蘭洋+潘甲龍+劉細亮
摘 要:文章探討了大型并網(wǎng)光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng),詳細介紹了其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置,討論了環(huán)形網(wǎng)絡和星形網(wǎng)絡的不同設備配置,同時給出了計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能和監(jiān)控系統(tǒng)各層設備的基本技術(shù)要求,可以作為光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計的參考。
關鍵詞:并網(wǎng)光伏電站;計算機監(jiān)控系統(tǒng);設備配置
引言
隨著光伏發(fā)電技術(shù)的日益成熟,大型兆瓦級并網(wǎng)光伏電站在國內(nèi)大量的建設。大型并網(wǎng)光伏電站一般采用分塊發(fā)電、多支路并網(wǎng)的技術(shù)方案,系統(tǒng)分成若干個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元,每一個光伏發(fā)電單元分別經(jīng)過逆變升壓后經(jīng)高壓配電裝置匯集,然后并入電網(wǎng)。光伏電站占地面積大,發(fā)電設備分散布置,多級并聯(lián)等特點,使光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)電站具有較大的區(qū)別。本文以一個常見的20MW容量35kV高壓并網(wǎng)的光伏電站為例,對光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置做以探討。
1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
根據(jù)光伏發(fā)電的特點,計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng),系統(tǒng)按照三層結(jié)構(gòu)設計,由三層控制設備和兩層網(wǎng)絡設備組成,三層控制設備包括:現(xiàn)地層設備、控制層設備和場站層設備,網(wǎng)絡層包括場站層網(wǎng)絡和現(xiàn)地層網(wǎng)絡。站控層設備需按變電站遠景規(guī)模配置,控制層和現(xiàn)地層設備按本期實際建設規(guī)模配置。場站層和控制層設備布置在電站主控制樓內(nèi)的計算機室及主控制室內(nèi),現(xiàn)地層設備分散布置在光伏電站各發(fā)電子方陣中[1]。
計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)路包括場站層網(wǎng)絡和現(xiàn)地層
網(wǎng)絡,場站層網(wǎng)絡為星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),而現(xiàn)地層網(wǎng)絡可采用環(huán)形和星形兩種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。
20MW光伏電站光伏區(qū)一般設置20個1MW光伏發(fā)電子方陣,每個發(fā)電子方陣配置現(xiàn)地數(shù)據(jù)采集裝置1臺,環(huán)形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為每10個發(fā)電子方針組成1個光纖以太環(huán)網(wǎng),共形成2個光纖以太環(huán)網(wǎng),光纖環(huán)網(wǎng)接入環(huán)網(wǎng)交換機,如圖1所示環(huán)形網(wǎng)絡的安全性較高。星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為20個1MW光伏發(fā)電子方陣的數(shù)據(jù)采集柜采用星形結(jié)構(gòu)接入光纖交換機,如圖2所示。星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,但安全性較低。
現(xiàn)地層每個光伏發(fā)電方陣內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺,采集一個方陣內(nèi)所有匯流箱、逆變器和升壓變壓器測控裝置的數(shù)據(jù),其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如3所示,數(shù)據(jù)采集裝置通過RS485總線通訊方式,每一路RS485輸入可接入多個同類設備。
2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置
2.1 場站層設備配置
計算機監(jiān)控系統(tǒng)場站層設備的配置與常規(guī)變電站配置基本相同,其主要功能是接收控制層設備的所有上送數(shù)據(jù),供運行人員監(jiān)視,并與調(diào)度系統(tǒng)通訊。但并網(wǎng)光伏電站需配置光功率預測系統(tǒng)和功率控制系統(tǒng)。
場站層設備主要包括主機、操作員工作站、遠動工作站等。主機雙機冗余配置,監(jiān)控主機用作站控層數(shù)據(jù)收集、處理。操作員站是站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機界面,用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢,設備狀態(tài)和參數(shù)的查詢,操作指導,操作控制命令的解釋和下達。
2.2 控制層設備配置
控制層設備的主要功能是:接收現(xiàn)地層設備的采集數(shù)據(jù),整理后根據(jù)需要上送至場站層;同時接收場站層的控制指令,并下發(fā)指令至現(xiàn)地層設備。實現(xiàn)發(fā)電單元的實時數(shù)據(jù)庫功能。
控制層設備主要包括:控制層接入交換機、通訊管理機,繼電保護和安全自動裝置及其他智能裝置。環(huán)形網(wǎng)絡和星形網(wǎng)絡配置的區(qū)別在于控制層接入交換機,環(huán)形網(wǎng)絡每個環(huán)網(wǎng)需配置1臺光口環(huán)網(wǎng)交換機,星形網(wǎng)絡配置1臺滿足要求的光口交換機。
2.3 現(xiàn)地層設備配置
現(xiàn)地層每個光伏發(fā)電方陣中設置通訊柜1面,可布置在逆變器室內(nèi),柜內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺,交換機、光電轉(zhuǎn)換裝置等。
匯流箱內(nèi)設置監(jiān)控裝置采集直流斷路器及熔斷器狀態(tài)、各路電流、電壓等信號,對太陽電池組串工作狀態(tài)及直流線路狀態(tài)及線損進行監(jiān)控和管理。
逆變器就地監(jiān)控裝置可監(jiān)控逆變器直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機內(nèi)溫度、頻率、功率因數(shù)、當前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計發(fā)電量、累計CO2減排量、每天發(fā)電功率曲線圖、逆變器的運行狀態(tài)和故障信息等。其故障信息至少應包括電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗[2]。
箱式變電站內(nèi)設測控裝置,可測量箱變高低壓側(cè)電流、電壓、箱變溫度,監(jiān)控箱變內(nèi)高壓側(cè)熔斷器動作信號、低壓側(cè)自動開關動作信號、變壓器瓦斯等非電量信號。
3 結(jié)束語
本文討論了大型并網(wǎng)光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置,可為光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計和設備配置作參考。在計算機和通訊技術(shù)快速發(fā)展的今天,集成化水平越來越高,光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的裝置也在不斷更新?lián)Q代,但因光伏發(fā)電的特點,其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不會有大的變化。
參考文獻
[1]黃海宏,朱晶晶,梁平.通用型光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研制[J].電氣自動化,2010(5):30-33.
[2]張筱文,鄭建勇.光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的設計[J].電工電氣,2010(9):12-20.
作者簡介:蘭洋(1982-),男,陜西宜川人,畢業(yè)于西安交通大學電氣工程與自動化畢業(yè),現(xiàn)就職于特變電工新疆新能源股份有限公司,主要從事光伏電站設計工作。endprint
摘 要:文章探討了大型并網(wǎng)光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng),詳細介紹了其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置,討論了環(huán)形網(wǎng)絡和星形網(wǎng)絡的不同設備配置,同時給出了計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能和監(jiān)控系統(tǒng)各層設備的基本技術(shù)要求,可以作為光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計的參考。
關鍵詞:并網(wǎng)光伏電站;計算機監(jiān)控系統(tǒng);設備配置
引言
隨著光伏發(fā)電技術(shù)的日益成熟,大型兆瓦級并網(wǎng)光伏電站在國內(nèi)大量的建設。大型并網(wǎng)光伏電站一般采用分塊發(fā)電、多支路并網(wǎng)的技術(shù)方案,系統(tǒng)分成若干個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元,每一個光伏發(fā)電單元分別經(jīng)過逆變升壓后經(jīng)高壓配電裝置匯集,然后并入電網(wǎng)。光伏電站占地面積大,發(fā)電設備分散布置,多級并聯(lián)等特點,使光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)電站具有較大的區(qū)別。本文以一個常見的20MW容量35kV高壓并網(wǎng)的光伏電站為例,對光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置做以探討。
1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
根據(jù)光伏發(fā)電的特點,計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng),系統(tǒng)按照三層結(jié)構(gòu)設計,由三層控制設備和兩層網(wǎng)絡設備組成,三層控制設備包括:現(xiàn)地層設備、控制層設備和場站層設備,網(wǎng)絡層包括場站層網(wǎng)絡和現(xiàn)地層網(wǎng)絡。站控層設備需按變電站遠景規(guī)模配置,控制層和現(xiàn)地層設備按本期實際建設規(guī)模配置。場站層和控制層設備布置在電站主控制樓內(nèi)的計算機室及主控制室內(nèi),現(xiàn)地層設備分散布置在光伏電站各發(fā)電子方陣中[1]。
計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)路包括場站層網(wǎng)絡和現(xiàn)地層
網(wǎng)絡,場站層網(wǎng)絡為星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),而現(xiàn)地層網(wǎng)絡可采用環(huán)形和星形兩種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。
20MW光伏電站光伏區(qū)一般設置20個1MW光伏發(fā)電子方陣,每個發(fā)電子方陣配置現(xiàn)地數(shù)據(jù)采集裝置1臺,環(huán)形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為每10個發(fā)電子方針組成1個光纖以太環(huán)網(wǎng),共形成2個光纖以太環(huán)網(wǎng),光纖環(huán)網(wǎng)接入環(huán)網(wǎng)交換機,如圖1所示環(huán)形網(wǎng)絡的安全性較高。星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為20個1MW光伏發(fā)電子方陣的數(shù)據(jù)采集柜采用星形結(jié)構(gòu)接入光纖交換機,如圖2所示。星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,但安全性較低。
現(xiàn)地層每個光伏發(fā)電方陣內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺,采集一個方陣內(nèi)所有匯流箱、逆變器和升壓變壓器測控裝置的數(shù)據(jù),其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如3所示,數(shù)據(jù)采集裝置通過RS485總線通訊方式,每一路RS485輸入可接入多個同類設備。
2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置
2.1 場站層設備配置
計算機監(jiān)控系統(tǒng)場站層設備的配置與常規(guī)變電站配置基本相同,其主要功能是接收控制層設備的所有上送數(shù)據(jù),供運行人員監(jiān)視,并與調(diào)度系統(tǒng)通訊。但并網(wǎng)光伏電站需配置光功率預測系統(tǒng)和功率控制系統(tǒng)。
場站層設備主要包括主機、操作員工作站、遠動工作站等。主機雙機冗余配置,監(jiān)控主機用作站控層數(shù)據(jù)收集、處理。操作員站是站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機界面,用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢,設備狀態(tài)和參數(shù)的查詢,操作指導,操作控制命令的解釋和下達。
2.2 控制層設備配置
控制層設備的主要功能是:接收現(xiàn)地層設備的采集數(shù)據(jù),整理后根據(jù)需要上送至場站層;同時接收場站層的控制指令,并下發(fā)指令至現(xiàn)地層設備。實現(xiàn)發(fā)電單元的實時數(shù)據(jù)庫功能。
控制層設備主要包括:控制層接入交換機、通訊管理機,繼電保護和安全自動裝置及其他智能裝置。環(huán)形網(wǎng)絡和星形網(wǎng)絡配置的區(qū)別在于控制層接入交換機,環(huán)形網(wǎng)絡每個環(huán)網(wǎng)需配置1臺光口環(huán)網(wǎng)交換機,星形網(wǎng)絡配置1臺滿足要求的光口交換機。
2.3 現(xiàn)地層設備配置
現(xiàn)地層每個光伏發(fā)電方陣中設置通訊柜1面,可布置在逆變器室內(nèi),柜內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺,交換機、光電轉(zhuǎn)換裝置等。
匯流箱內(nèi)設置監(jiān)控裝置采集直流斷路器及熔斷器狀態(tài)、各路電流、電壓等信號,對太陽電池組串工作狀態(tài)及直流線路狀態(tài)及線損進行監(jiān)控和管理。
逆變器就地監(jiān)控裝置可監(jiān)控逆變器直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機內(nèi)溫度、頻率、功率因數(shù)、當前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計發(fā)電量、累計CO2減排量、每天發(fā)電功率曲線圖、逆變器的運行狀態(tài)和故障信息等。其故障信息至少應包括電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗[2]。
箱式變電站內(nèi)設測控裝置,可測量箱變高低壓側(cè)電流、電壓、箱變溫度,監(jiān)控箱變內(nèi)高壓側(cè)熔斷器動作信號、低壓側(cè)自動開關動作信號、變壓器瓦斯等非電量信號。
3 結(jié)束語
本文討論了大型并網(wǎng)光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置,可為光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計和設備配置作參考。在計算機和通訊技術(shù)快速發(fā)展的今天,集成化水平越來越高,光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的裝置也在不斷更新?lián)Q代,但因光伏發(fā)電的特點,其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不會有大的變化。
參考文獻
[1]黃海宏,朱晶晶,梁平.通用型光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的研制[J].電氣自動化,2010(5):30-33.
[2]張筱文,鄭建勇.光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的設計[J].電工電氣,2010(9):12-20.
作者簡介:蘭洋(1982-),男,陜西宜川人,畢業(yè)于西安交通大學電氣工程與自動化畢業(yè),現(xiàn)就職于特變電工新疆新能源股份有限公司,主要從事光伏電站設計工作。endprint
摘 要:文章探討了大型并網(wǎng)光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng),詳細介紹了其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置,討論了環(huán)形網(wǎng)絡和星形網(wǎng)絡的不同設備配置,同時給出了計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能和監(jiān)控系統(tǒng)各層設備的基本技術(shù)要求,可以作為光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計的參考。
關鍵詞:并網(wǎng)光伏電站;計算機監(jiān)控系統(tǒng);設備配置
引言
隨著光伏發(fā)電技術(shù)的日益成熟,大型兆瓦級并網(wǎng)光伏電站在國內(nèi)大量的建設。大型并網(wǎng)光伏電站一般采用分塊發(fā)電、多支路并網(wǎng)的技術(shù)方案,系統(tǒng)分成若干個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元,每一個光伏發(fā)電單元分別經(jīng)過逆變升壓后經(jīng)高壓配電裝置匯集,然后并入電網(wǎng)。光伏電站占地面積大,發(fā)電設備分散布置,多級并聯(lián)等特點,使光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)電站具有較大的區(qū)別。本文以一個常見的20MW容量35kV高壓并網(wǎng)的光伏電站為例,對光伏電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置做以探討。
1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
根據(jù)光伏發(fā)電的特點,計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng),系統(tǒng)按照三層結(jié)構(gòu)設計,由三層控制設備和兩層網(wǎng)絡設備組成,三層控制設備包括:現(xiàn)地層設備、控制層設備和場站層設備,網(wǎng)絡層包括場站層網(wǎng)絡和現(xiàn)地層網(wǎng)絡。站控層設備需按變電站遠景規(guī)模配置,控制層和現(xiàn)地層設備按本期實際建設規(guī)模配置。場站層和控制層設備布置在電站主控制樓內(nèi)的計算機室及主控制室內(nèi),現(xiàn)地層設備分散布置在光伏電站各發(fā)電子方陣中[1]。
計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)路包括場站層網(wǎng)絡和現(xiàn)地層
網(wǎng)絡,場站層網(wǎng)絡為星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),而現(xiàn)地層網(wǎng)絡可采用環(huán)形和星形兩種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。
20MW光伏電站光伏區(qū)一般設置20個1MW光伏發(fā)電子方陣,每個發(fā)電子方陣配置現(xiàn)地數(shù)據(jù)采集裝置1臺,環(huán)形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為每10個發(fā)電子方針組成1個光纖以太環(huán)網(wǎng),共形成2個光纖以太環(huán)網(wǎng),光纖環(huán)網(wǎng)接入環(huán)網(wǎng)交換機,如圖1所示環(huán)形網(wǎng)絡的安全性較高。星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為20個1MW光伏發(fā)電子方陣的數(shù)據(jù)采集柜采用星形結(jié)構(gòu)接入光纖交換機,如圖2所示。星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,但安全性較低。
現(xiàn)地層每個光伏發(fā)電方陣內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺,采集一個方陣內(nèi)所有匯流箱、逆變器和升壓變壓器測控裝置的數(shù)據(jù),其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如3所示,數(shù)據(jù)采集裝置通過RS485總線通訊方式,每一路RS485輸入可接入多個同類設備。
2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置
2.1 場站層設備配置
計算機監(jiān)控系統(tǒng)場站層設備的配置與常規(guī)變電站配置基本相同,其主要功能是接收控制層設備的所有上送數(shù)據(jù),供運行人員監(jiān)視,并與調(diào)度系統(tǒng)通訊。但并網(wǎng)光伏電站需配置光功率預測系統(tǒng)和功率控制系統(tǒng)。
場站層設備主要包括主機、操作員工作站、遠動工作站等。主機雙機冗余配置,監(jiān)控主機用作站控層數(shù)據(jù)收集、處理。操作員站是站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機界面,用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢,設備狀態(tài)和參數(shù)的查詢,操作指導,操作控制命令的解釋和下達。
2.2 控制層設備配置
控制層設備的主要功能是:接收現(xiàn)地層設備的采集數(shù)據(jù),整理后根據(jù)需要上送至場站層;同時接收場站層的控制指令,并下發(fā)指令至現(xiàn)地層設備。實現(xiàn)發(fā)電單元的實時數(shù)據(jù)庫功能。
控制層設備主要包括:控制層接入交換機、通訊管理機,繼電保護和安全自動裝置及其他智能裝置。環(huán)形網(wǎng)絡和星形網(wǎng)絡配置的區(qū)別在于控制層接入交換機,環(huán)形網(wǎng)絡每個環(huán)網(wǎng)需配置1臺光口環(huán)網(wǎng)交換機,星形網(wǎng)絡配置1臺滿足要求的光口交換機。
2.3 現(xiàn)地層設備配置
現(xiàn)地層每個光伏發(fā)電方陣中設置通訊柜1面,可布置在逆變器室內(nèi),柜內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集裝置1臺,交換機、光電轉(zhuǎn)換裝置等。
匯流箱內(nèi)設置監(jiān)控裝置采集直流斷路器及熔斷器狀態(tài)、各路電流、電壓等信號,對太陽電池組串工作狀態(tài)及直流線路狀態(tài)及線損進行監(jiān)控和管理。
逆變器就地監(jiān)控裝置可監(jiān)控逆變器直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機內(nèi)溫度、頻率、功率因數(shù)、當前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計發(fā)電量、累計CO2減排量、每天發(fā)電功率曲線圖、逆變器的運行狀態(tài)和故障信息等。其故障信息至少應包括電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP故障、通訊失敗[2]。
箱式變電站內(nèi)設測控裝置,可測量箱變高低壓側(cè)電流、電壓、箱變溫度,監(jiān)控箱變內(nèi)高壓側(cè)熔斷器動作信號、低壓側(cè)自動開關動作信號、變壓器瓦斯等非電量信號。
3 結(jié)束語
本文討論了大型并網(wǎng)光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置,可為光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計和設備配置作參考。在計算機和通訊技術(shù)快速發(fā)展的今天,集成化水平越來越高,光伏電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的裝置也在不斷更新?lián)Q代,但因光伏發(fā)電的特點,其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不會有大的變化。
參考文獻
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作者簡介:蘭洋(1982-),男,陜西宜川人,畢業(yè)于西安交通大學電氣工程與自動化畢業(yè),現(xiàn)就職于特變電工新疆新能源股份有限公司,主要從事光伏電站設計工作。endprint