研华2016智慧城市案例精选集（七）：京东方：打造“端”到“云”的能源物联网
供稿：研华（中国）公司
- 关键词：能源物联网,光伏发电,智慧城市
- 摘要：京东方能源科技立足自身优势，在光伏发电领域不断进取，通过和研华科技合作，实现了对离散分布的光伏电站的远程集中监控管理，运行效果良好，也为未来智能微电网模式下，区域用电调度的战略需求打下了基础。
京东方能源科技立足自身优势，在光伏发电领域不断进取，通过和研华科技合作，实现了对离散分布的光伏电站的远程集中监控管理，运行效果良好，也为未来智能微电网模式下，区域用电调度的战略需求打下了基础。
2016年 4月 22日，代表全人类共同面对气候恶化挑战的《巴黎气候协定》在纽约由包括中国在内的 170多个国家共同签署。降低碳排放，使用清洁能源已经作为全人类的共识与意志，将不懈的为之努力推进。
绿色低碳能源经济的典型代表之一，光伏产业自 2013年以来在我国呈现回暖的态势，光伏企业产能利用率得到有效提高，产业规模稳步增长，2015年我国累计装机量 43GW，跃居全球首位。
京东方能源科技背靠京东方强大的企业品牌和资源实力，自 2009年起布局新能源业务，京东方从光伏应用端入手，成功承接建设了多个重点光伏发电项目，如今的京东方能源科技正立足自身优势，在光伏发电领域不断进取，实现了对离散分布的光伏电站的远程集中监控管理，运行效果良好，也为未来智能微电网模式下，区域用电调度的战略需求打下了基础。
分布发电 集中管理
京东方能源科技研发和企划部总监韩晓艳博士负责主持公司光伏产品的研发和企业战略规划工作，对京东方能源科技的各个实施项目的细节都了如指掌。据韩博士介绍：屋顶光伏电站属于分布式发电，特点就是装机容量小，地点分散。自国家出台鼓励光伏发电并网的政策后，发电站本着“自发自用，余电上网”的原则，把并网售电变成了新的盈利通道。因此，京东方也开始建设一些自有的光伏电站，以期获得可持续的长期稳定收益。然而，随着光伏电站建设数量越来越多，各电站运营管理与信息整合成为令京东方头痛的问题。
出于经营成本考虑，不可能每个电站都有专人值守，只能安排定期的清洁和巡视。如果设备出现问题不能及时处置，就会给企业造成损失。如果采取远程监控，由于光伏电站中涉及到的监控设备种类较多、监控的设备地理位置比较分散、设备的通讯方式各异、设备的通讯协多样化，导致中央服务器经过远程网络直接采集现场设备的实时数据细节问题变得突出。细节问题处理不好，运营者就难以实时地监管光伏电站，不能随时掌握电站的运行状况，上层系统或电网调度系统的监控需求就无从谈起。
京东方经过评估后选择携手研华科技，研华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运维管理效益。京东方采用了研华的物联网技术，快速搭建了北京地区所有自有电站的集中监控平台 ,并且针对光伏特点和用户要求进行了二次开发。
事实上，京东方光伏电站此前出现过状况。由于公司驻地迁址，远程监控工作有所中断。巧合的是一个发电站因逆变器设备故障，一直处于非工作状态，直到重新启动监测工作后发现为止。“远程监控，集中管理对于光伏电站而言是非常有意义的 !”韩博士不无感慨地说。
电站运营 重在细节
京东方光伏电站集控中心采用研华基于 BS架构的光伏行业专属软件（SPMS），该软件透过基于 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，它以数据撷取、网络传输、系统管理等多层架构所规划出完整系统，让京东方可以科学高效地监控所有自有的光伏电站。
首先，SPMS支持丰富的通讯协议可以解决多种品牌前端装置的接入兼容性问题，任何品牌的汇流箱、逆变器、气象监测仪、视频摄像头、安防设备等各种装置，都能无缝的接入系统中。而 SPMS的断线缓存续传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光伏数据采集器中，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完整性。再加上 SPMS系统能依据历史大数据自动生成报告，因此对需要提供完整数据来申请政府补助款的光伏电站运营商而言，更是一大亮点。
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掌控电站，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远程全方位掌握各电站的状况。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。
在子电站建设方面，不论是光伏数据采集器、模拟输入模块、光电转换器工业机等全部采用工业等级产品。在网络配置方面，为了适应光伏设备分散的特性，京东方在前端数据采集处配置了光电转换器，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，电站与京东方集控中心则通过研华 3G路由器进行实时数据传输。
这套以远程可视、可管、可控的集中式管理平台为京东方节约了大量的人力物力，凭借实时的监控、统一的管理大幅提升了电站运维的效率。
韩晓艳博士介绍说：“由于监控平台是基于 Web技术开发的，所以不止是在监测的机房，我们使用手机、pad终端等任何能够访问网络的设备，都可以在认证登录后，看到各个电站的运行情况。而且还有报警提醒，和每日的运行报告会以邮件方式发送到指定邮箱，在管理后台还可以查询任意周期内的发电变化情况，为我们掌握系统的工作效能提供第一手的材料。”
电改后的光伏机遇
在韩晓艳博士的规划中，对分散的电站实现远程监测，统一管理是做电站运营的第一步。她说：“接下来，我们要做的是全面推广，把京东方全国范围内的自有光伏电站的远程监控都汇集到京东方的总部来。然后我们将考虑实现不仅是远程监测，还要有远程管控，对无人值守电站进行远程的控制操作。”在韩晓艳博士的规划目标里其实有着光伏行业大的背景，和京东方企业自身的战略。在能源互联网化的国家战略大背景下，新兴的智能微电网模式正在摸索推进中，智能微电网可在一定的地域范围内，实现区域化用电调度。这符合国家发布的所谓“管住中间，放开两头”的最新电改方案，即发电售电自由竞争，输电环节由国家管制。推进这样有利于打破电力领域垄断传统，引入市场活力的体制架构，为京东方此类开始经营电力运营业务的企业提供了涉足区域能源调度平台的窗口。京东方的战略构想中，可以预期的集发电，运营，区域调度优化于一体的智慧化能源供给模式，将成为未来城市中节能环保，低碳生活的先进能源供给模式。而蓬勃发展的物联网平台正在给曾经的光伏集成企业，带来扮演未来电力经营者角色的新商商机。