一、項目背景

隨著全球能源轉(zhuǎn)型的加速，分布式光伏發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源利用方式，得到了廣泛應(yīng)用。然而，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通常具有分布廣、站點多、設(shè)備種類多、管理難度大等特點，傳統(tǒng)的人工巡檢和監(jiān)控方式難以滿足其高效運(yùn)維的需求。同時，光伏發(fā)電功率易受氣象、環(huán)境條件影響，具有較大的波動性和隨機(jī)性，影響供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和光伏系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度。在這樣的背景下，構(gòu)建一套高效、智能的分布式光伏發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為重要。

二、設(shè)備選型

在眾多的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品中，捷米特工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)憑借其強(qiáng)大的功能和卓越的性能脫穎而出，被選用于該分布式光伏發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

·基本信息：JM-WG310-4G是一款工業(yè)級4G物聯(lián)網(wǎng)模塊，支持4G網(wǎng)絡(luò)，能確保數(shù)據(jù)在不同區(qū)域穩(wěn)定、高速傳輸。外觀小巧精致，專為滿足復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下的無線通信需求而生。

·功能特性：具備強(qiáng)大的邊緣計算能力，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地處理與分析，減輕云端服務(wù)器負(fù)擔(dān)。支持多種工業(yè)協(xié)議，如ModbusTCP/IP、MQTT等，能夠與光伏系統(tǒng)中的各種設(shè)備進(jìn)行無縫對接和數(shù)據(jù)交互。采用VPN加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

三、系統(tǒng)架構(gòu)與工作原理

·系統(tǒng)架構(gòu)：該遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由分布式光伏電站的現(xiàn)場設(shè)備層、捷米特無線數(shù)傳模塊、MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺以及監(jiān)控中心組成?，F(xiàn)場設(shè)備層包括光伏板、逆變器、匯流箱、傳感器等設(shè)備，用于采集光伏發(fā)電過程中的各種數(shù)據(jù)，如電壓、電流、功率、溫度、光照強(qiáng)度等。

·工作原理：捷米特邊緣計算網(wǎng)關(guān)通過4G網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場設(shè)備層的各個設(shè)備相連，實時采集設(shè)備的數(shù)據(jù)，并按照設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)換。然后，將處理后的數(shù)據(jù)通過MQTT協(xié)議上傳至MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺。云平臺對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的存儲、分析和處理，并以直觀的圖表、曲線等形式展示在監(jiān)控中心的界面上，供運(yùn)維人員實時查看和監(jiān)控。同時，運(yùn)維人員也可以通過MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺向網(wǎng)關(guān)發(fā)送指令，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和參數(shù)配置。

四、實施過程

1.需求分析與方案設(shè)計：在項目實施前，對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模、設(shè)備分布、數(shù)據(jù)采集需求等進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研和分析。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，制定了基于捷米特工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)劃、數(shù)據(jù)采集點設(shè)置等。

2.設(shè)備安裝與調(diào)試：按照方案要求，在各個分布式光伏電站的現(xiàn)場安裝了捷米特4G物聯(lián)網(wǎng)模塊，并將其與光伏板、逆變器、匯流箱等設(shè)備進(jìn)行連接。在安裝過程中，確保網(wǎng)關(guān)的安裝位置符合電磁兼容性要求，避免信號干擾。完成硬件安裝后，對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行上電調(diào)試，配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、設(shè)備連接參數(shù)等，確保網(wǎng)關(guān)能夠正常工作并與MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺建立穩(wěn)定連接。

3.數(shù)據(jù)采集與配置：通過網(wǎng)關(guān)的配置界面，添加和配置了與各個設(shè)備通訊的參數(shù)，如設(shè)備的IP地址、端口號、協(xié)議類型、寄存器地址等，實現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的采集。同時，根據(jù)實際需求，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、轉(zhuǎn)換和計算，以便更好地滿足監(jiān)控和分析的要求。

4.MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺對接與功能開發(fā)：將捷米特智能網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)通過MQTT協(xié)議上傳至MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺，并在云平臺上進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲、管理和展示。開發(fā)了相應(yīng)的監(jiān)控界面和功能模塊，如實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析與報表生成、設(shè)備遠(yuǎn)程控制等，實現(xiàn)了對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的全面遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

五、應(yīng)用效果與價值

·提高運(yùn)維效率：實現(xiàn)了對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)各設(shè)備的實時遠(yuǎn)程監(jiān)控，運(yùn)維人員無需再頻繁前往現(xiàn)場進(jìn)行巡檢和數(shù)據(jù)采集，大大節(jié)省了時間和人力成本。通過MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺，運(yùn)維人員可以隨時隨地查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障，提高了系統(tǒng)的可用性和可靠性。

·優(yōu)化發(fā)電性能：通過對采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，可以深入了解光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和性能特點，為優(yōu)化發(fā)電效率、提高電能質(zhì)量提供了有力支持。例如，根據(jù)光照強(qiáng)度、溫度等環(huán)境因素對發(fā)電功率的影響規(guī)律，合理調(diào)整光伏板的角度和逆變器的運(yùn)行參數(shù)，實現(xiàn)發(fā)電量的最大化。

·保障系統(tǒng)安全：捷米特邊緣計算網(wǎng)關(guān)具備數(shù)據(jù)加密傳輸功能，確保了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，防止數(shù)據(jù)泄露和篡改。同時，網(wǎng)關(guān)還具備設(shè)備接入認(rèn)證和訪問控制功能，有效防止未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備接入系統(tǒng)，保障了整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全。

六、總結(jié)與展望

捷米特JM-WG310-4G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)在分布式光伏發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，為光伏發(fā)電行業(yè)的智能化升級提供了有力支持。

（具體內(nèi)容配置過程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。）