分布式光伏監控係統在浙江安吉成新照明電器有限公司光伏發電項目中的應用

摘 要：分布式光伏發電站是指將光伏發電組件安裝在用戶的建築物屋頂、空地或其他適合的場地上，利用太陽能進行發電的一種可再生能源利用方式，與(yu) 傳(chuan) 統的大型集中式光伏電站相比，分布式光伏發電具有更靈活的布局、更低的建設成本和更高的能效，能夠有效滿足用戶的用電需求，同時減輕對環境的影響。電站通常由光伏組件、逆變器、支架係統、電纜和監控係統等幾個(ge) 主要部分組成，光伏組件是將太陽光轉化為(wei) 電能的核心部分；逆變器則將直流電轉換為(wei) 交流電；支架係統用於(yu) 固定光伏組件；電纜用於(yu) 連接各個(ge) 組件；而監控係統則用於(yu) 主要用於(yu) 實時監測、數據分析和故障診斷。本文介紹了安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監控係統在浙江安吉成新照明電器有限公司3234.465kWp分布式光伏發電項目中的應用，該係統的應用有效提升了光伏發電係統的運行效率和可靠性。

關(guan) 鍵詞：可再生能源；分布式光伏；光伏監控係統

1.項目概述

     浙江安吉成新照明電器有限公司是螺旋節能燈毛管專(zhuan) 業(ye) 生產(chan) 型企業(ye) ，成立於(yu) 2007年6月，擁有的全自動生產(chan) 線、強大的技術實力以及經驗豐(feng) 富的管理隊伍，專(zhuan) 業(ye) 生產(chan) 綠環保型產(chan) 品，是政府倡導的朝陽產(chan) 業(ye) 。

       浙江安吉成新照明電器有限公司3234.465kWp分布式光伏發電項目（以下簡稱“本項目"）由湖州翔傲電力科技有限公司投資，采用“全額上網"模式，建設光伏電站總容量為(wei) 3234.465kWp。項目位於(yu) 浙江省湖州市安吉縣溪龍鄉(xiang) 溪龍村涼亭崗自然村，利用浙江安吉成新照明電器有限公司的廠房屋頂安裝太陽能光伏板，項目預計首年發電量304.77萬(wan) kWh，25年總發電量7106.03萬(wan) kWh，年平均發電量284.24萬(wan) kWh。每年可節約燃燒標準煤約932.31噸，相應每年可減少燃煤所造成的多種有害氣體(ti) 的排放，其中二氧化硫（SO2）85.27噸，氮氧化合物（NOx）42.63噸，粉塵773.13噸，可減輕排放溫室效應性氣體(ti) 二氧化碳（CO2）2833.87噸。

2.用電現狀

      浙江安吉成新照明電器有限公司由10kV電壓等級供電，現有10kV降壓配電房1座，配變總規模為(wei) 630kVA+250kVA，電源來自110kV溪龍變電站10kV溪工202線#2+1杆，采用高供高計計量方式。

 圖2.1 一次主接線圖（現狀）

3.分布式光伏設計

     本項目利用浙江安吉成新照明電器有限公司6個(ge) 廠房屋頂，合計約24000平方米，建設總裝機規模為(wei) 3234.465kWp的光伏發電項目。共采用585W單晶矽太陽能電池組件5529塊，通過串/並聯方式組成光伏發電陣列，發電單元內(nei) 每18/19/20/21/22/24/25/26塊光伏組件串聯為(wei) 一個(ge) 光伏組串，並聯組串數共298串，組串式逆變器10台，容量為(wei) 320kW/196kW/230kW，輸出為(wei) 0.8kV低壓交流電壓，分別接入變壓器升壓至10kV，經開關(guan) 站後接入至10kV線路，以10kV電壓等級接入電網，采用“全額上網"接入。

圖3.1 光伏接入係統示意圖

圖3.2 光伏組件布置圖

4.技術方案

    本項目配置了Acrel-1000DP分布式光伏監控係統，實現對光伏電站的集中管理，包括設備的狀態監測、故障報警、運行參數設置等，並通過遠動網關(guan) 將光伏電站的信息上傳(chuan) 到調度中心。

     新建並網點光伏開關(guan) 站中電氣設備包括2台1600kVA幹式變壓器，高壓櫃7台，交直流屏、綜合保護屏、遠動通訊屏各1麵；其中10kV光伏開關(guan) 站中繼電保護裝置采用線路保護裝置，配置方向過流保護；並網點配置電能質量在線監測裝置、防孤島保護裝置等設備。

4.1二次電氣設備

1）線路保護裝置

     線路保護裝置主要功能是確保電氣設備的安全運行。裝置實時監測電流、電壓等電氣參數，一旦檢測到異常，如過載、短路或接地故障，線路保護裝置會(hui) 迅速切斷電源，從(cong) 而防止設備損壞和火災風險。

2）防孤島裝置

     在電網失電的情況下，分布式電源未能夠及時與(yu) 電網斷開連接，會(hui) 形成孤島狀態，這種狀態可能造成分布式電源不可控、電網恢複時的電壓和頻率不匹配等問題。防孤島裝置通過實時監測電網狀態，一旦檢測到電網斷電，能夠在規定的時間內(nei) 迅速切斷分布式電源與(yu) 電網的連接，同時，防孤島裝置還具有多種保護功能，如高頻、低頻、過電壓、低電壓保護等，能全麵保障電力係統的穩定運行。

3）故障解列裝置

    裝置能夠監測電網的實時狀態，一旦檢測到異常或故障信號，如短路、過載等，它會(hui) 立即啟動，將故障儲(chu) 能單元或設備與(yu) 電網斷開，既能防止故障設備對電網造成進一步損害，也確保其他正常運行的儲(chu) 能單元繼續供電，保障用戶的電力需求。

4.2電能質量在線監測裝置

     電能質量在線監測裝置能夠實時監測儲(chu) 能站接入電網後的電能質量，包括電壓偏差、頻率偏差、諧波含量、三相不平衡度等關(guan) 鍵指標。通過高精度的測量與(yu) 分析，它能夠及時發現電能質量問題，如電壓波動、諧波汙染等，為(wei) 運維人員提供及時的告警信息，此外，電能質量在線監測裝置的數據記錄功能還可為(wei) 後續的故障排查和電能質量治理提供有力支持。

4.3Ⅱ型網絡安全監測裝置

    Ⅱ型網絡安全監測裝置搭配探針軟件能夠實時監測係統中的網絡流量和數據包，通過探針軟件的深度分析，識別和記錄潛在的網絡安全威脅和異常行為(wei) ，及時發出警報並采取相應措施，從(cong) 而有效防止網絡攻擊、數據泄露和係統故障，為(wei) 係統的可靠運行提供堅強的網絡安全支撐。

5.係統結構

  本項使用基於(yu) 國產(chan) 操作係統的分布式光伏監控係統Acrel-1000DP，係統結構采用分層分布式，分成站控層、通信層和設備層。

   站控層負責對整個(ge) 係統進行集中管理和控製。操作員可以實時監控係統狀態，進行數據分析與(yu) 處理，從(cong) 而實現對生產(chan) 過程的智能調度與(yu) 優(you) 化。

    通信層負責信息傳(chuan) 遞與(yu) 數據交互，確保各個(ge) 設備和係統組件之間能夠無縫連接和協同工作，此外，通信層還可以支持多種網絡拓撲結構，適應不同規模和需求的應用場景，保證係統的靈活性和可擴展性。

    設備層涵蓋了各種傳(chuan) 感器、執行器和控製器等硬件設備。這些設備負責采集現場數據並執行控製指令，是實現自動化操作的核心。

圖5.1係統拓撲圖

6.現場圖片

圖6.1 預製艙（高壓室、低壓室、二次設備室）

圖6.2 高壓櫃 圖6.3 二次設備組屏

7.係統功能

7.1實時監測

    係統可以直觀的展示新建光伏電站的一次係統圖，實時顯示采集到的各類數據，包括電站內(nei) 開關(guan) 櫃和故障解列、防孤島裝置等二次設備的電壓、電流、功率等關(guan) 鍵參數，以及開關(guan) 櫃內(nei) 斷路器、手車的分合狀態等。

圖7.1 實時監測

7.2逆變器監測

    逆變器數據監測功能是光伏發電監控係統中的一個(ge) 關(guan) 鍵組成部分，它負責收集、分析和處理逆變器的運行數據，包括電壓、電流、功率和溫度等參數，以確保光伏發電係統的穩定運行和性能，通過數據監測，用戶可以及時發現係統異常，進行故障診斷與(yu) 維護，提高係統的整體(ti) 效率與(yu) 可靠性。

圖7.2 逆變器監測

7.3電能質量在線監測

      係統可以對整個(ge) 供電係統的電能質量包括穩態狀態和暫態狀態進行持續監測，使管理人員實時掌握供電係統電能質量情況，以便及時發現和消除供電不穩定因素。在供電係統主界麵上應能實時顯示各電能質量監測點的監測裝置通信狀態、各監測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分比和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百分比和正序/負序/零序電流值。

圖7.3 電能質量實時數據監測界麵

7.4調度上傳(chuan)

     係統通過遠動裝置、縱向加密裝置將采集到的光伏電站信息安全上傳(chuan) 至湖州地調，為(wei) 保證數據網絡的安全，配置了網絡安全監測裝置搭配探針軟件，對網絡中的數據流量、異常行為(wei) 和潛在威脅進行實時監測和分析，以實現對光伏電站信息網絡的保護，確保信息傳(chuan) 輸的可靠性和安全性。

圖7.4 數據上傳(chuan) 調度

8.結語

     分布式屋頂光伏係統作為(wei) 可再生能源的重要組成部分，近年來在中國乃至全球範圍內(nei) 迅速發展。係統通過在建築物的屋頂安裝太陽能板來將太陽能轉化為(wei) 電能，既可供建築自身使用，也可並入電網，從(cong) 技術角度分析，分布式光伏監控係統的引入使得用戶可以實時監測發電情況，優(you) 化能源使用，確保係統的高效運行與(yu) 維護，進一步結合儲(chu) 能係統後，還能提升用戶的用電自主性，增加對電網的獨立性。
安科瑞侯文莉