FusionSolar智能光伏电站管理系统方案说明-(20150213).pdf

FusionSolar 智能光伏电站管理系统方案说明书华为技术有限公司2014 年 12 月2015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 1 页目 录目 录 1第 1 章 FusionSolar智能光伏电站管理系统总体方案 . 21.1.1 智能营维云中心 21.1.2 电站生产管理系统 21.1.3 电站监控系统 31.1.4 光伏终端及运维 APP 31.1.5 经营 APP . 3第 2 章 智能营维云中心方案 32.1.1 云中心总体架构 32.1.2 云计算平台方案 42.1.3 集中运维云中心管理系统功能 . 5第 3 章 站级管理系统方案 . 63.1.1 方案总体架构 63.1.2 站级生产管理系统主要功能 . 6第 4 章 传输方案设计 . 74.1.1 专用 VPN 通道 74.1.2 互联网通道 . 84.1.3 传输组网的安全机制 84.1.4 电站传输带宽容量计算 92015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 2 页第 1章 FusionSolar智能光伏电站管理系统总体方案管理系统总体方案示意图如图 1-1 所示。图 1-1 管理系统全景图1.1.1 智能营维云中心智能营维云中心实现对客户全球电站进行集中管理， 提高电站的管理和运维效率，提升发电量，降低管理成本（ 1）基于云计算平台，具备管理数十 GW、数百电站的数据接入能力，支持 25 年、数百 TB 的数据存储，完备的权限控制和鉴权机制，保证数据安全；（ 2）支持多电站接入、扩展接入新电站，将位于全国 /全球不同位置的多个电站当作本地逻辑电站进行管理， 分析各电站全年和各月发电计划完成情况、 运维投入情况，辅助集团领导决策分析；（ 3）汇总多个电站生产数据、融合分析，形成一整套跨电站的 KPI 指标来评估电站的运营情况，评估电站运行健康状态，快速找出短板、给出优化建议。1.1.2 电站生产管理系统生产管理系统 ePMS710， 提供电子化、 移动化的生产运行管理和办公功能，提高电站管理、运行效率（ 1）两票电子化移动化，提升处理效率，缩短处理时间，减少故障引起的2015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 3 页发电损失；（ 2）运维分析和设备评估实现对人、设备、事件精确评估分析，持续优化运维效率。1.1.3 电站监控系统监控系统 eSCS910， 提供完善的光伏电站汇集站和光伏发电侧设备实时监控和管理，及时发现并精确定位故障，提升电站运维效率（ 1）组串式方案高精度组串监测，组件故障快速识别；（ 2）故障精确定位、告警关联分析及告警修复建议，减少现场工作人员的定位时间和分析工作；（ 3）基于设备物理位置、逻辑拓扑和电气接线图的实时监测，直观可视，良好的用户体验。1.1.4 光伏终端及运维 APP 基于智能光伏终端及运维 APP（需 eLTE 智能光伏宽带传输系统支持） ，提供移动化的运维和巡检手段（ 1）提供多种业务功能，如电站列表、告警管理、告警查看、两票管理、资产管理、运营报表等业务功能，为电站运维提供强大的业务支撑；（ 2）突破办公场所的限制，提供新型移动运维模式，实现工作票及操作票移动化、电子化，提升了运维效率。1.1.5 经营 APP 经营 APP，可通过手机实时查询集团及电站 KPI 运营指标（ 1）直观展现集团下属所有电站布局结构及运行状态，同时为电站管理者提供各种运营数据， 如发电报表、 电量统计分析、 电站运行分析、 设备运行分析、运维评估等多维度运营信息；（ 2）为投资机构和投资者提供了解电站运营、收益情况的通道。第 2章 智能营维云中心方案2.1.1 云中心总体架构管理系统集中运维云中心基于华为先进的云技术平台， 实现对多电站的接入和集中管理，其逻辑架构图如图 2-1 所示。2015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 4 页图 2-1 集中运维云中心逻辑架构图2.1.2 云计算平台方案基于华为 FusionSphere云操作系统及刀片式服务器建立云计算资源池， 实现集中管理，分散服务；云平台内资源虚拟化，软硬件资源统一管理，业务软件快速部署、 弹性扩容； 业务模块松耦合， 可分为不同子系统部署到单台或多台虚拟服务器，并可以对虚拟服务器备份和迁移，提升灵活性。系统可靠性设计（ 1） 服务器可靠性。 基于华为刀片式服务器， 提供完整的冗余和备份机制，支持双电源、硬盘热插拔和 RAID 功能，提供硬盘在线故障检测和预警；（ 2）云平台可靠性。基于 FusionManager 的云计算管理平台，支持虚拟服务器的热迁移、 HA 功能；（ 3）异地容灾。支持容灾方案，在异常情况下主备快速切换，保证了系统可靠性，也可保证业务不中断；（ 4）多平面通信隔离。系统通信平面划分为业务平面、存储平面和管理平面，不同平面间采用 VLAN 等技术进行隔离，单个平面故障不影响其余两个平面的正常工作；（ 5）系统加固。支持系统安全加固，并对恶意软件进行防护；（ 6）日志系统。支持完备的安全日志、系统日志、操作日志记录，对于各种操作可以进行分析、审计或回溯，对异常或破坏性事宜可进行追查。2015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 5 页2.1.3 集中运维云中心管理系统功能（ 1）电站管理（集团电站接入与管理）配置电站的静态信息， 包括电站名称、 电站位置、 装机容量、 安装角度、组件布置方式、上网电价等；针对业主及投资者、管理层、专家、站长、运维人员等不同角色，提供访问、 操作对象和操作权限管理， 确保每种角色只能访问被授权的数据、 对管理范围内的对象进行权限范围内的操作；完善的日志管理功能，安全日志查询、统日志查询、操作日志查询；（ 2）报表管理（自动报表系统）集团及电站发电量、 PR 效率、等效小时数、辐照、温度；逆变器发电量、 负载功率、 转换效率、 离散率、 最大输入电流、 告警指标等； 电量报表。支持报表自定义，按照客户关注的指标和对象进行报表定制。（ 3）电站指标及分析（集团发电管理）集团及电站 KPI 指标分析并在大屏显示 发电量、 发电完成比例、 发电效率，运维工单统计。（ 4）系统监控管理系统可对汇集站设备包括线路保护测控装置、 母线保护装置、 公用测控装置，子阵设备箱变、逆变器、环境监测仪、电表进行实时监控；基于逻辑和实际布局的监控视图。（ 5）告警中心（智能告警管理）告警设置和批量操作、 告警过滤查询、 告警关联及根因定位、 告警处理建议及策略（ 6）运维管理两票及缺陷单的生成、跟踪、移动审批；对班组运维活动进行统计；（ 7）资产管理资产台账管理、 备件管理， 支持客户化编码，确保集团范围内资产编号与设备 ESN 号唯一对应；（ 8）办公管理发电计划管理、待办事宜任务管理、人员管理和值班管理。2015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 6 页第 3章 站级管理系统方案3.1.1 方案总体架构光伏电站管理系统包括监控系统和生产管理系统， 监控系统主要提供电站发电侧设备和汇集站设备的实时监控和管理功能；生产管理系统主要提供电子化、移动化的生产运行管理和办公管理功能，如图 3-1 所示。图 3-1 站级管理系统组网图光伏电站管理系统包括电站监控系统和电站生产管理系统。 监控系统主要提供光伏电站光伏发电侧设备和汇集站设备的实时监控和管理功能； 生产管理系统主要提供电子化、移动化的生产运行管理和办公管理功能。根据项目的规模、 地形、 组网的具体特点， 监控系统与光伏子阵之间可采用光纤或者 eLTE 宽带无线网络作为通信传输方式，监控系统与汇集站之间可采用光纤或者局域网的通信传输方式。监控系统与生产管理系统之间通过隔离装置 （可选） 分隔成两个子网， 以确保发电系统的安全管理。3.1.2 站级生产管理系统主要功能（ 1）报表管理（自动报表系统）电站发电量、 PR 效率、等效小时数、辐照、温度；逆变器发电量、负载功率、转换效率、离散率、最大输入电流、告警指标等。2015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 7 页支持报表自定义，按照客户关注的指标和对象进行报表定制。（ 2）电站指标及分析（集团发电管理）电站 KPI 指标分析发电量、发电完成比例、发电效率，运维工单统计。（ 3）系统监控管理系统可对汇集站设备包括线路保护测控装置、 母线保护装置、 公用测控装置，子阵设备箱变、逆变器、环境监测仪、电表进行实时监控。基于逻辑和实际布局的监控视图。（ 4）告警中心（智能告警管理）告警设置和批量操作、 告警过滤查询、 告警关联及根因定位、 告警处理建议及策略。（ 5）运维管理两票及缺陷单的生成、跟踪、移动审批；对班组运维活动进行统计。（ 6）资产管理资产台账管理、 备件管理， 支持客户化编码，确保集团范围内资产编号与设备 ESN 号唯一对应。（ 7）办公管理发电计划管理、待办事宜任务管理、人员管理和值班管理。（ 8）电站数字化配置组态配置， 完成光伏子阵和汇集站智能设备的接入， 建立电站模型， 配置组态视图，确定电站布局。设备资产数字化，设备资产编码与物理坐标、设备电气接线关系唯一对应，为告警快速定位、快速解决奠定基础。站内通信参数设置，包含点表导入、生产管理通讯参数设置、 AGC/AVC 通讯参数设置、第三方监控参数设置。（ 9） AGC/AVC AGC/AVC 相关四遥信息监控，实时显示实时无功功率、目标无功功率、实时有功功率、目标无功功率遥测，以及 AGC/AVC 闭锁遥信状态。通过 IEC-104 协议接入上级 AGC/AVC 服务器。第 4章 传输方案设计4.1.1 专用 VPN 通道通过向电信运营商申请专线业务，在各个站控系统与集维中心之间建立VPN 通道，通常采用的 VPN 技术为 MPLS VPN 、 SDH 等方式。2015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 8 页图 4-1 专用 VPN 通道传输方案4.1.2 互联网通道在集维中心侧与站控侧分别部署 VPN 设备，其中集维中心作为 VPN 服务端，站控作为 VPN 接入端。可选的隧道协议有 GRE、 L2TP、 IPSEC、 SSL 等协议。图 4-2 互联网通道传输方案4.1.3 传输组网的安全机制为确保站控侧和集中运维中心传输的安全性，可在站级生产管理 ePMS710与集中运维 ePMS720之间采用加密传输方式和部署防火墙设备。通常采用 VPN通道模式可大大提高传输的安全性， 在实际部署时可根据互联网安全要求和 NAT、防火墙策略限制等要求进行选择，推荐采用以下两种 VPN 方式 L2TP VPN，或具有安全机制 IPSEC VPN。集维中心运营商 SDH/MPLS VPN电站 1192.168.1.0/24电站 2192.168.2.0/24电站 N192.168.3.0/24集维中心站控 1xDSL 4GInternet2015-2-13 华为保密信息，未经授权禁止扩散 第 9 页4.1.4 电站传输带宽容量计算站级生产管理系统 ePMS710 与集维 ePMS720 之间的连通网络需要能满足以下业务需求从站控到集维的采集数据同步业务、 周期性同步、 对网络可靠性有要求。 传输带宽需求 1MW 需要的传输带宽需求是 30kbps，按电站装机容量累加，建议最低按 2Mbps 起；站控与集维之间的视频业务， 每路 720P视频需 2.4M， 标清 D1 视频需 1.2M，按照并发路数累加，视频的传输需部署集群管理系统。