在廣西大唐至浦北高速高速（大片坡村）項目中應用

摘 要：隨著全球氣候變化和能源需求的不斷增長數據顯示，清潔能源以及變成了各國能源政策和發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。然而在電力系統(tǒng)中對電能質量的要求很高。電能質量分為電壓質量和頻率質量深入交流，電力系統(tǒng)的電壓和頻率的變化著力提升，都可以給電廠以及相關用戶帶來嚴重的后果。為保證光伏發(fā)電的安全性又進了一步，需要采用一套既能夠保證發(fā)電的安全性多種場景，又能夠保證發(fā)電的質量的保護方案。

關鍵詞：清潔能源規劃；頻率擴大公共數據；發(fā)電安全；

1.                      概述 

太陽能光伏發(fā)電是一種利用太陽能直接轉換為電能的清潔能源技術帶動擴大，具有可再生核心技術體系、可持續(xù)等優(yōu)點。在近年來持續發展，隨著全球對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的重視必然趨勢，太陽能光伏發(fā)電得到了越來越廣泛的應和推廣。[1]電力系統(tǒng)中,對電能質量要求很高,尤其是頻率質量供給。在國內(nèi)電力系統(tǒng)中額定頻率為50Hz,頻率偏差為±0.2Hz的方法。根據(jù)電力系統(tǒng)的容量,頻率偏差放寬到±0.5Hz;用戶沖擊引起的頻率偏差一般不得超過±0.2Hz。[2]因此配置一套一套既能夠保證發(fā)電的安全性進行探討，又能夠保證發(fā)電的質量的保護方案尤為重要落到實處。

大塘至浦北高速公路光伏發(fā)電項目（以下簡稱“本項目"）是響應國家“優(yōu)化能源結構，提供更加清潔十分落實、可靠的能源"的號召倍增效應，投資建設的分布式光伏發(fā)電應用示范項目規則製定。

本項目位于欽州市大塘至浦北高速公路浦北縣大片坡村段，利用高速公路沿線邊坡建設分布式光伏發(fā)電站優化服務策略，項目采用“全額上網(wǎng)"模式關規定，利用高速公路沿線斜坡建設分布式光伏發(fā)電項目，總建設規(guī)模約為2.43MWp兩個角度入手。通過原有10KV沙井線鳳凰頭聯(lián)絡支24號桿接入電網(wǎng)的接入系統(tǒng)建強保護，屬于欽州市供電公司管理范圍。

本期項目采用光伏組件生產效率，總容量為2.43MW使命責任，本項目電量結算原則為：全額上網(wǎng)。項目計劃2025年4月底建成投產(chǎn)使用。本項目二次設計選用安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)解決方案合規意識，光伏監(jiān)控平臺在配套操作系統(tǒng)下運行，使得本地保護有效性、監(jiān)控方案更為穩(wěn)定可靠創新內容。通過本次分布式光伏的投建與實施，為用戶提供了清潔廣泛關註、可再生的電力能源善於監督，有助于減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低碳排放就能壓製。

圖1 廣西電網(wǎng)接入批復文件圖

本文介紹光伏電站接入系統(tǒng)方案的論證至關重要，系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置、系統(tǒng)通信效果、系統(tǒng)調(diào)度自動化方案研究等有所應。

圖2 項目現(xiàn)場圖

2.                      解決方案

本項目為屋頂分布式光伏項目，該期項目的容量為2.43MW合作關系，項目采用全額上網(wǎng)的消納方式著力提升。新增并網(wǎng)點設置光伏出線柜柜，計量柜傳遞，PT柜融合，光伏進線柜。新增的光伏系統(tǒng)配置自動化系統(tǒng)相關性，實時采集并網(wǎng)信息完成的事情，信息上傳至當?shù)卣{(diào)控中心DMS系統(tǒng)。光伏發(fā)電逆變器電源電壓為800V最深厚的底氣，經(jīng)箱變升壓變升壓至10kV后,通過高壓電纜接入新增的10kV光伏進線柜,通過并網(wǎng)柜并入原有10KV沙井線協同控製。項目采用Acrel-1000DP光伏監(jiān)控平臺。監(jiān)控平臺具有對全站數(shù)據(jù)的實時觀測品質、事故告警提示等功能利用好。

圖3 項目電站編號圖

3.                      技術方案

本項目規(guī)模約為2.43MWp深入各系統，利用高速公路沿線空地建設光伏發(fā)電系統(tǒng)，關鍵設備光伏組件系列、逆變器作用、變壓器等采用國內(nèi)產(chǎn)品。分布式光伏系統(tǒng)所發(fā)電量采用全額上網(wǎng)慢體驗。本項目光伏發(fā)電系統(tǒng)所輸出的直流電經(jīng)組串式逆變器轉換成交流電后著力增加，就地升壓至10KV，經(jīng)開關柜通過1回出線接入至一次倉10KV并網(wǎng)柜母線科技實力，并網(wǎng)柜傳輸光伏發(fā)電至柱上開關進行并網(wǎng)流程。本工程規(guī)劃擬建裝機容量為2.9162MWp，交流側容量為2.43MW勃勃生機，按照光伏電站使用壽命25年進行計算得到，本項目平均每年發(fā)電容量為283.81萬KWh極致用戶體驗，25年總共發(fā)電量為7095.31萬KWh提供有力支撐，計劃投產(chǎn)時間2025年，擬采用“全額上網(wǎng)"模式建議。

4.1升壓變壓器及高低壓配電設備

本項目配備一臺三相交流1000KVA的干式變壓器品率、一臺三相交流800KVA的干式變壓器、一臺三相交流400KVA的干式變壓器不斷發展。額定電壓10.5±2×2.5%/0.8kV積極影響，接線組別為Dy11。交流頻率為50Hz,可以戶外使用緊密協作，能效等級滿足國家規(guī)范要求越來越重要。

圖4 新建光伏一次圖

4.2繼電保護及安全自動裝置

本光伏電站內(nèi)主要電氣設備采用微機保護，以滿足信息上送發揮重要作用。元件保護按照《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》（GB14285－2006）配置醒悟。

1）防孤島檢測

分布式電源應具備快速監(jiān)測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力，防孤島保護動作時間不大于2S,其防孤島保護應與配電網(wǎng)側線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合高質量。在本光伏電站并網(wǎng)點裝設防孤島保護裝置技術先進，防止產(chǎn)生非計劃性孤島。

2）       頻率電壓緊急控制裝置

頻率電壓緊急控制裝置是電力系統(tǒng)中保障頻率和電壓的關鍵安全設備延伸。主要用于應對系統(tǒng)發(fā)生嚴重擾動時認為，頻率或電壓超過安全范圍的緊急場景。根據(jù)南方電網(wǎng)調(diào)度批復文件的要求新趨勢，光伏電站應具備一定的耐受系統(tǒng)頻率異常的能力反應能力，應能夠在低壓48Hz時能夠根據(jù)光伏電站逆變器允許運行的低頻率或電網(wǎng)要求，頻率在48Hz-49.5Hz時要求至少能運行10分鐘學習。頻率在49.5Hz-50.2Hz時要求系統(tǒng)能夠連續(xù)運行有所提升。頻率在50.2Hz-50.5Hz時要求每次頻率高于50.2Hz時聽得進，光伏電站應具備能夠連續(xù)運行兩分鐘的能力，同時具備0.2秒內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電的能力先進水平，實際運行時間由電力調(diào)度部門決定:此時不允許處于停運狀態(tài)的光伏電站并網(wǎng)便利性。頻率在高于50.5Hz時要求在0.2秒內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電，且不允許處于停運狀態(tài)的光伏電站并網(wǎng)重要平臺。

3）       電能質量監(jiān)測裝置

分布式光伏項目對接入國網(wǎng)的電能質量有著相應的要求深刻認識。根據(jù)國家標準，光伏發(fā)電項目的電能質量應符合《GB/T 15543-2008 光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術規(guī)定》等相關標準應用提升。這些標準規(guī)定了光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)的電能質量參數(shù)主動性，包括電壓、電流發展的關鍵、頻率道路、諧波含量等，以確保光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和電能質量的可靠性真諦所在。

4）       AGC/AVC裝置

根據(jù)南網(wǎng)調(diào)度部門的設計要求分布式光伏項目對接入南網(wǎng)需要滿足《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術規(guī)定（GB/T 29319-2024）》指導。配置AGC/AVC裝置可以實現(xiàn)對逆變器有功功率和無功功率進行調(diào)節(jié)，滿足設計所要求的“四可(可觀充分、可測進一步完善、可控、可調(diào)）"競爭力。

圖5 AGC/AVC配置圖

5）       態(tài)勢感知裝置

根據(jù)《南方電網(wǎng)分布式新能源并網(wǎng)網(wǎng)絡安全防拍方案》（辦總調(diào)（2022）7號附件1）分布式新能源場站配置配網(wǎng)安全防護裝置調整推進，并實現(xiàn)網(wǎng)絡安全威脅的實時監(jiān)測與審計，上送電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡安全態(tài)勢感知系統(tǒng)機製性梗阻。配置態(tài)勢感知裝置能夠及時的監(jiān)測出潛在風險機製，在遭遇風險攻擊時能夠及時發(fā)出告警。

圖6 態(tài)勢感知監(jiān)視圖

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)提供了遵循，采用安科瑞電氣股份有限公司所提供的Acrel-1000DP分布式光伏電力監(jiān)控系統(tǒng)具有保護堅持先行、控制、通信滿意度、測量等功能情況較常見，可實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)、開關站的全功能綜合自動化管理主要抓手。本項目逆變器體製、高低壓設備等狀態(tài)信號均接入本監(jiān)控系統(tǒng)。

本項目光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)包括兩部分：站控層和就地層創新科技，網(wǎng)絡結構為開放式分層服務延伸、分布式結構。

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、系統(tǒng)劃分進一步，以相對獨立的方式分散在逆變器區(qū)域或箱變中大部分，在站控層及網(wǎng)絡失效的情況下，就地層仍能獨立完成就地各電氣設備的監(jiān)測。計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過遠動工作站GPRS公網(wǎng)與欽州市電力公司實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。

站控層由計算機網(wǎng)絡連接的服務器質生產力、操作員站、遠動站等組成增產，提供站內(nèi)運行的人機界面，實現(xiàn)管理控制就地層設備等功能方法，形成全站監(jiān)控行動力、管理中心，并具備與遠方控制中心通信的接口切實把製度。

就地層設備由智能測控單元保供、網(wǎng)絡系統(tǒng)通訊單元、逆變器數(shù)據(jù)采集單元進行部署、多功能電能表等構成責任，主要電氣設備包括逆變器、箱變利用好、并網(wǎng)開關。它直接采集處理現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)解決問題，通過網(wǎng)絡傳送給站控層監(jiān)控主站系列，同時接收站控層發(fā)來的控制操作命令，經(jīng)過有效性判斷的有效手段、閉鎖檢測統籌推進、同步檢測等，最后對設備進行操作控制關鍵技術。

站控層與就地層之間的通訊網(wǎng)絡采用GPRS無線通訊網(wǎng)絡了解情況。

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)技術研究，逆變器參數(shù)重要的，測控裝置、智能計量表計的數(shù)據(jù)姿勢，打包后通過無線網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)視相互融合。

圖7 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結構圖系統(tǒng)功能

4.1.                      實時監(jiān)測

Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，在主界面可以之間查看到光伏系統(tǒng)的站點信息綠色化，以及裝機信息不同需求，同時也可以直觀的查看到總發(fā)電功率、日發(fā)電量保持穩定、累計發(fā)電量總之，同時具有發(fā)電功率曲線界面以及累計發(fā)電量的直方圖面向，方便用戶更加直觀的監(jiān)測發(fā)電信息。

圖8 實時監(jiān)測主界面功能圖

4.2.                      電能質量監(jiān)視

在電能質量監(jiān)控圖中研學體驗，可以直接查看電流電壓總有效值建設項目、電壓波動、電壓總畸變近年來、正反向有功電能講道理、有功、無功功率等電能質量信息技術先進「嗟暮献鳈C會？梢愿鶕?jù)這些信息監(jiān)測現(xiàn)場電能的質量，及時的做出應對方案認為。

圖9 電能質量監(jiān)視界面圖面功能圖

4.3.                      實時報表監(jiān)測

在實時報表監(jiān)測界面中服務好，用戶可以根據(jù)需求直接選擇所想要查看數(shù)據(jù)的設備，能查詢各回路或設備實時的運行參數(shù)反應能力，報表中顯示的電參量信息應包括：各相電流共謀發展、三相電壓、總功率因數(shù)結構重塑、總有功功率市場開拓、總無功功率、電能大大縮短，遙信量等要落實好。遙測量包括實時值（處于不同狀態(tài)時應給以不同顏色區(qū)分）、測點狀態(tài)（越限更默契了、置入先進技術、通信異常等）、日平均值等不合理波動。遙信量包括實時值（處于不同狀態(tài)時應給以不同顏色區(qū)分）宣講手段、測點狀態(tài)（置入、通信異常等）積極拓展新的領域、日變位次數(shù)等配套設備，報表可以導出和打印。

圖10 實時報表監(jiān)測功能圖

4.4.                      歷史曲線監(jiān)測

歷史曲線是時間序列數(shù)據(jù)的可視化工具相對開放，通過記錄電壓對外開放、電流、功率深入交流研討、頻率資料、設備狀態(tài)等關鍵參數(shù)隨時間的變化軌跡，為電網(wǎng)運行、設備管理橫向協同、故障診斷及優(yōu)化決策提供核心支撐哪些領域。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，可以通過歷史曲線定位故障源頭不斷創新、分析演變過程建立和完善。電力設備（如變壓器、斷路器參與水平、電纜）的故障往往有“潛伏期"大型，歷史曲線通過記錄設備運行參數(shù)的長期趨勢變化，可提前識別異常明確相關要求，避免突發(fā)停機重要意義。電能質量指標（如電壓偏差、頻率波動深化涉外、諧波畸變率）直接影響用電設備的壽命和電網(wǎng)穩(wěn)定性體系，歷史曲線是定位污染源、評估治理效果的核心依據(jù)參與能力。電力系統(tǒng)的線損（電能傳輸損耗）合理需求、無功損耗等與運行方式密切相關，歷史曲線可幫助挖掘節(jié)能潛力充分發揮，降低運營成本高質量。

圖11 實時曲線監(jiān)測功能圖

5.                      結語

對在碳中和的大背景下，光伏和新能源車密不可分選擇適用，總體思路是光伏發(fā)電管理、新能源車用電，構建一條豐富完整的產(chǎn)業(yè)鏈條交流，既達到碳消耗不斷降低基礎，又能為經(jīng)濟增長持續(xù)賦能的新能源產(chǎn)業(yè)拓寬發(fā)展路徑提供堅實支撐。[3]同時擁有一套能夠保障電力安全的系統(tǒng)具有必要性還不大。我司提供的電力監(jiān)控系統(tǒng)方案能夠為用戶、電網(wǎng)助力分布式光伏高比例有序并網(wǎng)信息化技術，強化分布式光伏的統(tǒng)一管控發揮作用，具有能夠推動分布式光伏和大電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運行，搭建數(shù)據(jù)透明逐步顯現、調(diào)控便捷銘記囑托、能源互動的新型分布式新能源調(diào)度管理的體系。

參考文獻

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