【科普】分布式光伏中的数据采集器

1.数据采集器是什么?

数据采集器是将光伏电站中的光伏并网逆变器、汇流箱、气象站和电表等设备的数据通过下接RS485、RS232和RS422等通讯协议收集起来，并用GPRS、以太网、WIFI、3G等上接方式传送到数据库的设备。

通常，可分为内置型/外置型：

内置：嵌入逆变器中，用于采集逆变器数据信息，通常也称数据采集模块。外观如图1所示。

图1：内置数据采集器

外置：除了逆变器，还能连接并采集汇流箱、气象站、电表等设备的数据。外观如图2所示。

图2：外置数据采集器

2.为什么要用数据采集器?

尽管目前在国内，还不是每个电站都安装了监控设备，但随着太阳能光伏发电技术的不断成熟与普及，太阳能光伏发电正逐步由特殊应用转向更普遍的民用、由辅助能源向基础能源过渡。同时，随着光伏装机量不断上升，市场不断饱和，人们开始对发电量越来越关心，粗放式电站运维管理必然会逐步向精细化电站运维管理转型，事实证明发达国家的光伏行业也经历了这个转变。

图3：住宅屋顶监控方案

1)提高产量

“如何让电站达到最佳运行状态，获取更大发电量?”

首先，我们要知道在光伏电站运转中，质量通常取决于以下两个因素：

a)某特定电站的能量获得值和潜在能量可得值之比;

b)随着时间推移的电站利用率。

所以，想不断优化电站的产量，就必须能够准确监测到该电站的实际能量获得值，以及精准预估到可获的太阳能值。要如何准确监测电站的实际电量?——这就不得不提到数据采集器了。

数据采集器会根据实时采集的数据获取系统运行状态。这不仅仅是为了记录历史数据，更重要的是通过数据分析，识别出影响电站发电的因素。当然，分析到位后还得有迅速的行动响应!所以，为了维持电站的运转并使其处于最优状态，运维人员必须积极通过监控系统，对设备性能监测、问题排查、并及时修复(或微调)，从而提升发电效率和系统回报率。因此，数据采集器和监控系统本身的质量就显得尤为重要，不仅是因为会影响发电数据监测的准确度，更是对电站整体质量的评估和把控。

2)降低成本

“如何实现电站远程监控和线上管理，减少运维成本?”

由于传统的线下运维无法即时获取电站及其部件工作状态，一旦出现问题只能外派工作人员去现场检查。这样容易耗费人力物力，增加运维成本;同时，上门服务通常从预约检测到调试收工，整个业务流程需跨部门合作且耗时，容易导致客户满意度下降，影响品牌形象。

如果采用数据采集装置，工程师通过一些监控系统就能实现1(人)对多(电站)实时的远程监控，在线排故、问题定位等，紧急情况下通过工单系统就能立刻指派附近人员到场抢修，不仅提高工作效率，还能降低人工和运维成本。

3)增加收益

“如何避免遗漏电力补贴，使用户收益最大化?”

通过数据采集器的监控，工作人员能更全面地掌握电站工作状态，从容应对突发状况，迅速响应、及时解决。例如，我们有时会碰到电站突然因故停运的事件;这时若电站安装了数据采集器，能帮助我们第一时间得知系统停运的消息，并从数据的变化判断导致系统停运的原因(通常是某部件发生故障)，并发出报警、派送工单，从而有利于工作人员快速定位问题部件，进行修复或更换。如此，就能避免系统闲置/停运而不知，无端损失电力补贴。

根据国家政策，分布式光伏发电项目(自发自用、余电上网)的国家补贴为0.42元/度，另外还有地区补贴。如果电站每天停运2小时，一年累计下来就是730个小时，会损失整整1个月的收益。这对电站持有者的伤害非常巨大，仅从这个角度，为电站配置实时监控的重要性已显而易见。

综上考虑，为了实时监控光伏电站设备的运行状态，并保证设备和器件均能正常运行，有专家建议电站都配备数据采集设备与远程监控系统，不仅可以提升电站运行安全和运维管理效率，还能增加发电收益和资产价值，同时，也符合如今能源管理逐渐精细化的大趋势。