刘璟璇　高源辰　杨志豪　刘皓明

摘  要：目前光伏发电在我国发展势头十分迅猛，但暴露的安全问题也不容忽视，基于光伏发电现实生产需求，以及国家标准对于光伏发电并网的监控要求，设计了此光伏电站电气火灾监控预警系统。系统分为监控层、传输层、应用层，结合Zigbee、4G技术等技术，旨在实现光伏发电本地控制、远程数据呈现以及远程控制等功能。系统结合光伏电池建模，提出了一套全面的监控策略，为提升光伏发电安全效能提供高效解决方案。

关键词：光伏发电;监控预警;安全;工控机;Zigbee

中图分类号：TM615        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）23-0098-04

Abstract： In recent years， the development of photovoltaic power generation in China is very fast， but the exposed safety problems can not be ignored. Based on the actual production needs of photovoltaic power generation， as well as the requirements of national standard for photovoltaic power grid monitoring， the photovoltaic power plant electrical fire monitoring and warning system is designed. The system is divided into monitoring layer， transmission layer and application layer. Combined with Zigbee， 4G and other technologies， the system aims to realize local control of photovoltaic power generation， remote data presentation and remote control. Combined with photovoltaic cell modeling， a set of comprehensive monitoring strategy is proposed to provide an efficient solution for improving the safety and efficiency of photovoltaic power generation.

Keywords： photovoltaic power generation; monitoring and early warning; safety; industrial computer; Zigbee

引言

近年来，我国光伏发电持续快速发展。截止2019年5月装机总容量超过2.043亿千瓦[1]，技术水平不断提升，成本显著降低，开发建设质量和消纳利用明显改善，在部分地区实现了家庭分布式光伏并入电网，为建设清洁低碳、安全高效能源体系发挥了重要作用。然而，光伏发电带来的安全问题非常严峻。夏季温度过高、太阳辐射强度过大等环境因素，以及光伏板隐裂等自身安全问题，都会导致光伏电池过热甚至烧毁，引发串组光伏板大面积火灾。

目前光伏电站监控系统采用的通信技术主要有IEEE802.15.4标准的Zigbee通信组网技术、工业RS485总线以及4G技术[2]。Zigbee技术反应时间短，功耗低，但传输距离有较大限制，适合于光伏电站本地数据呈现与本地控制的功能要求;工业总线实时性好，但铺设成本高，对于偏远的光伏电站监控是不可实现的;4G技术可靠性高，适合远程数据传输。……