对中国来说，常规能源很有限，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。由此可见，中国发展新能源的需求是十分迫切的。而太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有清洁性、安全性、广泛性、免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位[1]。在今后的十几年中，中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统，中国太阳能光伏发电发展潜力巨大。那么作为一个电站，安全稳定的运行必须要可靠的监控系统来支持，因此探索光伏电站的监控系统模式很有必要。

1 监控系统的网络结构[3]

通常情况下，在西部大面积的光伏电站，每1 MW容量的光伏发电区域，被划分为一个“区”。在这个“区”中，配备有2台逆变器（每台500 kW），这2台逆变器被放置在一个名叫“兆瓦房”的小室中，同时还会有一面通信管理机屏柜。有的现场也有2个“区”共享一面通信柜的情况，然而对于通信来说，只要有一台通信管理机，就将其作为局域网中的一个节点进行处理。比如西北某10 MW的光伏电站，每1 MW为一区，每区配1面通信柜，就会有10面通信柜，而升压站一般也会有1面通信柜，所以至少有11个网络节点，那么这些节点组网的方式有以下2种。

(4)考核模式的改革：引入多元化的考核手段，将期末考试、课内实验、在线测试、课程作业等结合起来，由原有的“期末笔试+课内实验”，改进为“期末笔试+过程考核”。

星型拓扑结构：厂站内所有节点都接在一台交换机上，如图1所示。

  

图1 星型拓扑结构

环网拓扑结构：此种方式一般是光伏站各个区的通信管理机组成一个或多个环网的形式，如图2所示。

模式1：各区通信管理机直通后台服务器。这种模式是各区通信管理机将点直接转发后台上，如图3所示。

  

图2 环网拓扑结构

该模式的优点：单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网；缺点：从网络结构上来说，现场使用星型网络要耗费大量的光缆，并且中央交换机的负荷比较大，如果中央交换机出现故障，则全网都会受到影响。

模式2：各区通信管理机先与升压站的通信管理机通信，升压站的通信管理机再将数据传送给后台服务器，如图4所示。

2 监控系统的通信模式

药后15 d，30 g/L甲基二磺隆4个剂量处理及对照药剂（CK）对野燕麦的株防效分别为83.73%，88.39%，92.86%，96.11%，87.61%；对雀麦的株防效分别为84.53%，89.77%，91.83%，93.90%，92.71%（表2）。

  

图3 区通信管理机与监控系统直通

对星型结构来说，由于光伏区与升压站之间距离太远，总布线距离长。整个网络采用集中式通信，分节点直接与中心节点进行数据交互，若某节点线缆出现故障，将导致数据无法传输[4]。而对环网结构来说，需要将几个区通信管理机柜中的环网交换机，以“手拉手”的方式用光纤来连接，利用其自愈性能，出现故障时，切换至备用线路，实现信号迅速恢复的要求，且线缆的利用率高。

她走进来的时候没有开灯，隐隐约约中，我仿佛看到摇曳的枯树枝影照在她清纯透明的脸庞上，我仍然记得，第一次与她相遇时深呼吸之后漫入鼻腔的芬芳，她有教人沉迷的味道，血红的浓郁和银白的清香，那副隐藏在她身体里迷人婀娜的骨架是我的全部生命。

  

图4 光伏区与升压站的通信管理机通

该模式的优点：厂站内所有的点都会集中到升压站通信管理机中，后台只需与这台通信管理机建立一个通道，就能够获取整个厂站的信息；缺点：升压站通信管理机的负荷比较大，若这台通信管理机出现故障，整个厂站都不能被后台监控，并且经一台通信管理机转发后，到达后台的时间会延迟。

模式3：将光伏区的通信管理机分组，比如5个一组。在这一个组中，选一台通信管理机作为主站，负责收集整个组中所有通信机的信息，然后再将数据转发至后台，如图5所示。

  

图5 区通信管理机分组通信

该模式的优点：厂站内所有的点集中到几台通信管理机中，后台监控系统只需与几台通信管理机建立通道，就能够获取整个厂站的信息；缺点：经一台通信管理机转发后，同样存在时间延迟的问题。

4 结束语

通过对以上监控系统网络结构及通信模式优缺点的分析，光伏现场网络结构最好构建环网，以此来防止星型网络中处于中央位置的交换机负荷过重，降低丢包率，保证通信质量；光伏现场监控系统通信模式最好是模式1，这样即使有一个区的通信管理机发生故障，也不会影响其他区的通信。

2007年葡萄牙大波尔图大学的Fernando Almeida等人设计了一种用于机器人的多自由度主动柔顺末端操作器，主要由直流电机、滚柱丝杠和上下平台等组成，通过6个直流电机控制上下平台的位姿，实现多自由度主动柔顺控制，如图31所示[43]。

参考文献

[1]张伯泉，杨宜民. 风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势[J]. 中国电力，2006, 39(6)：65-69.

[2]杨杰，王素美. 3 kW屋顶并网光伏发电系统的设计方案[J]. 能源研究与利用，2012(2)：32-33.

[3]张筱文，郑建勇. 光伏电站监控系统的设计[J]. 电工电气, 2010(9)：12-16.

[4]王成福，李锐，等. 光伏发电监控系统的设计与实现[J]. 电力系统通信，2011，32(6)： 53-57.