劉川

江蘇安科瑞電器制造有限公司 

摘 要：在“雙碳"和新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下各方面，分布式光伏接入比例不斷提高，對配電網(wǎng)電壓方便、調(diào)度運行及調(diào)峰等環(huán)節(jié)造成強烈沖擊。本文設(shè)計包含平臺層、設(shè)備層二層架構(gòu)體系的分布式光伏管控平臺智能化，以及小容量工商業(yè)分布式光伏本地和遠程通信方案充分，并研究分布式光伏采集模型的構(gòu)建進一步完善、多源數(shù)據(jù)融合估計、面向分布式光伏的有功競爭力、無功功率優(yōu)化控制等關(guān)鍵技術(shù)調整推進，實現(xiàn)了對小容量工商業(yè)分布式光伏的可觀可測可調(diào)可控。機製性梗阻。

關(guān)鍵詞：分布式光伏機製；光伏管控平臺；遠程通信

1.                      概述

上海華電奉賢平高食品 4408.085kwp 分布式光伏發(fā)電項目（以下簡稱“本項目"）是響應(yīng)國家“優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)集成應用，提供更加清潔探討、可靠的能源"的號召，投資建設(shè)的分布式光伏發(fā)電應(yīng)用示范項目高效流通。上海華電奉賢新能源有限公司（以下簡稱“上海華電"）租賃上海平高食品有限公司廠房屋頂建設(shè)4408.085kWp屋頂分布式光伏發(fā)電項目調解製度，采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)"方案有效性。

本文介紹光伏電站接入系統(tǒng)方案的論證創新內容，系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置、系統(tǒng)通信創新科技、系統(tǒng)調(diào)度自動化方案研究等服務延伸。

圖 項目現(xiàn)場驗收圖

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

本工程位于上海市奉賢區(qū)航塘公路 1618 號，屬于上海市電力公司奉賢供電公司管理范圍具有重要意義。目前用戶配電站為 10kV 電壓用戶站進一步，站內(nèi) 4 臺 10kV 變壓器，變壓器容量為（1250+1600）kVA和（1250+1600）kVA強大的功能。用戶甲線變壓器通過 10kV 線路“22 平高食品甲"線接入利口福開關(guān)站 10kV 一段母線實際需求，再通過“梁 19 利口福甲"線接入 35kV 梁典站10kV 一段母線。用戶乙線變壓器通過 10kV 線路“32 平高食品乙"線接入利口福開關(guān)站 10kV 二段母線優勢，再通過“梁 33 利口福乙"線接入 35kV 梁典站 10kV 三段母線善謀新篇。

本期工程光伏組件容量為 4408.085kWp，根據(jù)《國家電網(wǎng)分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)典型設(shè)計》的規(guī)定和現(xiàn)場條件便利性，本工程為 2 個并網(wǎng)點方法，光伏組件逆變后接入用戶光伏站升壓變高壓側(cè)母線的高壓配電柜內(nèi)。用戶光伏通過 10kV 線路接入分別接入 35kV梁典站 10kV 一段母線和 35kV 梁典站 10kV 三段母線提供有力支撐。

上海華電奉賢平高食品 4408.085kwp 分布式光伏發(fā)電項目接入方案示意圖如下：

圖 分布式光伏發(fā)電項目接入方案示意圖

3.                      技術(shù)方案

本項目規(guī)模約為 4408.085kWp切實把製度，利用廠房屋頂建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)保供，關(guān)鍵設(shè)備光伏組件、逆變器進行部署、變壓器等采用國內(nèi)產(chǎn)品責任。分布式光伏系統(tǒng)所發(fā)電量采用就地消納，自發(fā)自用保護好，余電上網(wǎng)組建。本項目分為4個光伏發(fā)電分系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)對應(yīng)接入2臺1000kVA升壓變壓器和2臺1250kVA升壓變壓器系列。1#升壓變1000kVA的發(fā)電單元采用3臺300kW組串式逆變器作用；2#升壓變1250kVA的發(fā)電單元采用4臺300kW組串式逆變器；3#升壓變1000kVA的發(fā)電單元采用3臺300kW組串式逆變器慢體驗；4#升壓變1250kVA的發(fā)電單元采用4臺300kW組串式逆變器，將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟?/span>智能化。14臺300kW逆變器分別接入對應(yīng)容量的升壓變低壓側(cè)科技實力，經(jīng)升壓變升壓至 10kV。4個光伏發(fā)電單元1建設，2重要的，3,4#升壓變，通過2回10kV線纜送入光伏開關(guān)站內(nèi)10kV匯流母線姿勢。光伏開關(guān)站采用單母接線相互融合，通過2回出線與原變電所10kV一段母線；10kV二段母線母排拼接新增間隔綠色化，接入電網(wǎng)不同需求。

3.1.                      一次系統(tǒng)簡介

本工程新增10kV開關(guān)站兩座，配電裝置共14面高壓柜保持穩定，分別為：接入柜2面總之、并網(wǎng)柜2面、計量柜2面支撐作用、PT柜2面研學體驗、光伏進線柜4面、無功補償柜2面最為突出、采用單母線接線落實落細，并入電網(wǎng)。

圖 新建1#并網(wǎng)點光伏一次圖

圖 新建2#并網(wǎng)點光伏一次圖

3.2.                      繼電保護及安全自動裝置配置原則

本光伏電站內(nèi)主要電氣設(shè)備采用微機保護高效化，以滿足信息上送製高點項目。元件保護按照《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》（GB14285－2006）配置，貫徹執(zhí)行有關(guān)設(shè)計技術(shù)規(guī)程延伸、規(guī)定認為，貫徹執(zhí)行國家電網(wǎng)公司有關(guān)系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置的配置和反事故措施文件精神，盡量利用原有系統(tǒng)繼電保護裝置。

1）線路保護

根據(jù)《分布式電源接入系統(tǒng)典型設(shè)計》反應能力，當本工程光伏電站線路發(fā)生短路故障時共謀發展，要求有線路保護能快速動作，瞬時跳開相應(yīng)的斷路器（即光伏電站的光伏進線柜斷路器）結構重塑，滿足全線故障快速可靠切除故障的要求聽得懂。

根據(jù)本工程實際，在本工程在光伏站側(cè)配置逆功率保護高質量發展，方向指向升壓變全方位。接入柜配置1套方向過流保護裝置，含方向過流保護影響力範圍，方向指向并網(wǎng)線路大局。保護裝置具備方向電流速斷、過流保護不合理波動、過負荷保護宣講手段、零序電流保護等功能，光伏電站并網(wǎng)線路發(fā)生短路故障時積極拓展新的領域，線路保護能快速動作跳開相應(yīng)斷路器配套設備，滿足全線故障時快速可靠切除故障的要求。

2）母線保護

光伏電站采用單母線接線相對開放，當母線出線故障時推進高水平，由母線開關(guān)處配置的方向過流保護切除故障，不單獨配置母線保護拓展應用。

3）防孤島措施

光伏電站內(nèi)逆變器需具備防孤島保護功能生產創效，逆變器的防孤島保護主要有頻率偏移、功率變動關註度、電壓相位跳動等檢測手段橫向協同，動作時間在100ms～1s。孤島現(xiàn)象保護是逆變器并網(wǎng)保護中很重要敢於挑戰、優(yōu)先級別高的保護不斷創新，要求光伏系統(tǒng)需要在電網(wǎng)失壓2s以內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電。

本期光伏電站并網(wǎng)點再配置1套獨立的防孤島保護裝置提供了遵循，保護動作于光伏電站側(cè)并網(wǎng)點開關(guān)參與水平。該套獨立的防孤島保護裝置應(yīng)包含過電壓及低電壓保護功能、過頻率及低頻率保護等功能服務效率，具備快速監(jiān)測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力明確相關要求，防孤島保護動作時間不大于2s，其防孤島保護應(yīng)與電網(wǎng)側(cè)線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合統籌發展。

4）頻率電壓緊急控制

本期在光伏電站側(cè)配置1套頻率電壓緊急控制裝置深化涉外，在頻率體系、電壓超出允許范圍后跳開光伏并網(wǎng)點開關(guān)。

圖 繼電保護及安全自動裝置現(xiàn)場實物圖

4.                      系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項目光伏電站配置1套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)具有保護開展試點、控制攜手共進、通信、測量等功能推進一步，可實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)經過、開關(guān)站的全功能綜合自動化管理。本項目逆變器力度、高低壓設(shè)備等狀態(tài)信號都要接入本監(jiān)控系統(tǒng)明確了方向。

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，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為開放式分層業務指導、分布式結(jié)構(gòu)改進措施。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)劃分還不大，以相對獨立的方式分散在逆變器區(qū)域或箱變中高產，在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，就地層仍能獨立完成就地各電氣設(shè)備的監(jiān)測發揮作用。計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過遠動通信裝置通過專網(wǎng)與上海市調(diào)度平臺實現(xiàn)遠程通訊。

站控層由計算機網(wǎng)絡(luò)連接的監(jiān)控主機兼操作員站逐步顯現、遠動通信裝置等組成銘記囑托，提供站內(nèi)運行的人機界面，實現(xiàn)管理控制就地層設(shè)備等功能自動化裝置，形成全站監(jiān)控示範、管理中心，并具備與遠方控制中心通信的接口有很大提升空間。

就地層設(shè)備由智能測控單元運行好、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通訊單元、逆變器數(shù)據(jù)采集單元可能性更大、多功能電能表等構(gòu)成部署安排，主要電氣設(shè)備包括匯流柜（根據(jù)實際設(shè)計確定是否需要）、逆變器技術、箱變推廣開來、并網(wǎng)開關(guān)。它直接采集處理現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)相對較高，通過網(wǎng)絡(luò)傳送給站控層監(jiān)控主站資源配置，同時接收站控層發(fā)來的控制操作命令，經(jīng)過有效性判斷相關、閉鎖檢測大力發展、同步檢測等豐富內涵，最后對設(shè)備進行操作控制。

圖 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

4.1.                      通信方案

本工程采取EPON方式為電廠與調(diào)度之間提供一個光纜數(shù)據(jù)傳輸通道產能提升。

在光伏電站新增ONU設(shè)備1套適應性、24芯光配單元1套，建立本工程光伏發(fā)電站至上海市調(diào)的通信傳輸通道總之，將光伏電站的非實時電量信息及實時運行信息分別接入主站系統(tǒng)日漸深入。另現(xiàn)場測試無線信號滿足要求，做為備用通道同時。

4.2.                      調(diào)度自動化

4.2.1調(diào)度自動化現(xiàn)狀

目前上海市地調(diào)D5000系統(tǒng)接收有關(guān)發(fā)電廠互動式宣講、500kV、220kV變電站以及主要110kV變電站的遠動信息模式，接收的遠動信息主要來自于變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)自動化。

4.2.2調(diào)度關(guān)系及調(diào)度管理

本光伏電站所發(fā)電量自發(fā)自用，余電上網(wǎng)高品質，發(fā)電系統(tǒng)性質(zhì)為公用光伏系統(tǒng)不折不扣。考慮到光伏電站的特殊性資源優勢，本光伏電站按上海市市調(diào)設(shè)計高效利用。

4.2.3配置及要求

根據(jù)《地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程》、《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》以及國網(wǎng)上電司發(fā)展(2019)858號《國網(wǎng)上海市電力公司關(guān)于印發(fā)光伏發(fā)電接入上海配電網(wǎng)技術(shù)原則》估算、《國家電網(wǎng)分布式電源接入系統(tǒng)方案》XGF10-Z-1方案等有關(guān)文件進行本工程的系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計講理論。主要設(shè)計范圍為有關(guān)調(diào)度系統(tǒng)接口、光伏電站工程及系統(tǒng)內(nèi)變電站遠動設(shè)備通道要求及附屬設(shè)備選擇等不要畏懼。

（1）調(diào)度關(guān)系

本工程建成后服務為一體，本工程光伏電站按上海市調(diào)管轄進行設(shè)計。

（2）電能量計費

測量逐漸顯現、計量表計均按電力行業(yè)標準DL/T448-2016《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》全會精神、江蘇省地方標準DB32/991-2022《電能計量裝置配置規(guī)范》、《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的要求進行配置拓展基地。

本項目在光伏電站側(cè)配置主集中展示、副計費電能表各1塊，等級為0.2S級不合理波動。主表作為光伏電站上下網(wǎng)電量關(guān)口計量表宣講手段，該關(guān)口計量表相關(guān)數(shù)據(jù)同步上傳至江蘇電網(wǎng)電能量計量系統(tǒng)。光伏電站出線柜處配置1個等級為0.2S級的參考表積極拓展新的領域，精度要求參考發(fā)電關(guān)口計量配套設備。

電能表采用靜止式多功能電能表，至少應(yīng)具備雙向有功和四象限無功計量功能相對開放、事件記錄功能推進高水平，配有標準通信接口脫穎而出，具備本地通信和通過電能信息采集終端遠程通信的功能。根據(jù)《電能計量裝置配置規(guī)范》（DB32/991-2022）要求好宣講，本工程電能表精度要求需達到0.2S級註入新的動力，計量用互感器的二次計量繞組應(yīng)專用，不得接入與電能計量無關(guān)的設(shè)備，并且要求有關(guān)電流互感器雙重提升、電壓互感器的精度需分別達到0.2S、0.2級事關全面。

（3）電能質(zhì)量監(jiān)測裝置

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》以及《江蘇省電力公司電能質(zhì)量管理規(guī)定》的要求表現明顯更佳，本期在光伏電站側(cè)裝設(shè)滿足IEC61000-4-30-2003《電磁兼容第4-30部分試驗和測量技術(shù)一電能質(zhì)量》標準要求的A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置1套，監(jiān)測電能質(zhì)量參數(shù)技術節能，包括電壓指導、頻率、諧波國際要求、功率因數(shù)等流動性。

（4）光伏電站群控群調(diào)系統(tǒng)

根據(jù)《電調(diào)〔2021〕44號 江蘇電網(wǎng)分布式電源并網(wǎng)調(diào)度管理工作規(guī)范》第九條的要求：“分布式電源應(yīng)接受并執(zhí)行群控群調(diào)指令，其遠動信息競爭激烈、電能量計量信息等數(shù)據(jù)應(yīng)接入調(diào)度自動化系統(tǒng)及配電自動化系統(tǒng)"持續創新。本工程光伏電站側(cè)按要求配置1套分布式電源采集控制裝置，具備群控群調(diào)控制器功能空白區，滿足與上級調(diào)度主站合理需求、現(xiàn)場逆變裝置之間的群控群調(diào)指令上送與下發(fā)。

為滿足供電群控群調(diào)要求充分發揮，以箱變?yōu)閱挝慌渲孟鄳?yīng)數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器采集逆變器數(shù)據(jù)后通過箱變測控上傳至光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)充分發揮∵x擇適用？刂葡到y(tǒng)應(yīng)具有快速響應(yīng)的能力，以便及時調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)并對外部環(huán)境的變化做出響應(yīng)設計，響應(yīng)時間控制在1min以內(nèi)業務指導，響應(yīng)精度小于1.5%。

5.                      系統(tǒng)功能

5.1.                      實時監(jiān)測

Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好就此掀開，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)長足發展，實時監(jiān)測各回路電壓、電流穩步前行、功率結構不合理、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器逐步改善、隔離開關(guān)效果較好、地刀等合重要的意義、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號等多個領域。同時可以設(shè)計整體界面再獲，供用戶選擇對應(yīng)配電房對應(yīng)光伏組件或高壓部分進行查看。

圖 實時監(jiān)測主界面圖

5.2.                      歷史事件

Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)能夠?qū)b信變位應用擴展，保護動作體驗區、事故跳閘，以及電壓活動上、電流有望、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理生產能力，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯標準、查詢統(tǒng)計、事故分析堅持好〖磳⒄归_？梢园磿r間、類型特性、等級和設(shè)備進行查詢傳承。

圖 報警界面圖

5.3.                      電能質(zhì)量在線監(jiān)視界面

在電能質(zhì)量監(jiān)控圖中，可以直接查看電能質(zhì)量裝置的運行狀態(tài)建言直達、電流電壓總有效值多種、電壓波動、電壓總畸變充分發揮、正反向有功電能發展成就、有功、無功功率等電能質(zhì)量信息重要方式￠_展面對面？梢愿鶕?jù)這些信息監(jiān)測現(xiàn)場電能的質(zhì)量，及時的做出應(yīng)對方案非常重要。

圖 電能質(zhì)量在線監(jiān)視界面圖

6.                      結(jié)語

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)依靠清潔進一步提升、可再生的特點廣泛應(yīng)用，但發(fā)電量呈顯著的非穩(wěn)定特性營造一處，這對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和經(jīng)濟效益構(gòu)成了調(diào)成改革創新，因此分布式光伏項目并網(wǎng)時需要配置繼電保護及安全自動裝置并接受調(diào)度主站系統(tǒng)的調(diào)控，助力分布式光伏高比例有序并網(wǎng)重要意義，強化分布式光伏的統(tǒng)一管控交流等，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)透明不斷完善、調(diào)控便捷數字化、能源互動的新型分布式新能源調(diào)度管理體系方便。

參考文獻

[1] 譚大帥,戴彬.分布式光伏管控平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電氣技術(shù).24(2), 41-51.

[2] 楊麗娜.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響[J].科技資訊,2024,22(11)

[3] 王文靜.我國分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀與展望[J].中國科學(xué)院院刊,31(2), 165-172.