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)計到2025年，該系統(tǒng)將在全球及中國顯著增長，成為能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的重要力量。國家能源局于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。分布式光伏未來將朝規(guī)范化、差異化、市場化方向發(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)接入電壓等級為10kV，設(shè)有并網(wǎng)點(diǎn)1個。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630kVA變壓器和2臺1600kVA變壓器組成，還包括1臺1470kVA的電動機(jī)。主要的電力來源是來自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)的簡圖：

圖2.1 一次主接線圖（現(xiàn)狀）

3. 分布式光伏設(shè)計

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的單晶硅太陽能光伏組件。在逆變器的選擇上，項(xiàng)目采用了4臺196kW、2臺250kW以及5臺300kW的組串式逆變器，逆變后的電力將匯總并接入一臺3150kVA的升壓變壓器，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場逆變與升壓的結(jié)合。最終，通過一條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)對光伏電站的集中管理，涵蓋設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障報警、運(yùn)行參數(shù)設(shè)定等，并通過遠(yuǎn)動網(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臺升壓變壓器，同時配套建設(shè)并網(wǎng)點(diǎn)光伏開關(guān)站，站內(nèi)將配置4臺高壓柜、1面交直流電源屏、1面綜合自動化保護(hù)屏及1面遠(yuǎn)動通信屏。箱式升壓變處將配置箱變測控裝置，并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)處將裝設(shè)方向過流保護(hù)裝置（故障時聯(lián)動跳開本側(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)時監(jiān)測電流、電壓等電氣參數(shù)，一旦檢測到異常，如過載、短路或接地故障，裝置會迅速切斷電源，防止設(shè)備損壞和火災(zāi)風(fēng)險。

2）防孤島裝置

防孤島裝置防止電網(wǎng)失電時分布式電源未及時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)時電壓和頻率不匹配等問題。裝置實(shí)時監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦檢測到電網(wǎng)斷電，能在規(guī)定時間內(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)測電網(wǎng)實(shí)時狀態(tài)，一旦檢測到異?；蚬收闲盘?，如短路、過載等，立即啟動，將故障儲能單元或設(shè)備與電網(wǎng)斷開，防止故障設(shè)備對電網(wǎng)造成進(jìn)一步損害，確保其他正常運(yùn)行的儲能單元繼續(xù)供電，保障用戶電力需求。

4.2. 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置實(shí)時監(jiān)測儲能站接入電網(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)。通過高精度測量與分析，及時發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問題，如電壓波動、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系統(tǒng)。操作員可實(shí)時監(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)場數(shù)據(jù)并執(zhí)行控制指令，是實(shí)現(xiàn)自動化操作的核心。

圖5.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D

6.       現(xiàn)場圖片展示

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)時監(jiān)測功能

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)時監(jiān)測

7.2逆變器監(jiān)測功能

逆變器數(shù)據(jù)監(jiān)測是光伏發(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。通過數(shù)據(jù)監(jiān)測，用戶可及時發(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

7.3電能質(zhì)量在線監(jiān)測功能

系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測整個供電系統(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)時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，及時發(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)時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)的通信狀態(tài)、各監(jiān)測點(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

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

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，近年來在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，通過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，用戶可通過實(shí)時采集、分析和處理光伏發(fā)電站的數(shù)據(jù)，對整個發(fā)電過程進(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，該系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，為運(yùn)營維護(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)。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊興海.屋頂分布式光伏發(fā)電技術(shù)方案研究[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù), 2024(002):000.

[2] 趙萌萌,胡琴洪,楊大勇,等.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)方案研究[J].電源技術(shù), 2016,40(4):3.DOI:10.3969/j.issn. 1002-087X.2016.04.011.

[3] 李宇豪.屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)調(diào)試與智能運(yùn)維技術(shù)[J].電力系統(tǒng)裝備, 2024(5):33-35.

[4] 安科瑞分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)就地監(jiān)控與運(yùn)維解決方案2024年5月版.