系统内部通信 52一、串口通信 53二、以太网通信 53三、站内数据通信实例 53第六节 光伏电站计算机监控系统日常运维 56一、常见故障查找方法 56二、常见装置故障类型及处理方法 57第七节 小结 60第三章 光伏电站同步相量测量技术 62**节 概述 62一、同步相量测量技术发展现状 62二、同步相量测量系统基本概念 63三、同步相量测量技术 63四、同步相量测量装置 65五、电力系统实时动态监测系统 65第二节 同步相量测量装置 66一、基本原理 66二、功能结构 68三、技术要求 71四、数据采集 76五、装置的通信 79第三节 同步相量测量装置的运行维护 87一、日常运行要点 87二、装置日常维护及检测 87三、故障处理要点 89四、典型设备的故障处理 90第四节 相量测量系统发展展望 96一、未来同步相量技术发展的几个阶段 96二、实时动态监测系统技术的发展趋势 96三、我国电力系统需重点开展的工作 97第五节 小结 97第四章 光伏电站功率预测技术 99**节 概述 99第二节 光伏发电功率输出影响因素 99一、太阳辐照强度 100二、太阳能电池板类型 102三、太阳能电池板温度 102四、现场方阵安装方式 102五、其他因素 103第三节 光伏发电功率预测基础 103一、数值天气预报基本概念 103二、功率预测方法分类 104三、短期功率预测方法 106四、超短期功率预测方法 107五、功率预测误差评价 109第四节 光伏电站功率预测系统 112一、系统组成 112二、系统建设要求 113三、系统功能 117四、资料收集 119第五节 光伏电站功率预测系统日常运维 121一、系统日常运维必要性 121二、系统日常运维要点 121三、系统日常运维流程 123四、系统常见故障处理 125五、系统预测准确率专项维护 129第六节 小结 132第五章 光伏电站功率控制技术 134**节 光伏电站并网控制系统 134一、逆变器 134二、无功补偿装置 136三、光伏并网控制系统 141第二节 光伏电站有功功率控制 144一、有功功率控制要求 144二、有功功率控制系统 145三、有功功率特性测试 150四、基于日前发电计划的功率控制 151第三节 光伏电站无功功率控制 152一、电压控制要求 152二、无功电源和无功容量 153三、自动电压控制原理与实现流程 154四、光伏电站AVC系统配置及控制原则 158五、光伏电站AVC接入及调试 160第四节 光伏电站安全稳定控制与柔性功率控制 162一、大规模光伏发电接入后对电力系统稳定性的影响 162二、光伏发电安全稳定控制系统 165三、柔性功率控制系统 168第五节 光伏电站功率控制系统日常运维 172一、系统结构及组成 172二、系统功能与日常运维 176三、系统常见故障解决方法 186第六节 小结 188第六章 数据通信及规约 190**节 数据通信 190一、数据通信的基本概念 190二、数据通信系统构成 190三、通信系统的分类 191四、光伏电站数据通信 192五、光伏电站数据通信基本故障及处理方法 198第二节 规约 198一、ISO-OSI模型 199二、IEC-60870-5-101规约 199三、IEC-60870-5-102规约 207四、IEC-60870-5-103规约 208五、IEC-60870-5-104规约 212六、数据通信规约常见故障及处理方法 218七、数据通信故障处理常用办法 219第三节 小结 219第七章 调度数据网 221**节 计算机网络概述 221一、计算机网络的定义 221二、计算机网络的基本功能 222三、计算机网络中的基本概念 222四、衡量计算机网络的主要指标 224五、IP地址 224第二节 调度数据网 226一、网络技术体制 226二、调度数据网络组成 226三、接入网技术体制和要求 227四、虚拟子网（VPN）划分 228五、网络性能指标 228六、设备配置及业务接入方式 229七、网络管理 229第三节 网络设备 229一、路由器 230二、交换机 236三、调度数据网的配置原则 242第四节 调度数据网日常运维 242一、调度数据网故障排除 242二、日常运维要点 244第五节 小结 245第八章 二次系统安全防护 247**节 二次系统 247一、二次系统概述 247二、二次系统安全风险 247第二节 二次系统安全防护 248一、防护目标及重点 248二、电力二次系统安全防护策略 249三、电力二次系统安全区域的划分 249四、业务系统分置原则 250五、光伏电站二次系统安全区的划分 250第三节 安全防护设备 250一、横向隔离装置 251二、硬件防火墙 252三、纵向加密认证装置 253四、安全防护设备的配置原则 254第四节 光伏电站二次系统安全防护重点 254一、规范电力二次系统建设前期工作 254二、规范二次安防现场运维管理 255第五节 小结 256第九章 光伏电站自动化系统并网验收 257**节 光伏电站自动化系统并网验收的前期准备 257一、光伏电站并网**条件 257二、自动化系统设备自验收 260三、自动化信息接入 261第二节 光伏电站自动化现场验收 263一、验收程序 263二、现场验收内容及要求 264三、验收报告 271第三节 光伏电站并网试运行及注意事项 272一、运行数据积累 272二、试运行期间易发缺陷 273三、光电功率预测系统试运行注意事项 274四、光伏电站改扩建后验收注意问题 274第四节 小结 274第十章 光伏发电站自动化现场运维管理 276**节 光伏电站自动化运维管理机制 276一、组织机构的建立 276二、建立健全规章制度 276三、制度落实 277第二节 光伏电站自动化人员管理 278一、人员配备 278二、职责划分 278三、人员培训 279第三节 光伏电站自动化运行管理 279一、自动化设备资料管理 280二、自动化设备安全管理 280三、自动化系统可靠性管理 282第四节 光伏电站自动化设备维护及检修管理 282一、自动化设备维护管理 282二、自动化设备检修管理 284第五节 光伏电站自动化应急管理 287一、应急组织 287二、处理流程 287三、预案编制 288四、预案演练 289第六节 小结 289