项目简介：
冬日清晨，中央气象局除了发布低温特报之外，同时也将雾霾预警升级为橙色，准备出门的北京市民，穿着大衣戴着口罩，不仅为了防寒、更为了抵挡危害人体健康的PM2.5。这样的景象近来在中国北方屡见不鲜，让人不经想问：原本是唾手可得的新鲜空气，现在为何变成是一种奢求?而长期饱受空气污染下，甚至有人起了想逃离北京移居南方的念头。相较于民众的悲观想法，采正向思维的习大大则以「变坏事为好事」来响应媒体并表达了他对治理空污的看法：「当大家意识到雾霾不好，形成共识后，主动治理雾霾，唤醒和提高了环保意识，这不是件好事吗?」
事实上，中国政府从上至下的各级单位都针对空污治理提出了多项行动计划，其中减少化石燃料的使用、积极构建洁净能源是其中的重要项目之一。以北京市来说，除了前几年出台的六大项「金色阳光」工程外，近日印发的光伏发电奖励办法更加大了对太阳能应用的补贴力度，期能支持和鼓励建设更多的光伏项目，从而提高清洁能源比重，缓解日益严峻的环境问题。但随着光伏电站建置数量越来越多，各电站的集中管理与信息整合成为令电站业主和电网公司头痛的问题。
由于前端使用了多种厂牌且彼此不兼容的装置，而现有由逆变器内附的管理系统又无法全面的收集数据与控制设备，使得管理者难以实时地监管光伏电站，而在不能立即清楚得知电站的运行状况下，更不能满足上层系统或电网调度系统的监控需求。为此，拥有多年光伏电站监控实战经验与众多成功案例的研华，特别针对国内太阳能应用的现状与需求，提出了可视、可管、可控的智能光伏电站监控系统解决方案，藉此协助系统整合商将分散各地的电站以完整的数据汇整、统一的管理平台来达到对光伏电站的实时控管，进而提升光伏电站的整体维运管理效益。
系统需求：
几年前从面板制造跨足光伏产业的京东方科技集团，旗下的能源业务子公司专门为太阳能应用系统提供关键部件及整体解决方案，并已陆续在北京市完成了近20个重点光伏发电项目之建设。由于各个光伏发电站分布在不同的区域，部份电站甚至距离总部有数十公里之远，虽然平日就会派员前往电站进行抄表作业，但非实时的数据并无法让总部了解每一个电站当下的运行状况，而且随着该公司开发完成的光伏发电站数量日益增多，大量人力物力之消耗、以及日渐繁重的维运管理负荷都使其迫切地需要一套可实时监控与统一管理的监控平台。
为了让管控中心可以7×24小时对电站进行全面性的监控，新的光伏电站管理系统解决方案必须从最前端各种仪器与装置的数据采集、以及根据现场状况与传输距离而妥善配置的网络系统、还有可完整记录并保护数据的数据网关、到具有亲和性使用接口又能提供丰富功能的管理平台等等全都要一应俱全才能完整地提供远程智能控管。此外，解决方案中的软件除了要有丰富的功能之外，可让用户自行设计所需的人机接口应用程序(HMI)也是必要条件之一;在硬件方面，相关装置则需配合北方气候与电站的设置环境而提供能承受恶劣环境考验并具有坚固耐用特色的产品。
系统概述：
研华为光伏应用所提出的智能光伏电站监控系统(SPMS)是透过基于Web浏览器的智能软件并搭配工业级的硬件所组合而成的解决方案，其以数据撷取、网络传输、系统管理等多层架构所规划出的完整系统可让用户以信息化、科学化的管理方式来监控所有光伏电站。首先，支持丰富的通讯协议可以解决一般用户或系统整合商因为必须串接不同厂商、多种品牌的前端装置而备感困扰的问题，透过此一功能不论是哪一家的光伏组串、汇流箱、逆变器、气象监测仪、视频摄像头、安防设备、计量器等各种装置都能轻松地被整并入系统中;而断线缓存续传的功能则是在网络联机出现异常时，系统会先将前端收集来的数据暂存于研华的硬设备中，待系统恢复正常时再上传给后台，藉此确保光伏电站数据的正确性，再加上系统能保留所有数据并提供历史数据报告，因此对需要提供完整数据来申请政府补助款的光伏电站管理者来说更是一大帮助。
此外，受惠于SPMS智能软件的Browser/Server结构，用户不用再安装任何专门的软件，只要透过能上网浏览的计算机即能使用系统，因此既可快速扩充客户端点，也不需要特别的维护工作，还省下了另购软件的费用;为了更方便管理电站信息，系统专门为光伏应用提供的电站信息管理接口可让用户随时地新增、删除或修改电站数据;而且可同时整合地理信息系统(GIS)、视频监控系统和安防系统的特色则能让位于控制中心的管理者在同一平台上滚动鼠标就能在远程监看各电站状况;至于所有电站发电量的实时数据、以及每个逆变器的发电量，则能以实时的曲线图呈现在计算机屏幕上，藉此方便使用者进行发电效率分析;在历史数据报告方面，不论是需要当日、每月、每季或年度的发电量数据都能透过简单的时间设定后立即取得。再则，系统所提供的组态软件WebAccess还能满足想自行编写特殊软件功能或应用程序的用户需求。
在硬件方面，本项目所采用的几款研华产品不论是工业计算机、模拟输入模块、单模光电转换器、非网管型交换器等全都是属于工业等级的强固型产品。其中以紧凑、耐用又可靠见长的ECU-1152，除了是能提供出色运算能力并取得能源之星认证的低功耗计算机之外，它还具有无风扇设计、支持宽温、无线传输等特色，丰富的I/O接口更能方便地链接各种周边装置;而负责收集环境与气象信息的ADAM-4117则是耐高低温、防噪声、抗突波的8信道模拟输入模块，其可透过Modbus RTU协议将数据传送给计算机;在网络配置方面，由于光伏电站属于户外、远距离的应用类型，再加上本项目所整合的多个电站大小不一、需求各异，因此研华先在前端数据采集的部份配置了EKI-2541S光电转换器，以便将只能传送100米的以太网络与光纤网络串连，藉此延长系统的传输距离，另外则在各电站与监控中心之间以EKI-2528非网管型交换器来传送数据，透过这两个性价比高的网络产品即能建构出稳定传输的通讯环境。
专案导入：
系统架构图
集控中心网络架构图：
子网站架构图：
结论：
对于积极治理空污的中国而言，大多数的学者专家们皆认为光照条件相对良好的北京其实非常适合利用这丰富的光能资源来大量建设光伏发电系统以减少使用燃煤并降低污染物的排放。但目前可再生能源的发电成本仍旧偏高，并且需要政府补贴的挹注来推广使用，因此对光伏发电经营者来说，为数众多的光伏发电站若没有良好的管理平台势必会增加营运成本。所幸透过研华提供的智能光伏电站监控系统解决方案，像京东方这样拥有众多电站的业者不仅在建置过程中无需烦恼产品与外围装置的兼容性问题，高度的无缝集成也让其拥有稳定可靠的系统;而建置完成后，这套以远程可视、可管、可控的集中式管理平台更是为其省下了人力物力，从而以实时的监控、统一的管理来大幅提升运维效率。
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