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)建設背景下，分布式光伏接入比例不斷提高指導，對配電網(wǎng)電壓、調度運行及調峰等環(huán)節(jié)造成強烈沖擊勃勃生機。本文設計包含平臺層更優美、設備層二層架構體系的分布式光伏管控平臺，以及小容量工商業(yè)分布式光伏本地和遠程通信方案服務好，并研究分布式光伏采集模型的構建新趨勢、多源數(shù)據(jù)融合估計、面向分布式光伏的有功共謀發展、無功功率優(yōu)化控制等關鍵技術學習，實現(xiàn)了對小容量工商業(yè)分布式光伏的可觀可測可調可控。聽得懂。

關鍵詞：分布式光伏應用優勢；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"）是響應國家“優(yōu)化能源結構便利性，提供更加清潔全面展示、可靠的能源"的號召，投資建設的分布式光伏發(fā)電應用示范項目深刻認識。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4408.085kWp屋頂分布式光伏發(fā)電項目核心技術，采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)"方案主動性。

本文介紹光伏電站接入系統(tǒng)方案的論證創造性，系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置、系統(tǒng)通信、系統(tǒng)調度自動化方案研究等規模設備。

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 號真諦所在，屬于上海市電力公司奉賢供電公司管理范圍。目前用戶配電站為 10kV 電壓用戶站競爭力，站內 4 臺 10kV 變壓器充分，變壓器容量為（1250+1600）kVA和（1250+1600）kVA。用戶甲線變壓器通過 10kV 線路“22 平高食品甲"線接入利口福開關站 10kV 一段母線集聚，再通過“梁 19 利口福甲"線接入 35kV 梁典站10kV 一段母線競爭力。用戶乙線變壓器通過 10kV 線路“32 平高食品乙"線接入利口福開關站 10kV 二段母線，再通過“梁 33 利口福乙"線接入 35kV 梁典站 10kV 三段母線狀況。

本期工程光伏組件容量為 4408.085kWp機製性梗阻，根據(jù)《國家電網(wǎng)分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)典型設計》的規(guī)定和現(xiàn)場條件，本工程為 2 個并網(wǎng)點全過程，光伏組件逆變后接入用戶光伏站升壓變高壓側母線的高壓配電柜內集成應用。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。

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.                      技術方案

本項目規(guī)模約為 4408.085kWp不負眾望，利用廠房屋頂建設光伏發(fā)電系統(tǒng)高效流通，關鍵設備光伏組件、逆變器可持續、變壓器等采用國內產品主要抓手。分布式光伏系統(tǒng)所發(fā)電量采用就地消納，自發(fā)自用構建，余電上網(wǎng)創新科技。本項目分為4個光伏發(fā)電分系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)對應接入2臺1000kVA升壓變壓器和2臺1250kVA升壓變壓器共創輝煌。1#升壓變1000kVA的發(fā)電單元采用3臺300kW組串式逆變器具有重要意義；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組串式逆變器大部分；4#升壓變1250kVA的發(fā)電單元采用4臺300kW組串式逆變器強大的功能，將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟?/span>。14臺300kW逆變器分別接入對應容量的升壓變低壓側解決方案，經升壓變升壓至 10kV優勢。4個光伏發(fā)電單元1，2增產，3,4#升壓變便利性，通過2回10kV線纜送入光伏開關站內10kV匯流母線。光伏開關站采用單母接線行動力，通過2回出線與原變電所10kV一段母線提供有力支撐；10kV二段母線母排拼接新增間隔切實把製度，接入電網(wǎng)。

3.1.                      一次系統(tǒng)簡介

本工程新增10kV開關站兩座自行開發，配電裝置共14面高壓柜進行部署，分別為：接入柜2面、并網(wǎng)柜2面應用情況、計量柜2面保護好、PT柜2面、光伏進線柜4面解決問題、無功補償柜2面系列、采用單母線接線，并入電網(wǎng)相互配合。

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

本光伏電站內主要電氣設備采用微機保護，以滿足信息上送著力增加。元件保護按照《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》（GB14285－2006）配置關鍵技術，貫徹執(zhí)行有關設計技術規(guī)程、規(guī)定深入，貫徹執(zhí)行國家電網(wǎng)公司有關系統(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技術研究，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)典型設計》開展研究，當本工程光伏電站線路發(fā)生短路故障時姿勢，要求有線路保護能快速動作，瞬時跳開相應的斷路器（即光伏電站的光伏進線柜斷路器）首要任務，滿足全線故障快速可靠切除故障的要求綠色化。

根據(jù)本工程實際，在本工程在光伏站側配置逆功率保護發展，方向指向升壓變保持穩定。接入柜配置1套方向過流保護裝置，含方向過流保護面向，方向指向并網(wǎng)線路支撐作用。保護裝置具備方向電流速斷、過流保護建設項目、過負荷保護最為突出、零序電流保護等功能，光伏電站并網(wǎng)線路發(fā)生短路故障時相結合，線路保護能快速動作跳開相應斷路器高效化，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更多的合作機會，當母線出線故障時延伸，由母線開關處配置的方向過流保護切除故障認為，不單獨配置母線保護。

3）防孤島措施

光伏電站內逆變器需具備防孤島保護功能新趨勢，逆變器的防孤島保護主要有頻率偏移反應能力、功率變動、電壓相位跳動等檢測手段學習，動作時間在100ms～1s結構重塑。孤島現(xiàn)象保護是逆變器并網(wǎng)保護中很重要、優(yōu)先級別高的保護應用優勢，要求光伏系統(tǒng)需要在電網(wǎng)失壓2s以內停止向電網(wǎng)線路送電高質量發展。

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，保護動作于光伏電站側并網(wǎng)點開關緊密相關。該套獨立的防孤島保護裝置應包含過電壓及低電壓保護功能更默契了、過頻率及低頻率保護等功能，具備快速監(jiān)測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力培訓，防孤島保護動作時間不大于2s不合理波動，其防孤島保護應與電網(wǎng)側線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合。

4）頻率電壓緊急控制

本期在光伏電站側配置1套頻率電壓緊急控制裝置重要工具，在頻率積極拓展新的領域、電壓超出允許范圍后跳開光伏并網(wǎng)點開關。

圖 繼電保護及安全自動裝置現(xiàn)場實物圖

4.                      系統(tǒng)結構

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)具有保護更優質、控制相對開放、通信、測量等功能脫穎而出，可實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)拓展應用、開關站的全功能綜合自動化管理。本項目逆變器廣泛應用、高低壓設備等狀態(tài)信號都要接入本監(jiān)控系統(tǒng)關註度。

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)絡結構為開放式分層哪些領域、分布式結構敢於挑戰。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)劃分建立和完善，以相對獨立的方式分散在逆變器區(qū)域或箱變中提供了遵循，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)測大型。計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過遠動通信裝置通過專網(wǎng)與上海市調度平臺實現(xiàn)遠程通訊服務效率。

站控層由計算機網(wǎng)絡連接的監(jiān)控主機兼操作員站、遠動通信裝置等組成重要意義，提供站內運行的人機界面統籌發展，實現(xiàn)管理控制就地層設備等功能深化涉外，形成全站監(jiān)控、管理中心生產製造，并具備與遠方控制中心通信的接口開展試點。

就地層設備由智能測控單元、網(wǎng)絡系統(tǒng)通訊單元共同、逆變器數(shù)據(jù)采集單元充分發揮、多功能電能表等構成，主要電氣設備包括匯流柜（根據(jù)實際設計確定是否需要）充分發揮、逆變器選擇適用、箱變、并網(wǎng)開關設計。它直接采集處理現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)業務指導，通過網(wǎng)絡傳送給站控層監(jiān)控主站，同時接收站控層發(fā)來的控制操作命令就此掀開，經過有效性判斷還不大、閉鎖檢測、同步檢測等信息化技術，最后對設備進行操作控制。

圖 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡結構圖

4.1.                      通信方案

本工程采取EPON方式為電廠與調度之間提供一個光纜數(shù)據(jù)傳輸通道良好。

在光伏電站新增ONU設備1套逐步顯現、24芯光配單元1套，建立本工程光伏發(fā)電站至上海市調的通信傳輸通道引領，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)自動化裝置。另現(xiàn)場測試無線信號滿足要求，做為備用通道應用前景。

4.2.                      調度自動化

4.2.1調度自動化現(xiàn)狀

目前上海市地調D5000系統(tǒng)接收有關發(fā)電廠有很大提升空間、500kV、220kV變電站以及主要110kV變電站的遠動信息首次，接收的遠動信息主要來自于變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)可能性更大。

4.2.2調度關系及調度管理

本光伏電站所發(fā)電量自發(fā)自用，余電上網(wǎng)搖籃，發(fā)電系統(tǒng)性質為公用光伏系統(tǒng)技術。考慮到光伏電站的特殊性推動，本光伏電站按上海市市調設計相對較高。

4.2.3配置及要求

根據(jù)《地區(qū)電網(wǎng)調度自動化設計技術規(guī)程》、《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》以及國網(wǎng)上電司發(fā)展(2019)858號《國網(wǎng)上海市電力公司關于印發(fā)光伏發(fā)電接入上海配電網(wǎng)技術原則》信息、《國家電網(wǎng)分布式電源接入系統(tǒng)方案》XGF10-Z-1方案等有關文件進行本工程的系統(tǒng)調度自動化設計相關。主要設計范圍為有關調度系統(tǒng)接口大力發展、光伏電站工程及系統(tǒng)內變電站遠動設備通道要求及附屬設備選擇等。

（1）調度關系

本工程建成后生產效率，本工程光伏電站按上海市調管轄進行設計建言直達。

（2）電能量計費

測量、計量表計均按電力行業(yè)標準DL/T448-2016《電能計量裝置技術管理規(guī)程》建設應用、江蘇省地方標準DB32/991-2022《電能計量裝置配置規(guī)范》支撐作用、《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》的要求進行配置。

本項目在光伏電站側配置主動力、副計費電能表各1塊同時，等級為0.2S級。主表作為光伏電站上下網(wǎng)電量關口計量表效高性，該關口計量表相關數(shù)據(jù)同步上傳至江蘇電網(wǎng)電能量計量系統(tǒng)模式。光伏電站出線柜處配置1個等級為0.2S級的參考表，精度要求參考發(fā)電關口計量提升。

電能表采用靜止式多功能電能表高品質，至少應具備雙向有功和四象限無功計量功能、事件記錄功能支撐能力，配有標準通信接口資源優勢，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）要求特征更加明顯，本工程電能表精度要求需達到0.2S級估算，計量用互感器的二次計量繞組應專用，不得接入與電能計量無關的設備的可能性，并且要求有關電流互感器不要畏懼、電壓互感器的精度需分別達到0.2S、0.2級問題。

（3）電能質量監(jiān)測裝置

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》以及《江蘇省電力公司電能質量管理規(guī)定》的要求逐漸顯現，本期在光伏電站側裝設滿足IEC61000-4-30-2003《電磁兼容第4-30部分試驗和測量技術一電能質量》標準要求的A類電能質量在線監(jiān)測裝置1套，監(jiān)測電能質量參數(shù)系統穩定性，包括電壓拓展基地、頻率、諧波培訓、功率因數(shù)等不合理波動。

（4）光伏電站群控群調系統(tǒng)

根據(jù)《電調〔2021〕44號 江蘇電網(wǎng)分布式電源并網(wǎng)調度管理工作規(guī)范》第九條的要求：“分布式電源應接受并執(zhí)行群控群調指令，其遠動信息重要工具、電能量計量信息等數(shù)據(jù)應接入調度自動化系統(tǒng)及配電自動化系統(tǒng)"積極拓展新的領域。本工程光伏電站側按要求配置1套分布式電源采集控制裝置，具備群控群調控制器功能更優質，滿足與上級調度主站競爭力所在、現(xiàn)場逆變裝置之間的群控群調指令上送與下發(fā)引人註目。

為滿足供電群控群調要求，以箱變?yōu)閱挝慌渲孟鄳獢?shù)據(jù)采集器溝通機製，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)好宣講。控制系統(tǒng)應具有快速響應的能力領先水平，以便及時調整系統(tǒng)參數(shù)并對外部環(huán)境的變化做出響應，響應時間控制在1min以內，響應精度小于1.5%戰略布局。

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)人機界面友好事關全面，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)，實時監(jiān)測各回路電壓狀態、電流技術節能、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息廣泛認同，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器國際要求、隔離開關、地刀等合鍛造、分閘狀態(tài)及有關故障競爭激烈、告警等信號。同時可以設計整體界面改善，供用戶選擇對應配電房對應光伏組件或高壓部分進行查看參與能力。

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)能夠對遙信變位，保護動作是目前主流、事故跳閘，以及電壓高質量、電流充分發揮、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯設計、查詢統(tǒng)計、事故分析改進措施【痛讼崎_？梢园磿r間、類型奮勇向前、等級和設備進行查詢不斷豐富。

圖 報警界面圖

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

在電能質量監(jiān)控圖中，可以直接查看電能質量裝置的運行狀態(tài)組建、電流電壓總有效值各有優勢、電壓波動效果較好、電壓總畸變、正反向有功電能持續、有功等多個領域、無功功率等電能質量信息‘a品和服務？梢愿鶕?jù)這些信息監(jiān)測現(xiàn)場電能的質量應用擴展，及時的做出應對方案。

圖 電能質量在線監(jiān)視界面圖

6.                      結語

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)依靠清潔增多、可再生的特點廣泛應用活動上，但發(fā)電量呈顯著的非穩(wěn)定特性，這對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和經濟效益構成了調成共享應用，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度主站系統(tǒng)的調控生產能力，助力分布式光伏高比例有序并網(wǎng)，強化分布式光伏的統(tǒng)一管控示範推廣，推動分布式光伏和大電網(wǎng)的協(xié)調運行堅持好，搭建數(shù)據(jù)透明、調控便捷大幅增加、能源互動的新型分布式新能源調度管理體系特性。

參考文獻

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