安科瑞 劉邁

　　摘(zhāi) 要(yào)：分(fēn)布(bù)式光伏發電站(zhàn)是指(zhǐ)將光(guāng)伏發電組件安(ān)裝在用戶的建築物屋(wū)頂，空地(dì)或其他(tā)適合的場地上，利(lì)用(yòng)太(tài)陽(yáng)能(néng)進行發電的一種可(kě)再(zài)生(shēng)能(néng)源(yuán)利用方式，與(yǔ)傳統的大(dà)型集(jí)中式光伏電站相比，分(fēn)布式光(guāng)伏(fú)發(fā)電(diàn)具有更(gēng)靈活的布(bù)局(jú)，更(gēng)低的(dí)建(jiàn)設(shè)成(chéng)本和(hé)更高(gāo)的(dí)能效，能夠有(yǒu)效滿足用(yòng)戶(hù)的用(yòng)電需求(qiú)，同(tóng)時減輕(qīng)對環(huán)境(jìng)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)。電站(zhàn)通(tōng)常由光伏組(zǔ)件(jiàn)，逆變器(qì)，支架(jià)係統(tǒng)，電纜和(hé)監控係(xì)統等幾個主(zhǔ)要(yào)部(bù)分組成(chéng)，光伏(fú)組(zǔ)件是將太陽(yáng)光轉化(huà)為(wéi)電能的核(hé)心部分(fēn)；逆(nì)變(biàn)器則(zé)將直流(liú)電(diàn)轉(zhuǎn)換(huàn)為交流電；支架係統用(yòng)於(yú)固定(dìng)光(guāng)伏組(zǔ)件；電纜(lǎn)用(yòng)於(yú)連接(jiē)各個組(zǔ)件；而(ér)監控係統則(zé)用(yòng)於主要用(yòng)於(yú)實時監(jiān)測，數據分(fēn)析和故障(zhàng)診斷(duàn)。本文(wén)介紹了安科瑞Acrel-1000DP分(fēn)布(bù)式光(guāng)伏監(jiān)控係統在浙(zhè)江安吉(jí)成新照明電器有限公司(sī)3234.465kWp分布(bù)式光伏發電(diàn)項目(mù)中的應用，該係統(tǒng)的應用有效(xiào)提(tí)升了(liǎo)光(guāng)伏發(fā)電係(xì)統的(dí)運行效(xiào)率和可靠(kào)性(xìng)。

　　關鍵(jiàn)詞(cí)：可再(zài)生能源；分布(bù)式光伏；光(guāng)伏監(jiān)控(kòng)係統

　　1. 項目概述(shù)

　　浙江安(ān)吉成(chéng)新照明電(diàn)器(qì)有限(xiàn)公司是(shì)螺(luó)旋(xuán)節能(néng)燈(dēng)毛(máo)管(guǎn)專(zhuān)業生產型(xíng)企(qǐ)業，成立於2007年6月(yuè)，擁(yōng)有(yǒu)全自動(dòng)生產綫(xiàn)，*的(dí)技術(shù)實力以及(jí)經(jīng)驗豐富(fù)的管(guǎn)理(lǐ)隊伍，專業(yè)生產(chǎn)綠(lǜ)環保型(xíng)產(chǎn)品(pǐn)，是政府倡導(dǎo)的(dí)朝陽產業。

　　浙江安(ān)吉(jí)成新照明(míng)電(diàn)器(qì)有限公司(sī)3234.465kWp分(fēn)布式光伏發電(diàn)項(xiàng)目（以(yǐ)下簡稱(chēng)“本項目"）由湖州翔(xiáng)傲(ào)電力(lì)科技(jì)有限公司(sī)投(tóu)資，采(cǎi)用“全額上(shàng)網(wǎng)"模式，建設光伏電站總容(róng)量為3234.465kWp。項(xiàng)目位於浙江(jiāng)省湖(hú)州市安吉縣溪龍鄉溪(xī)龍(lóng)村(cūn)涼亭崗自(zì)然(rán)村，利用(yòng)浙江安吉成新(xīn)照明電器有限(xiàn)公司(sī)的廠房(fáng)屋頂(dǐng)安(ān)裝(zhuāng)太(tài)陽能光伏(fú)板(bǎn)，項(xiàng)目(mù)預(yù)計首(shǒu)年(nián)發電量304.77萬kWh，25年(nián)總(zǒng)發電(diàn)量7106.03萬kWh，年平均(jūn)發(fā)電(diàn)量284.24萬kWh。每年可節約燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤約932.31噸(dūn)，相(xiāng)應(yīng)每(měi)年(nián)可(kě)減(jiǎn)少燃(rán)煤(méi)所(suǒ)造(zào)成(chéng)的多(duō)種有害(hài)氣(qì)體(tǐ)的(dí)排放，其中(zhōng)二(èr)氧(yǎng)化(huà)硫(liú)（SO2）85.27噸，氮氧化合物(wù)（NOx）42.63噸，粉塵(chén)773.13噸(dūn)，可減(jiǎn)輕(qīng)排放(fàng)溫(wēn)室效應(yīng)性氣體(tǐ)二氧(yǎng)化碳(tàn)（CO2）2833.87噸(dūn)。

　　2. 用電現狀

　　浙江(jiāng)安吉成(chéng)新(xīn)照明電(diàn)器(qì)有(yǒu)限公司(sī)由10kV電壓等級(jí)供(gōng)電，現有(yǒu)10kV降(jiàng)壓配(pèi)電房1座(zuò)，配變總(zǒng)規模為(wéi)630kVA+250kVA，電源來自110kV溪(xī)龍(lóng)變(biàn)電站(zhàn)10kV溪(xī)工202綫#2+1杆(gān)，采(cǎi)用(yòng)高(gāo)供高(gāo)計(jì)計(jì)量方式。

圖(tú)2.1 一(yī)次主(zhǔ)接綫圖（現(xiàn)狀）

　　3. 分(fēn)布式光(guāng)伏設(shè)計

　　本(běn)項(xiàng)目利用(yòng)浙江安(ān)吉成(chéng)新照明電(diàn)器有(yǒu)限公司6個廠房(fáng)屋(wū)頂(dǐng)，合計約(yuē)24000平方米，建設(shè)總裝機規模(mó)為(wéi)3234.465kWp的(dí)光(guāng)伏發電項目。共(gòng)采(cǎi)用585W單晶(jīng)矽(guī)太(tài)陽能電池(chí)組件(jiàn)5529塊，通(tōng)過串(chuàn)/並(bìng)聯方式組成(chéng)光伏(fú)發電(diàn)陣(zhèn)列(liè)，發電(diàn)單元內(nèi)每18/19/20/21/22/24/25/26塊光伏(fú)組件(jiàn)串聯(lián)為(wéi)一(yī)個光伏(fú)組串(chuàn)，並聯(lián)組(zǔ)串(chuàn)數共(gòng)298串，組串式逆變器(qì)10台，容量為320kW/196kW/230kW，輸出為(wéi)0.8kV低壓(yā)交(jiāo)流電壓，分(fēn)別(bié)接(jiē)入變(biàn)壓(yā)器升(shēng)壓(yā)至10kV，經(jīng)開(kāi)關(guān)站(zhàn)後(hòu)接入至(zhì)10kV綫路，以10kV電(diàn)壓等級接入電(diàn)網(wǎng)，采(cǎi)用(yòng)“全額(é)上(shàng)網"接(jiē)入(rù)。

圖3.1 光伏(fú)接入係(xì)統示意(yì)圖(tú)

圖3.2 光伏組件布置(zhì)圖

　　4. 技術(shù)方(fāng)案

　　本項(xiàng)目(mù)配(pèi)置了(liǎo)Acrel-1000DP分(fēn)布式(shì)光伏監控係統，實現對光伏電站的(dí)集(jí)中管理，包括設備的(dí)狀(zhuàng)態監測，故障報警，運行(háng)參數設置等(děng)，並(bìng)通過(guò)遠動(dòng)網關將光伏電站(zhàn)的(dí)信息上傳到調度中(zhōng)心(xīn)。

　　新建並(bìng)網(wǎng)點光伏開關(guān)站中(zhōng)電(diàn)氣(qì)設(shè)備(bèi)包(bāo)括2台1600kVA幹(gān)式變壓(yā)器(qì)，高壓櫃7台，交直(zhí)流屏，綜合保護屏，遠動(dòng)通(tōng)訊(xùn)屏各1麵(miàn)；其中10kV光(guāng)伏(fú)開關(guān)站中(zhōng)繼(jì)電保護(hù)裝(zhuāng)置采(cǎi)用綫(xiàn)路保(bǎo)護裝(zhuāng)置，配置(zhì)方(fāng)向過流保(bǎo)護；並(bìng)網點配置電(diàn)能質量在(zài)綫監(jiān)測(cè)裝置(zhì)，防孤島保護裝(zhuāng)置(zhì)等設備(bèi)。

　　4.1. 二(èr)次電氣(qì)設(shè)備(bèi)

　　1）綫路(lù)保護裝置

　　綫路保護(hù)裝置主(zhǔ)要功能是確(què)保電氣設(shè)備的安(ān)全(quán)運行(háng)。裝(zhuāng)置實(shí)時監(jiān)測電(diàn)流，電壓等電(diàn)氣(qì)參(cān)數，一旦檢測到異常，如過載，短(duǎn)路或(huò)接地故障，綫路(lù)保(bǎo)護裝置會迅速切(qiē)斷(duàn)電源，從而(ér)防(fáng)止設(shè)備損壞(huài)和(hé)火災(zāi)風險(xiǎn)。

　　2）防孤(gū)島裝(zhuāng)置(zhì)

　　在電網失(shī)電的情(qíng)況下，分布(bù)式(shì)電源(yuán)未能夠及(jí)時與電網(wǎng)斷(duàn)開連接，會形(xíng)成孤島(dǎo)狀態，這種(zhǒng)狀(zhuàng)態可能(néng)造成分(fēn)布(bù)式(shì)電(diàn)源(yuán)不可控，電(diàn)網恢復時(shí)的電(diàn)壓和頻率不(bù)匹(pǐ)配等問題(tí)。防孤(gū)島(dǎo)裝置通過實時(shí)監測(cè)電網狀態(tài)，一(yī)旦檢(jiǎn)測到(dào)電網斷(duàn)電，能夠(gòu)在(zài)規定的(dí)時(shí)間內(nèi)迅速切斷(duàn)分(fēn)布(bù)式電(diàn)源(yuán)與(yǔ)電網的連(lián)接，同時(shí)，防(fáng)孤島裝置還具有多種保(bǎo)護功能，如(rú)高頻(pín)，低頻，過電壓，低電(diàn)壓保(bǎo)護(hù)等，能保(bǎo)障電(diàn)力(lì)係統(tǒng)的穩定(dìng)運行(háng)。

　　3）故(gù)障解(jiě)列裝置(zhì)

　　裝(zhuāng)置能(néng)夠監(jiān)測(cè)電網的(dí)實(shí)時(shí)狀態，一(yī)旦檢測到異(yì)常(cháng)或故(gù)障(zhàng)信(xìn)號，如短路(lù)，過載等(děng)，它(tā)會立(lì)即啟動，將故障(zhàng)儲能單(dān)元(yuán)或(huò)設備與電(diàn)網(wǎng)斷(duàn)開，既(jì)能防止(zhǐ)故(gù)障設備(bèi)對電(diàn)網造成進一步損(sǔn)害，也(yě)確(què)保其他正常(cháng)運(yùn)行的儲(chǔ)能單(dān)元(yuán)繼續(xù)供電(diàn)，保障(zhàng)用戶的電(diàn)力需求(qiú)。

　　4.2. 電(diàn)能質量在綫(xiàn)監(jiān)測裝(zhuāng)置(zhì)

　　電能(néng)質量在綫(xiàn)監測裝置(zhì)能夠實時監測儲能站接入電網(wǎng)後(hòu)的(dí)電能質量，包括(kuò)電壓偏差，頻(pín)率(shuài)偏差(chà)，諧(xié)波(bō)含量(liáng)，三(sān)相不平(píng)衡(héng)度等(děng)關(guān)鍵(jiàn)指(zhǐ)標(biāo)。通(tōng)過(guò)測量與(yǔ)分析，它(tā)能夠及時發現電(diàn)能(néng)質量(liáng)問(wèn)題，如電壓波(bō)動(dòng)，諧(xié)波汙(wū)染等，為(wéi)運維(wéi)人員(yuán)提(tí)供及時(shí)的告警(jǐng)信(xìn)息，此外，電(diàn)能質量(liáng)在綫監測裝置的數(shù)據記(jì)錄功(gōng)能(néng)還可為(wéi)後續的故(gù)障排查(chá)和(hé)電能質量治(zhì)理提(tí)供(gōng)有(yǒu)力(lì)支(zhī)持(chí)。

　　4.3. Ⅱ型網絡安(ān)全(quán)監(jiān)測(cè)裝置

　　Ⅱ型(xíng)網絡安全(quán)監測裝置搭(dā)配探(tàn)針軟件能(néng)夠(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)測係統中(zhōng)的網(wǎng)絡(luò)流量(liáng)和(hé)數據(jù)包，通(tōng)過探針(zhēn)軟件(jiàn)的深(shēn)度分析，識(shí)別和記(jì)錄潛(qián)在的(dí)網(wǎng)絡安(ān)全威(wēi)脅和異常(cháng)行為(wéi)，及(jí)時(shí)發出(chū)警(jǐng)報並(bìng)采取相應措(cuò)施，從而(ér)有效(xiào)防止網絡攻擊(jī)，數(shù)據(jù)泄露(lòu)和(hé)係(xì)統(tǒng)故障，為係統的(dí)可(kě)靠運(yùn)行提(tí)供(gōng)堅強的(dí)網(wǎng)絡安全支(zhī)撐。

　　5. 係統(tǒng)結構(gòu)

　　本(běn)項(xiàng)使(shǐ)用(yòng)基(jī)於國產(chǎn)操作係(xì)統的分(fēn)布式光伏(fú)監(jiān)控係(xì)統Acrel-1000DP，係(xì)統結(jié)構(gòu)采用(yòng)分(fēn)層(céng)分(fēn)布式，分(fēn)成站(zhàn)控層(céng)，通(tōng)信層和(hé)設備層。

　　站控層負(fù)責對整個(gè)係(xì)統進行集(jí)中(zhōng)管(guǎn)理(lǐ)和(hé)控(kòng)製(zhì)。操(cāo)作(zuò)員可以實(shí)時監控(kòng)係(xì)統狀(zhuàng)態，進(jìn)行(háng)數(shù)據(jù)分析與處(chǔ)理(lǐ)，從(cóng)而(ér)實現(xiàn)對生產過程(chéng)的(dí)智能調度與優(yōu)化(huà)。

　　通(tōng)信層負(fù)責(zé)信息傳遞與(yǔ)數(shù)據交互，確(què)保各(gè)個設(shè)備(bèi)和係(xì)統組件之(zhī)間能(néng)夠無縫連接和協(xié)同工(gōng)作(zuò)，此(cǐ)外，通(tōng)信(xìn)層(céng)還(huán)可以(yǐ)支(zhī)持(chí)多種網(wǎng)絡(luò)拓撲(pū)結(jié)構(gòu)，適應(yīng)不同規模和需求的(dí)應(yīng)用(yòng)場(cháng)景(jǐng)，保(bǎo)證(zhèng)係(xì)統(tǒng)的(dí)靈活性和可擴(kuò)展性。

　　設備層(céng)涵(hán)蓋了(liǎo)各種(zhǒng)傳感(gǎn)器(qì)，執(zhí)行器(qì)和控製器等硬件(jiàn)設備(bèi)。這(zhè)些設(shè)備負責采集現(xiàn)場數據(jù)並執(zhí)行(háng)控(kòng)製指令(líng)，是實現自(zì)動(dòng)化操作(zuò)的(dí)核心(xīn)。

圖5.1係統拓撲圖

　　6. 現(xiàn)場圖(tú)片

圖6.1 預製(zhì)艙（高壓(yā)室，低壓室，二次設備室）

圖(tú)6.2 高壓(yā)櫃(guì)

圖6.3 二次(cì)設備(bèi)組屏(píng)

　　7. 係統(tǒng)功能

　　7.1. 實時監測(cè)

　　係統可(kě)以直(zhí)觀的(dí)展示新建(jiàn)光伏電站的一次係統(tǒng)圖，實時顯(xiǎn)示采集(jí)到的各(gè)類數(shù)據，包(bāo)括電站(zhàn)內開關(guān)櫃和故(gù)障(zhàng)解列(liè)，防孤島(dǎo)裝(zhuāng)置(zhì)等二次設(shè)備(bèi)的電(diàn)壓，電(diàn)流(liú)，功率(shuài)等關鍵參數，以及開關櫃(guì)內(nèi)斷路(lù)器，手(shǒu)車的分合狀態(tài)等。

圖7.1 實時監(jiān)測

　　7.2. 逆變(biàn)器監(jiān)測(cè)

　　逆變器(qì)數(shù)據監測功能(néng)是光伏發電監(jiān)控係統(tǒng)中(zhōng)的(dí)一個關(guān)鍵組成部分(fēn)，它(tā)負責(zé)收(shōu)集(jí)，分析和(hé)處(chǔ)理逆(nì)變器(qì)的(dí)運(yùn)行(háng)數(shù)據，包括(kuò)電壓，電流，功率和(hé)溫(wēn)度(dù)等參數(shù)，以確保(bǎo)光(guāng)伏(fú)發電(diàn)係(xì)統(tǒng)的(dí)穩定運行，通(tōng)過數(shù)據(jù)監測，用(yòng)戶可(kě)以(yǐ)及時(shí)發(fā)現係統異常(cháng)，進行故障診(zhěn)斷與維護，提高係統(tǒng)的(dí)整體效率與可靠性。

圖(tú)7.2 逆(nì)變(biàn)器監測

　　7.3. 電(diàn)能質量在(zài)綫監(jiān)測

　　係統可以對(duì)整個(gè)供電係統(tǒng)的電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)包(bāo)括(kuò)穩態狀態和暫態狀(zhuàng)態進行持續監(jiān)測，使(shǐ)管理人(rén)員實(shí)時掌(zhǎng)握供電係統電能(néng)質(zhì)量情況(kuàng)，以(yǐ)便(biàn)及時(shí)發現和(hé)消除供(gōng)電不穩定因素(sù)。在供電係統(tǒng)主(zhǔ)界(jiè)麵(miàn)上(shàng)應能實時(shí)顯示各電能(néng)質(zhì)量(liáng)監測(cè)點(diǎn)的監測裝置通信(xìn)狀(zhuàng)態，各監(jiān)測點(diǎn)的A/B/C相電(diàn)壓(yā)總畸(jī)變(biàn)率，三相(xiāng)電壓不(bù)平(píng)衡度百(bǎi)分比和正(zhèng)序/負(fù)序/零序電壓值(zhí)，三(sān)相(xiāng)電流(liú)不平衡度(dù)百分(fēn)比和正(zhèng)序/負序/零(líng)序(xù)電(diàn)流(liú)值。

圖7.3 電能(néng)質量實(shí)時數據(jù)監測(cè)界麵

　　7.4. 調(tiáo)度(dù)上(shàng)傳

　　係統通過遠動(dòng)裝置(zhì)，縱(zòng)向(xiàng)加密(mì)裝置(zhì)將(jiāng)采集(jí)到的(dí)光(guāng)伏電站信息(xī)安全(quán)上傳至(zhì)湖州地(dì)調(tiáo)，為保(bǎo)證數據(jù)網(wǎng)絡的安全，配置了(liǎo)網絡安全(quán)監測裝(zhuāng)置搭配探針軟件(jiàn)，對網絡中(zhōng)的(dí)數(shù)據流(liú)量(liáng)，異常(cháng)行為和潛在(zài)威脅進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和(hé)分析(xī)，以實現對光伏(fú)電(diàn)站信息網絡(luò)的(dí)保(bǎo)護(hù)，確保信息(xī)傳(chuán)輸的可(kě)靠性(xìng)和安(ān)全性(xìng)。

圖7.4 數據上(shàng)傳(chuán)調度

　　7.5. 電(diàn)力安全防護

　　為了(liǎo)確保係(xì)統安全(quán)，穩(wěn)定(dìng)運(yùn)作(zuò)，在(zài)驗(yàn)收前需(xū)要結(jié)合網安設備對監控(kòng)主機(jī)，交換機，網(wǎng)關(guān)和調度係統(tǒng)之間(jiān)的(dí)網(wǎng)絡安(ān)全進(jìn)行(háng)測試。針對監(jiān)控主機(jī)，需要對(duì)網絡白名單，登陸事(shì)件(jiàn)，關(guān)鍵目錄/文件(jiàn)篡改行為(wéi)進行(háng)檢測，同時識(shí)別網絡端口潛(qián)在(zài)的安全(quán)風險，包括非法(fǎ)端口，網絡(luò)外(wài)聯等問題；交換(huàn)機作為數據(jù)流量的樞紐(niǔ)，需要(yào)檢(jiǎn)測是(shì)否(fǒu)能(néng)夠(gòu)有效防(fáng)御網絡攻擊，檢驗(yàn)功能(néng)包(bāo)括配置(zhì)變(biàn)更，修改用戶(hù)名(míng)密碼，登陸事件(jiàn)，網(wǎng)口(kǒu)up/down，交換機(jī)離(lí)綫(xiàn)/上綫等；對(duì)於遠(yuǎn)動(dòng)網關的驗(yàn)收(shōu)，主(zhǔ)要(yào)在於(yú)確保(bǎo)數(shù)據傳(chuán)輸過程中的(dí)安(ān)全(quán)，主要檢驗(yàn)功能包括網絡(luò)白名單(dān)，登(dēng)陸(lù)事件，關(guān)鍵目(mù)錄/文件篡改行為(wéi)，網(wǎng)絡(luò)外聯和開放(fàng)非(fēi)法(fǎ)端口(kǒu)事(shì)件(jiàn)。

圖7.5 網(wǎng)安設備(bèi)安全功能驗(yàn)收

　　8. 結(jié)語

　　分布(bù)式屋(wū)頂光伏(fú)係(xì)統(tǒng)作為可再(zài)生(shēng)能源(yuán)的重(zhòng)要組成部分，近(jìn)年(nián)來在中國乃至(zhì)全球範圍(wéi)內迅(xùn)速(sù)發(fā)展。係統通(tōng)過(guò)在建築(zhù)物(wù)的(dí)屋(wū)頂(dǐng)安裝太陽(yáng)能板(bǎn)來(lái)將太陽(yáng)能轉化為電能，既(jì)可(kě)供建(jiàn)築自(zì)身使(shǐ)用(yòng)，也(yě)可並入電(diàn)網(wǎng)，從(cóng)技術角度分(fēn)析(xī)，分(fēn)布式(shì)光伏(fú)監控(kòng)係統的(dí)引入(rù)使(shǐ)得用(yòng)戶(hù)可(kě)以(yǐ)實時監(jiān)測發(fā)電情(qíng)況(kuàng)，優(yōu)化(huà)能(néng)源使用(yòng)，確保係(xì)統的(dí)運行(háng)與(yǔ)維護(hù)，進一步(bù)結合(hé)儲能係統(tǒng)後，還能提(tí)升用(yòng)戶(hù)的用(yòng)電(diàn)自主性(xìng)，增(zēng)加對電網(wǎng)的(dí)獨立性。

　　參(cān)考(kǎo)文獻

　　[1] 張立斌.屋頂分布(bù)式光(guāng)伏(fú)發電設計(jì)[J].華北電(diàn)力技術, 2014(1):4.DOI:10.3969/j.issn.1003-9171.2014.01.003.

　　[2] 邵(shào)天寶(bǎo),王誌(zhì)文,劉曉峰(fēng),等.屋頂分(fēn)布(bù)式光(guāng)伏發電應(yīng)用實例(lì)[C]//第(dì)七(qī)屆(jiè)全(quán)國(guó)石(shí)油和化工電(diàn)氣(qì)設計與(yǔ)應用論文大(dà)賽(sài)入選論文(wén)集(jí).2024.

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