摘 要：分布式光伏發(fā)電利用太陽能光伏板，分散布置在各區(qū)域，通過小規(guī)模、模塊化并網(wǎng)或獨立使用。其特點為就近發(fā)電、并網(wǎng)、轉(zhuǎn)換和使用。技術(shù)進步和政策支持降低了光伏組件成本，推動了分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)在多個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。在全球能源轉(zhuǎn)型的背景下，提升能源利用效率和優(yōu)化管理流程成為新能源科技公司的迫切需求。本文介紹了安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)在鄂托克旗巴音烏蘇六保煤礦5MW項目中的應(yīng)用，展示了針對分布式光伏發(fā)電站的整體方案。

0項目概述

鄂托克旗巴音烏蘇六保煤礦5MW分布式光伏項目位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市六保煤礦排土場，接入客戶內(nèi)部電網(wǎng)，選擇自發(fā)自用、余電上網(wǎng)。項目利用閑置排土場安裝光伏組件，總面積約4.6萬平方米，實際安裝容量4.9995MWp。光伏組件經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換后，接至箱變低壓開關(guān)柜，升壓后匯入電纜分支箱，送至10KV升壓站并網(wǎng)。項目打造高效智能分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，通訊管理機實現(xiàn)高效通信與遠(yuǎn)程監(jiān)控，Acrel-1000DP軟件分析數(shù)據(jù)，繼電保護裝置確保安全，電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測電網(wǎng)情況，遠(yuǎn)動上傳設(shè)備完成數(shù)據(jù)無線安全上送。

1分布式光伏設(shè)計

本項目光伏接入鄂托克旗東辰匯通礦業(yè)10kV配電室，進線電源為110kV盤山變913備用線。采用單晶硅組件550Wp共9090片，逆變器13臺，變壓器2臺，總?cè)萘?000kVA。1#箱變光伏系統(tǒng)裝機22688.4KWp，4888塊組件組成188組串，每25/27/28路組串接至1臺逆變器，共7臺；2#箱變光伏系統(tǒng)裝機2311.1KWp，4202塊組件組成159組串，每26/27/28路組串接至1臺逆變器，共6臺。

圖1 光伏接入系統(tǒng)示意圖

圖2 1#箱變光伏發(fā)電子系統(tǒng)圖

圖3 2#箱變光伏發(fā)電子系統(tǒng)圖

圖4 光伏組件布置圖

2技術(shù)方案

本項目建設(shè)分布式光伏系統(tǒng)，采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式。光伏發(fā)電經(jīng)逆變器、箱變升壓至10kV并入電網(wǎng)。新建10kV配電部分包括光伏進線柜、并網(wǎng)柜、計量柜及PT柜二次線。項目以Acrel-1000DP為核心，結(jié)合先進設(shè)備和技術(shù)，構(gòu)建集成化綜合監(jiān)控系統(tǒng)，含組屏、繼保裝置、電能監(jiān)測、通訊管理機、遠(yuǎn)動設(shè)備及煙霧傳感器。系統(tǒng)監(jiān)控光伏運行狀態(tài)和效率，實時監(jiān)測發(fā)電線路并保護，降低故障損失。電能監(jiān)測裝置記錄電壓波動、諧波等。煙霧傳感器監(jiān)測火災(zāi)威脅并上傳報警信息。

2.1二次電氣設(shè)備

1）線路保護裝置

線路保護裝置的核心功能在于保障電氣設(shè)備的安全運行。該裝置持續(xù)監(jiān)控電流、電壓等關(guān)鍵電氣參數(shù)，一旦偵測到任何異常情況，例如過載、短路或接地故障，線路保護裝置將立即切斷電源，有效預(yù)防設(shè)備損壞及火災(zāi)風(fēng)險。

2）防孤島裝置

防孤島裝置防止電網(wǎng)故障時光伏發(fā)電站與主電網(wǎng)隔離，形成孤島現(xiàn)象，引發(fā)安全隱患。它通過監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)，檢測電流、電壓、頻率等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常時迅速切斷連接，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定。裝置還具備自恢復(fù)功能，故障排除后自動恢復(fù)連接，保障電力供應(yīng)連續(xù)。為光伏并網(wǎng)提供更安全環(huán)境。

3）電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置實時監(jiān)測和分析電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量。它精確測量和記錄電壓、電流、頻率、諧波等參數(shù)，識別電壓波動、諧波污染及瞬態(tài)電壓等問題，為電力用戶提供改進建議。

2.2運動通訊設(shè)備

1）對時裝置

GPS與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)提供高精度時間信號，助力設(shè)備協(xié)調(diào)同步，降低時間誤差故障風(fēng)險，便于問題精確定位分析。

2）縱向加密裝置

縱向加密裝置增強數(shù)據(jù)上傳安全性。采用先進加密技術(shù)，保護電力數(shù)據(jù)傳輸安全，防止數(shù)據(jù)被篡改或竊取。。

3）遠(yuǎn)動通訊管理機

遠(yuǎn)動通訊管理機是監(jiān)控和控制遠(yuǎn)程設(shè)備的設(shè)備，主要功能為數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測、故障報警和遠(yuǎn)程控制。它能實時獲取設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)，通過多通訊協(xié)議與系統(tǒng)交互，實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和故障診斷。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)為分層分布式結(jié)構(gòu)，包括站控層、通信管理層和間隔層。間隔層在站控層、通信管理層及網(wǎng)絡(luò)失效時仍能獨立完成監(jiān)測和斷路器控制。

站控層設(shè)備負(fù)責(zé)集中監(jiān)控，包括主機、打印機等。

通信管理層負(fù)責(zé)與間隔層通訊并采集數(shù)據(jù)，通訊管理機為中心，采用與保護裝置同品牌設(shè)備。

間隔層配置繼電保護裝置，具備測控、保護及通訊功能，可安裝在開關(guān)柜或組屏，通過開放型總線式標(biāo)準(zhǔn)通訊網(wǎng)絡(luò)進行信息交換和指令執(zhí)行。

圖5系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

項目配置設(shè)備清單如下表所示：

表1 方案設(shè)備列表

現(xiàn)場圖片

4系統(tǒng)功能

光伏監(jiān)測

系統(tǒng)實時采集光伏電站關(guān)鍵數(shù)據(jù)，監(jiān)控其運行。通過分析處理，系統(tǒng)提供實時評估和故障診斷，確保最優(yōu)運行狀態(tài)。同時支持遠(yuǎn)程調(diào)度與維護，提升管理效率和安全性能。

圖5.1 光伏監(jiān)控界面

電能質(zhì)量在線監(jiān)測

系統(tǒng)可持續(xù)監(jiān)測供電系統(tǒng)電能質(zhì)量，包括穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)，幫助管理人員實時掌握情況，及時發(fā)現(xiàn)并消除不穩(wěn)定因素。主界面應(yīng)實時顯示監(jiān)測點通信狀態(tài)、電壓總畸變率、三相電壓不平衡度及正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度及正序/負(fù)序/零序電流值。

圖5.2 電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測界面

逆變器監(jiān)測

逆變器數(shù)據(jù)監(jiān)測是光伏監(jiān)控系統(tǒng)核心，收集、分析逆變器運行數(shù)據(jù)，如電壓、電流、功率和溫度，保障系統(tǒng)穩(wěn)定與最優(yōu)性能。監(jiān)測可及時發(fā)現(xiàn)異常，進行故障診斷與維護，提升系統(tǒng)效率與可靠性。

圖5.3 逆變器監(jiān)測界面

5結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進步，眾多智能監(jiān)控解決方案正被廣泛引入分布式光伏發(fā)電領(lǐng)域，促進了該領(lǐng)域向更高效率和智能化的轉(zhuǎn)型。Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)通過實時采集、分析和處理光伏發(fā)電站的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對整個發(fā)電流程的精確監(jiān)控與管理。這不僅確保了發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和高效運作，而且該系統(tǒng)還擁有卓越的數(shù)據(jù)分析能力，能夠為運營維護提供堅實的數(shù)據(jù)支持，進一步優(yōu)化光伏發(fā)電的整體性能。這些優(yōu)勢不僅提高了光伏發(fā)電的經(jīng)濟收益，而且為可再生能源的普及和應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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