论“云”技术在光伏电站运营管理软件中的应用

 近年来随着国家光伏利好政策的陆续出台，以光伏发电为主的太阳能产业快速兴起;分布式光伏发电也迎来了前所未有的发展空间。

据国家能源局新能源和可再生能源司副司长梁志鹏表示，预计2014年分布式光伏发电将占新增装机规模的60%左右，优先发展分布式光伏。在国家能源局先期公布的2014年11.8GW光伏发电规模预方案中，分布式光伏约为7.6GW。随着国家一系列支持光伏产业发展政策的出台，结合光伏产业发展现状，甲科数据预计随着分布式光伏发电门槛降低，2014年必然会成为分布式光伏电站的建设的一个高潮期。规模在1kW~1MW是分布是光伏电站的主体规模，这类用户一般都没有如大型地面光伏电站的监控管理手段和技术，无法充分了解电站运行情况，然而由于光伏发电补贴现在为发电补贴，也就意味着发电越多，经济效益就越好，就能尽可能快的收回成本，这就使得这类用户有对自己的屋顶光伏电站进行监控管理的手段，但从经济的角度考虑针对建设规模不大的分布式光伏电站建设增加监控管理手段又不够经济划算。

针对以上市场需求，甲科数据提出了基于现在互联网的“云”服务概念结合物联网的概念，实现通过在“云”端搭建分布式光伏电站运营管理平台，通过物联网的方式实现分布式光伏电站关键设备接入云平台，以服务的方式为中小型分布式光伏电站提供监控、管理、咨询等服务。解决了中小型分布式光伏电站缺乏有效监控管理手段的问题，也能通过较低的投入获得大型地面电站的监控管理服务体验，有效提高电站运行效率，减少电站故障率进而获得更好的经济收益。下图为甲科数据云架构平台。


甲科数据后台复杂的云技术应用是为了将最大限度的简洁、智能应用推送给前端的中小型光伏电站用户。“云”端分布式光伏电站监控管理平台，借助云技术，实现分布式光伏电站的接入以及监控管理咨询服务的发布，如电站实时运行电气参数、设备运行效率比对分析、发电量监测、不同时间维度的电量分析\比较、故障率统计、运维维护知识库、远动控制等功能。采用云存储技术，数据存储颗粒更细致，轻松解决一般监控软件不能解决的大数据采集、存储、计算、分析难题，数据挖掘将更具价值。

甲科数据通过建立公有云，能够为中小型光伏电站客户提供：

Ø 光伏电站整站及重要设备的实时发电量参数

Ø 光伏电站整站及重要设备的运行状态、设备历史信息

Ø 光伏电站环保贡献

Ø 光伏电站当前受益及历史收益

Ø 光伏电站定期发电量、设备分析报表

Ø 光伏电站运行水平排名

Ø 光伏电站设备、服务提供商建议

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下面我们就前文中提到的“分布式光伏发电系统”、“云服务”“云存储”进行一些介绍，希望可以帮助读者了解当下与光伏发电相关的一些前沿技术。

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分布式光伏发电系统

分布式光伏发电站指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。图一为光伏发电站工作原理图。

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。图二为家用光伏发电站示意图。

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分布式光伏发电具有以下特点：

一、输出功率相对较小。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。

二、污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。

三、能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限，不能从根本上解决用电紧张问题。

四、可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网，仅作为发电电站而运行;而分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。

云服务

云服务可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务(IaaS)，平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。这里所谓的层次，是分层体系架构意义上的“层次”。IaaS，PaaS，SaaS分别在基础设施层，软件开放运行平台层，应用软件层实现。

IaaS

IaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基础设施级服务，消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。IaaS是把数据中心、基础设施等硬件资源通过Web分配给用户的商业模式。

PaaS

PaaS(Platform-as-a- Service)：平台级服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。PaaS服务使得软件开发人员可以不购买服务器等设备环境的情况下开发新的应用程序。

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SaaS

SaaS(Software-as-a- Service)：软件级服务。它是一种通过Internet提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。

SaaS模式大大降低了软件，尤其是大型软件的使用成本，并且由于软件是托管在服务商的服务器上，减少了客户的管理维护成本，可靠性也更高。用户无需购买软硬件、建设机房、招聘IT人员，即可通过互联网使用信息系统。就像打开自来水龙头就能用水一样，用户根据实际需要，从SaaS提供商租赁软件服务。SaaS采用灵活租赁的收费方式。一方面，用户可以按需增减使用帐号;另一方面，用户按实际使用账户和实际使用时间(以月/年计)付费。由于降低了成本，SaaS的租赁费用较之传统软件许可模式更加低廉。


总而言之，云服务就是把自己的运营能力像水和电一样让外部随需使用。

在本文中，我们采用云服务中的SaaS模式来实现“云”端分布式光伏电站监控管理平台，通过服务的为分布式光伏电站用户提供监控、管理、咨询服务。

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云存储

云存储服务主要提供数据存储服务。用户将数据存放到云存储中，可以随时提取，随时修改，随时删除，并可以随时分享。





曾经所有的业务都遇到过存储容量的问题。基于云的存储有明显的弹性供给优势，允许客户按需访问额外的存储空间。但是云数据存储的成本会让任何优势都变成头痛的问题。因为企业要花费主要的精力和资本去部署和管理存储资源，所以存储也是云服务的主要应用之一。