摘要：分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要安裝于屋頂、建筑立面或空閑土地，靠近用電負(fù)荷中心。預(yù)計(jì)到2025年，該系統(tǒng)將在全球及中國(guó)顯著增長(zhǎng)，成為能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的重要力量。國(guó)家能源局于2025年1月發(fā)布《分布式光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)管理辦法》，明確了分布式光伏的分類、上網(wǎng)模式、備案管理、電網(wǎng)接入等規(guī)定。分布式光伏未來(lái)將朝規(guī)范化、差異化、市場(chǎng)化方向發(fā)展，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳"目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建。為滿足政策要求，分布式光伏發(fā)電站需部署監(jiān)控系統(tǒng)，以優(yōu)化運(yùn)維成本、提升能源效率、降低碳排放，支持清潔能源轉(zhuǎn)型。本文以嘉興亨泰新能源有限公司2996.37KWP分布式光伏項(xiàng)目為例，探討安科瑞Acrel-1000DP監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；清潔能源；監(jiān)控系統(tǒng)

1. 項(xiàng)目概述

位于浙江省嘉興市秀洲區(qū)王江涇鎮(zhèn)新橋社區(qū)南虹路工業(yè)區(qū)的嘉興亨泰新能源有限公司2996.37KWP分布式光伏項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱“本項(xiàng)目"），在嘉興市鳴竣紡織有限公司的屋頂上建設(shè)了光伏電站。該項(xiàng)目采用用戶側(cè)接入方式，通過(guò)電纜與廠區(qū)原有的配電房10kV母線并網(wǎng)，電網(wǎng)接入電壓等級(jí)為10kV，設(shè)有并網(wǎng)點(diǎn)1個(gè)。此外，本項(xiàng)目采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的分布式發(fā)電消納方式。

2. 用電現(xiàn)狀

嘉興市鳴竣紡織有限公司目前的電力供應(yīng)系統(tǒng)由1臺(tái)630kVA變壓器和2臺(tái)1600kVA變壓器組成，還包括1臺(tái)1470kVA的電動(dòng)機(jī)。主要的電力來(lái)源是來(lái)自110kV王江涇變電站的10kV鳴竣142線路。下面展示了用戶電力供應(yīng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖：

圖2.1 一次主接線圖（現(xiàn)狀）

3. 分布式光伏設(shè)計(jì)

嘉興市鳴竣紡織有限公司屋頂將建設(shè)一座光伏電站，該項(xiàng)目總?cè)萘窟_(dá)到2996.37kWp。電站的建設(shè)將利用5122塊585Wp的單晶硅太陽(yáng)能光伏組件。在逆變器的選擇上，項(xiàng)目采用了4臺(tái)196kW、2臺(tái)250kW以及5臺(tái)300kW的組串式逆變器，逆變后的電力將匯總并接入一臺(tái)3150kVA的升壓變壓器，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)逆變與升壓的結(jié)合。最終，通過(guò)一條10kV的線路將電力并入廠區(qū)現(xiàn)有的配電房10kV母線。

圖3.1 光伏接入系統(tǒng)示意圖

4. 技術(shù)方案概述

本項(xiàng)目采納Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站的集中管理，涵蓋設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、運(yùn)行參數(shù)設(shè)定等，并通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)關(guān)將信息上傳至調(diào)度中心。

嘉興市鳴竣紡織有限公司廠區(qū)內(nèi)將新建1臺(tái)升壓變壓器，同時(shí)配套建設(shè)并網(wǎng)點(diǎn)光伏開關(guān)站，站內(nèi)將配置4臺(tái)高壓柜、1面交直流電源屏、1面綜合自動(dòng)化保護(hù)屏及1面遠(yuǎn)動(dòng)通信屏。箱式升壓變處將配置箱變測(cè)控裝置，并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)處將裝設(shè)方向過(guò)流保護(hù)裝置（故障時(shí)聯(lián)動(dòng)跳開本側(cè)斷路器），光伏電站側(cè)將配置故障解列裝置（異常時(shí)執(zhí)行光伏并網(wǎng)點(diǎn)跳閘），并網(wǎng)點(diǎn)同步配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置及防孤島保護(hù)裝置，形成完整的電氣保護(hù)及監(jiān)測(cè)體系。

4.1. 二次電氣設(shè)備

1）線路保護(hù)裝置

線路保護(hù)裝置確保電氣設(shè)備安全運(yùn)行。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流、電壓等電氣參數(shù)，一旦檢測(cè)到異常，如過(guò)載、短路或接地故障，裝置會(huì)迅速切斷電源，防止設(shè)備損壞和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

2）防孤島裝置

防孤島裝置防止電網(wǎng)失電時(shí)分布式電源未及時(shí)斷開連接形成孤島狀態(tài)，可能造成分布式電源不可控、電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)電壓和頻率不匹配等問(wèn)題。裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，一旦檢測(cè)到電網(wǎng)斷電，能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接，并具備高頻、低頻、過(guò)電壓、低電壓保護(hù)等多種保護(hù)功能，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3）故障解列裝置

故障解列裝置監(jiān)測(cè)電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)，一旦檢測(cè)到異常或故障信號(hào)，如短路、過(guò)載等，立即啟動(dòng)，將故障儲(chǔ)能單元或設(shè)備與電網(wǎng)斷開，防止故障設(shè)備對(duì)電網(wǎng)造成進(jìn)一步損害，確保其他正常運(yùn)行的儲(chǔ)能單元繼續(xù)供電，保障用戶電力需求。

4.2. 電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置

電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能站接入電網(wǎng)后的電能質(zhì)量，包括電壓偏差、頻率偏差、諧波含量、三相不平衡度等關(guān)鍵指標(biāo)。通過(guò)高精度測(cè)量與分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問(wèn)題，如電壓波動(dòng)、諧波污染等，為運(yùn)維人員提供告警信息，數(shù)據(jù)記錄功能支持后續(xù)故障排查和電能質(zhì)量治理。

4.3. 遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸

本項(xiàng)目信息傳輸采用光纖通信方式。根據(jù)光伏電站接入原則，嘉興市鳴竣紡織有限公司相關(guān)業(yè)務(wù)通過(guò)光電一體化設(shè)備傳送至110kV王江涇變，經(jīng)王江涇變SDH傳輸設(shè)備接入嘉興供電公司光纖環(huán)網(wǎng)A平面，建設(shè)嘉興市鳴竣紡織有限公司至嘉興調(diào)度的通信通道。

5. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

本項(xiàng)目使用基于國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-1000DP，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分層分布式，包括站控層、通信層和設(shè)備層。

站控層負(fù)責(zé)集中管理和控制整個(gè)系統(tǒng)。操作員可實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能調(diào)度與優(yōu)化。

通信層負(fù)責(zé)信息傳遞與數(shù)據(jù)交互，確保設(shè)備和系統(tǒng)組件間無(wú)縫連接和協(xié)同工作，支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，適應(yīng)不同規(guī)模和需求的應(yīng)用場(chǎng)景，保證系統(tǒng)靈活性和可擴(kuò)展性。

設(shè)備層包括各種傳感器、執(zhí)行器和控制器等硬件設(shè)備。這些設(shè)備負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并執(zhí)行控制指令，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的核心。

圖5.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D

6.       現(xiàn)場(chǎng)圖片展示

圖6.1 預(yù)制艙（高壓室、低壓室、二次設(shè)備室）

圖6.2 高壓柜圖

 6.3 二次設(shè)備組屏

7. 系統(tǒng)功能詳述

7.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能

系統(tǒng)能直觀展示新建光伏電站一次系統(tǒng)圖，實(shí)時(shí)顯示采集數(shù)據(jù)，包括電站內(nèi)開關(guān)柜和故障解列、防孤島裝置等二次設(shè)備的電壓、電流、功率等關(guān)鍵參數(shù)，以及開關(guān)柜內(nèi)斷路器、手車的分合狀態(tài)等。

圖7.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

7.2逆變器監(jiān)測(cè)功能

逆變器數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)是光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵部分，負(fù)責(zé)收集、分析和處理逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、功率和溫度等參數(shù)，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和zui 優(yōu)性能。通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，用戶可及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常，進(jìn)行故障診斷與維護(hù)，提高系統(tǒng)整體效率與可靠性。

圖7.2 逆變器監(jiān)測(cè)

7.3電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)功能

系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測(cè)整個(gè)供電系統(tǒng)電能質(zhì)量，包括穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分比和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度百分比和正序/負(fù)序/零序電流值。

圖7.3 電能質(zhì)量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

7.4調(diào)度上傳功能

系統(tǒng)采用專網(wǎng)方式配置獨(dú)立遠(yuǎn)動(dòng)裝置，將光伏電站信息安全上傳至嘉興調(diào)度。在系統(tǒng)側(cè)配置1套光電一體化設(shè)備，相關(guān)業(yè)務(wù)通過(guò)以太網(wǎng)方式傳送至王江經(jīng)變，再經(jīng)110kV王江涇變轉(zhuǎn)接至SDH傳輸設(shè)備，經(jīng)過(guò)嘉興供電公司光纖環(huán)網(wǎng)A平面?zhèn)魉椭良闻d調(diào)度，組織光伏站至配調(diào)和嘉興區(qū)域分布式電源調(diào)控系統(tǒng)的通信通道。

8. 結(jié)語(yǔ)

分布式屋頂光伏作為清潔能源領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用形式，近年來(lái)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，通過(guò)在建筑頂部空間鋪設(shè)光伏組件實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，構(gòu)建了自發(fā)自用、余電上網(wǎng)等多種上網(wǎng)模式。Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用顯著提升了發(fā)電站的管理效能，用戶可通過(guò)實(shí)時(shí)采集、分析和處理光伏發(fā)電站的數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)發(fā)電過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)控和管理，確保發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。同時(shí)，該系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，為運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，優(yōu)化光伏發(fā)電的整體性能，不僅提升了經(jīng)濟(jì)效益，也為可再生能源的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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