Acrel-1000系列分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)

在湖北荊門新眾和紡織等

屋頂光伏發(fā)電項目中應用

摘 要：隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展和新能源技術的普及應用解決問題，太陽能作為一種清潔能源已逐步成為社會生產生活的重要能源來源數據。分布式光伏電站憑借其建設投入少、空間需求小的優(yōu)勢，在緩解電力供應緊張方面發(fā)揮著重要作用建設項目，特別是在我國推進節(jié)能減排和綠色發(fā)展的政策背景下，其發(fā)展勢頭尤為迅猛服務品質。然而傳遞，這類電站長期處于戶外環(huán)境，運行過程中更容易出現(xiàn)各類故障問題結果。由于其分布范圍廣戰略布局、布局分散，缺乏統(tǒng)一的運維管理體系規則製定，導致運維工作面臨諸多挑戰(zhàn)：效率低下講道理、成本居高不下、操作難度大表現明顯更佳、經濟效益不理想更加廣闊，這些因素都嚴重影響了運維人員的積極性，使得運維質量難以得到有效保證技術先進，如何建立一套完善的運維管理機制成為重中之重示範。

關鍵詞：新能源技術；分布式光伏提高；運維管理

1.                      概述

湖北荊門新眾和紡織等屋頂光伏發(fā)電項目（以下簡稱“本項目"）是響應國家“優(yōu)化能源結構發展基礎，提供更加清潔延伸、可靠的能源"的號召，投資建設的分布式光伏發(fā)電應用示范項目要求。

本項目位于湖北荊門銘然裝飾工程有限公司旁，利用現(xiàn)有廠房屋頂建設分布式光伏發(fā)電項目，總建設規(guī)模約為8340kW運行好。光伏發(fā)電組件位于荊門市東寶區(qū)新臺西路國際要求，通過用戶配電站接入公共電網(wǎng)，屬于荊門市供電公司管理范圍同期。

本文首先應對電站運行狀態(tài)進行實時評估新趨勢，以便及時發(fā)現(xiàn)異常情況；其次要科學規(guī)劃運維調度方案鍛造，提升運維效率和質量新體系，同時降低運營成本。

項目現(xiàn)場

2.                      現(xiàn)有電網(wǎng)情況

現(xiàn)有用戶配電站為10kV用戶變發展邏輯，站內新建7臺10kV變壓器方案，變壓器容量為2000、1600高品質、1250等多個領域、2000、630統籌、1250哪些領域、1000kVA，光伏發(fā)電單元所發(fā)直流電通過逆變器逆變?yōu)榻涣麟姾?/span>經7臺新建變壓器升壓至10kV通過10kV電纜T接至220kV變電站產品和服務。目前該變電站已接入及在途分布式電源總容量為127.1MW像一棵樹，因此剩余可接入容量 52.71MW。滿足本期接入需求不斷創新。

現(xiàn)有供電示意圖如下：

用戶配電站現(xiàn)供電示意

3.                      技術方案

本項目通過2個并網(wǎng)點上網(wǎng)高效利用，2個并網(wǎng)點的裝機容量分別為5.99MW、2.535MW（交流側）由7個光伏發(fā)電單元構成去突破。該項目運營模式為全額上網(wǎng)品質。利用廠房屋頂建設光伏發(fā)電系統(tǒng)，關鍵設備光伏組件、逆變器能運用、變壓器等采用國內產品。本項目光伏發(fā)電系統(tǒng)所輸出的直流電經組串式逆變器轉換成交流電后參與水平，就地升壓至10KV講理論，經開關柜通過1回出線接入至廠區(qū)10KV進線母線的用戶側，實現(xiàn)并網(wǎng)。變電站近三年至小負荷平均-0.15MW解決問題，考慮主變 N-1 情況下服務效率，另一主變負載不超過80%，則該變電站可接入的分布式光伏容量為 179.81MW導向作用，目前該變電站已接入及在途分布式光伏容量共 127.1W智慧與合力，因此剩余可接入容量 52.71MW。滿足本期接入需求可持續。光伏監(jiān)控系統(tǒng)按站控層、就地層示範推廣、架構情況，通過通信管理機或協(xié)議轉換器對光伏發(fā)電系統(tǒng)設備層的各種設備（逆變器、防孤島保護大大縮短、故障解列裝置發展目標奮鬥、電能質量監(jiān)測裝置、直流屏等設備）信息進行采集和處理狀態，將處理好的數(shù)據(jù)上傳至SCADA系統(tǒng)和遠動裝置規劃。遠動裝置數(shù)據(jù)經縱向加密后通過4G/5G無線通信網(wǎng)將上傳至荊門供電公司配調。

3.1.                      升壓變壓器及高低壓配電設備

本項目配備7臺三相交流2000KVA的干式變壓器更多的合作機會。額定電壓10.5±2×2.5%/0.38kV應用前景，接線組別為Dy11。交流頻率為50Hz,可以戶外使用可以使用，能效等級滿足國家規(guī)范要求兩個角度入手。

3.2.                      繼電保護及安全自動裝置

本光伏電站內主要電氣設備采用微機保護，以滿足信息上送廣泛認同。元件保護按照《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》（GB14285－2006）配置進入當下。

1）線路保護

本項目為10kV并網(wǎng)，建議光伏開關站總出線開關建議光伏開關站總出線開關配置線路方向過流等保護服務好，包括三段可經復壓和方向閉鎖的過流保護首次，三段零序過流保護、過負荷并具備低周減載功能效高化，以便線路發(fā)生故障時快速切除生產效率，避免事故范圍擴大。

2）頻率電壓異常緊急控制裝置

本項目光伏并網(wǎng)點斷路器要求具備失壓跳閘功能統籌推進，不設重合閘行業內卷，可通過逆變器內低壓保護與頻率保護實現(xiàn)解列，不配置獨立的安全自動裝置科普活動。

3）       防孤島檢測及安全自動裝置

采用具備防孤島能力的逆變器凝聚力量，逆變器需要具備快速監(jiān)測孤島且監(jiān)測到孤島后立即斷開與電網(wǎng)連接的能力先進水平，其防孤島保護方案應與繼電保護配置、頻率電壓異常緊急控制裝置配置和低電壓穿越相配合深入闡釋。

4）       電能質量監(jiān)測

在公共連接點裝設滿足 GB/T 19862《電能質量監(jiān)測設備通用要求》標準要求的A 類電能質量在線監(jiān)測裝置一套重要的作用。監(jiān)測電能質量參數(shù)，包括電壓參與能力、頻率法治力量、諧波、功率因數(shù)等新的力量，電能質量監(jiān)測數(shù)據(jù)應至少保存一年技術研究。

3.3.                      系統(tǒng)調度自動化

本項目為10kV電壓等級并網(wǎng)，需通過獨立信息傳輸設備將光伏電站有功建立和完善、無功特征更加明顯、功率因數(shù)、逆變器數(shù)據(jù)啟用、電量及開關、刀閘狀態(tài)量、功率調節(jié)數(shù)據(jù)和功率預測數(shù)據(jù)等信息上傳至調度端活動上，場站應配置AGC裝置達到，具備接收并自動執(zhí)行有功功率控制指令的能力；需要具備一次調頻能力大型；10kV 發(fā)電系統(tǒng)應上報中期的可能性、短期和超短期功率預測數(shù)據(jù)。

3.4.                      計量

本項目采用的運營模式為全額上網(wǎng)不可缺少，并網(wǎng)點共2個尤為突出，關口點共1個，均設置在光伏出線處市場開拓。本項目計量配置原則如下標準。

(1)在關口計量點配置 1 塊三相三線電能表，具有雙向計量功能環境，用于計量用戶與電網(wǎng)間的上主要抓手、下網(wǎng)電量。在關口計量點配置 GPRS 用電現(xiàn)場管理系統(tǒng)重要的角色，用于采集數(shù)據(jù)及用戶用電結算空間載體。

(2)在并網(wǎng)點設置C級電能表和 GPRS 用電現(xiàn)場管理系統(tǒng)，用于發(fā)電量信息采集及營銷系統(tǒng)遠傳要落實好。具體設備配置規(guī)模以現(xiàn)場實際為準即將展開。

新建并網(wǎng)點一光伏一次圖

新建并網(wǎng)點二光伏一次圖

4.                      系統(tǒng)結構

本項目光伏電站配置一套綜合自動化系統(tǒng)，采用安科瑞電氣股份有限公司所提供的Acrel-1000分布式光伏電力監(jiān)控系統(tǒng)具有保護相對簡便、控制創新科技、通信更默契了、測量等功能，可實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)服務機製、開關站的全功能綜合自動化管理流程。本項目逆變器、高低壓設備等狀態(tài)信號都要接入本監(jiān)控系統(tǒng)培訓。

本項目光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)包括兩部分：站控層和就地層等特點，網(wǎng)絡結構為開放式分層、分布式結構紮實。

監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與就地層相連,就地層按照不同的功能同期、系統(tǒng)劃分，以相對獨立的方式分散在逆變器區(qū)域或箱變中可能性更大，在站控層及網(wǎng)絡失效的情況下共同努力，就地層仍能獨立完成就地各電氣設備的監(jiān)測。

站控層由計算機網(wǎng)絡連接的服務器真正做到、操作員站、遠動站等組成方案，提供站內運行的人機界面追求卓越，實現(xiàn)管理控制就地層設備等功能，形成全站監(jiān)控創新延展、管理中心性能，并具備與遠方控制中心通信的接口。

就地層設備由智能測控單元長效機製、網(wǎng)絡系統(tǒng)通訊單元強化意識、逆變器數(shù)據(jù)采集單元、多功能電能表等構成深入，主要電氣設備包括微機保護合理需求、防孤島保護、電能質量在線監(jiān)測裝置基本情況、故障解列裝置先進水平、多功能儀表、逆變器充分發揮、箱變測控等設備共享。它直接采集處理現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡傳送給站控層監(jiān)控主站全面展示，同時接收站控層發(fā)來的控制操作命令姿勢，經過有效性判斷、閉鎖檢測服務、同步檢測等重要平臺，最后對設備進行操作控制。

每個光伏發(fā)電單元配帶無線發(fā)射功能的數(shù)據(jù)采集裝置，采集每組光伏組件數(shù)據(jù)全面闡釋，逆變器參數(shù)奮戰不懈，測控裝置、智能計量表計的數(shù)據(jù)智慧與合力，打包后通過無線網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)視規定。

監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結構圖

項目配置設備清單如下表所示：

表 方案設備列表

5.                      系統(tǒng)功能

5.1.                      分布式光伏電站運維管理

Acrel-1000分布式光伏電力監(jiān)控系統(tǒng)報警處理分事故報警和預告報警。前者包括非操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號緊迫性，后者包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息機構、模擬量越限/復限非常激烈、計算機站控系統(tǒng)的各個部件、就地單元的狀態(tài)異常等等更適合。

（1）事故報警

事故報警發(fā)生時技術交流，公用事故報警器將立即發(fā)出音響報警，監(jiān)控畫面上用顏色改變和閃爍表示該設備變位引人註目，同時顯示紅色報警條文關註，打印機打印報警條文，數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置向遠方控制中心發(fā)送報警信息拓展。事故報警通過手動或自動方式確認提供堅實支撐。

（2）預告報警

預告報警發(fā)生時，其處理方式除與事故報警處理相同外，音響和提供信息顏色可區(qū)別于事故報警向好態勢。能有選擇地向遠方發(fā)送信息。

（3）       實時事件

實時事件告警列表包括序號創新科技、發(fā)生時間更默契了、告警內容特性、告警等級、確認狀態(tài)等分列展示流程，告警信息默認按照發(fā)生時間降序排列顯示共創輝煌，以不同的顏色區(qū)分已確認、未確認信號等特點。

實時事件

（4）       歷史事件

點擊歷史事件圖標使用，切換到歷史事件查詢界面，查看歷史數(shù)據(jù)庫中記錄的所有系統(tǒng)事件順滑地配合。

歷史事件

（5）       監(jiān)控界面

監(jiān)測逆變器當前電壓更加完善、電流、輸出功率上高質量、溫度及當前狀態(tài)等信息精準調控。

逆變器監(jiān)測

（6）       光伏收益界面

支持實時統(tǒng)計電站發(fā)電量和收益，降低了運行維護成本

光收益界面

5.2.                      光字牌監(jiān)測

隨著變電站綜合自動化技術的發(fā)展建設應用，傳統(tǒng)光字牌逐漸被監(jiān)控后臺的虛擬光字牌所取代優化程度。這種變化主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

傳統(tǒng)光字牌：依賴于硬件接點觸發(fā)，通過中央信號屏上的燈光顯示設備狀態(tài)應用的因素之一。這種方式在有人值班的變電站中應用廣泛基礎，但隨著無人值班技術的普及，其局限性逐漸顯現(xiàn)奮勇向前。

智能光字牌：在無人值班變電站中引領作用，光字牌的功能被集成到監(jiān)控后臺系統(tǒng)中，以虛擬形式實現(xiàn)經驗。智能光字牌不僅保留了傳統(tǒng)光字牌的直觀性，還增加了信息過濾、分級顯示和導航功能敢於監督。例如對外開放，通過導航燈閃爍提示異常信號，運行人員可以快速確認并處理組建。

1號并網(wǎng)點光字牌

2號并網(wǎng)點光字牌

6.                      結語

當前用的舒心，我國分布式光伏發(fā)電呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢，在政策紅利的持續(xù)推動下高端化，其并網(wǎng)模式正由分散式向規(guī)娜嬲故?；焖俎D型。這種發(fā)展態(tài)勢在為能源結構轉型注入新動能的同時充分發揮，也對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提出了全新挑戰(zhàn)體系。高滲透率分布式光伏的接入不僅會引發(fā)電壓波動、潮流反送等系列技術難題和諧共生，還可能影響光伏產業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展提高。值得注意的是全面闡釋，規(guī)模化并網(wǎng)正倒逼電力系統(tǒng)調控模式進行深度變革結構。為此適應性強，需要立足電網(wǎng)實際運行需求和場站管理特點，系統(tǒng)性地研究電網(wǎng)調度運行關鍵技術競爭力所在，從而構建智能化程度高能力建設、安全的電網(wǎng)能量管理平臺，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)多層級協(xié)調平衡能力和新能源消納水平的提升先進的解決方案。

參考文獻

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