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摘要：隨著我國社會(hui) 的不斷進步,經濟得到迅速的發展,城市化進程也逐漸加快。城市電力配電網絡的供電壓力逐漸增加,傳(chuan) 統的發電技術已經不再適用於(yu) 目前城市電力配電的發展現狀。傳(chuan) 統發電技術電力轉化的效率比較低,對空氣的汙染也比較大,不利於(yu) 城市環境的保護以及經濟的持續發展。分布式光伏發電作為(wei) 一種可再生能源技術，得到了越來越廣泛的應用。本項目旨在利用分布式光伏發電技術，實現自發自用、餘(yu) 電上網，提高能源利用效率，降低能源成本，同時減少對傳(chuan) 統能源的依賴，促進可持續發展。
關(guan) 鍵詞：分布式光伏；自發自用，餘(yu) 電上網；可持續發展
1.概述
我國擁有豐(feng) 富的清潔可再生能源資源儲(chu) 量，積極開發利用可再生能源，為(wei) 解決(jue) 當前化石能源短缺與(yu) 環境汙染嚴(yan) 重的燃眉之急提供了有效途徑。但是可再生能源的利用和開發，可再生能源技術的發展和推廣以及可再生能源資源對環境保護的正向影響，卻遠遠沒有達到理想的水平。大力開發太陽能、風能等新能源和可再生能源利用技術將成為(wei) 減少環境汙染的重要措施。
光伏發電主要包括集中式光伏發電和分布式光伏發電兩(liang) 類。集中式光伏發電一般為(wei) 大型地麵光伏電站;分布式光伏發電主要指小型分散式光伏電站，其應用形式主要為(wei) 屋頂分布式光伏發電。集中式光伏電站的投資大、建設周期長、占地麵積大;而分布式光伏電站的投資小、建設周期短、政策支持力度大且選址自由等，本項目采用分布式光伏發電的運行方式，在廠區的屋頂進行安裝光伏發電設備進行發電。
本項目采用高效光伏組件，總容量為(wei) 4.03WM，本項目電量結算原則為(wei) ：自發自用，餘(yu) 電上網。項目計劃2024年6月底建成投產(chan) 。本項目二次設計選用安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監控係統解決(jue) 方案，光伏監控平台采用在國產(chan) 麒麟操作係統下運行，使得本地保護、監控方案更為(wei) 穩定可靠。通過本次分布式光伏的投建與(yu) 實施，為(wei) 用戶提供了清潔、可再生的電力能源，有助於(yu) 減少對傳(chuan) 統能源的依賴，降低碳排放。
圖1 項目現場圖
2.解決(jue) 方案
本項目為(wei) 屋頂分布式光伏項目，該項目的容量為(wei) 4.03MW，項目采用自發自用餘(yu) 電上網的消納方式。利用原有的電源點作為(wei) 光伏高壓並網點並入電網端，並網點設置光伏進線櫃櫃，站用變櫃，SVG櫃，PT櫃，計量櫃，出線總櫃，並網櫃。新增的光伏係統配置自動化係統，實時采集並網信息，信息上傳(chuan) 至當地調控中心DMS係統。光伏發電逆變器電源電壓為(wei) 1000V，經箱變升壓變升壓至10kV後,通過高壓電纜接入新增的10kV光伏進線櫃,通過並網櫃並入原10kV市電高壓櫃。項目采用Acrel-1000DP光伏監控平台，操作使用了國產(chan) 麒麟係統。監控平台具有對全站數據的實時觀測、事故告警提示等功能。
圖2 光伏電站一次係統圖
3.係統結構
現場設備主要分為(wei) 三部分，就地高壓櫃、二次保護裝置櫃、箱變。就地高壓保護裝置根據不同功能安裝在對應的高壓櫃對電力進行保護。二次保護裝置櫃配備防孤島保護，公共測控裝置、頻率電壓緊急控製裝置、電能質量裝置，對時裝置以及采集上傳(chuan) 設備，二次保護裝置主要對一次設備進行保護、廠站內(nei) 的數據采集與(yu) 調度上傳(chuan) 。箱變安裝有數采儀(yi) 對逆變器的數據進行采集。
係統可分為(wei) 三層結構：即現場設備層、網絡通訊層、和平台管理層。
現場設備層：箱變微機保護、電能質量在線監測裝置、頻率電壓緊急控製裝置、多功能儀(yi) 表、計量表等裝置用於(yu) 采集站內(nei) 配電櫃內(nei) 電氣運行參數、開關(guan) 狀態等數據，同時在10kv變電所配置直流電源，保障現場設備良好的運行環境。
網絡通訊層：包含安科瑞智能網關(guan) 。網關(guan) 主動采集現場設備層設備的數據，並可進行規約轉換，數據存儲(chu) ，分散10kV變電站通過數據采集箱（內(nei) 置智能網關(guan) ）采集數據通過光纖上傳(chuan) 至通信室分布式光伏監控係統統平台；同時網關(guan) 充當遠動通信裝置，將現場設備數據采集後通過交換機經縱向加密數據加密後上傳(chuan) 調度網。
平台管理層：分布式光伏監控係統平台、國網宿遷供電公司調度控製中心平台。
圖3 監控係統網絡結構圖
3.1 功能需求
3.1.1. 繼電保護及安全自動裝置需求
分布式電源繼電保護和安全自動裝置配置應符合相關(guan) 繼電保護技術規程、運行規程和反事故措施的規定，裝置定值應與(yu) 電網繼電保護和安全自動裝置配合整定，防止發生繼電保護和安全自動裝置誤動、拒動，確保人身、設備和電網安全。10kV接入的分布式電源，保護和安全自動裝置配置還應滿足《繼電保護和安全自動裝置技術規程》（GB/T14285-2006）。
1.線路保護裝置：光伏電站線路發生短路故障時，線路保護能快速動作，瞬時跳開相應並網點斷路器，滿足全線故障時快速可靠切除故障的要求。
2.電容器保護裝置：在高壓配電室10kVSVG櫃，裝設1套電容器保護裝置，實現欠電壓，過電壓，零序電壓，不平衡電壓保護，異常緊急控製功能，跳開電容器斷路器。
3.防孤島保護裝置：防孤島檢測需滿足GB/T19964-2012《光伏發電站接入電力係統技術規定》、Q/GDW617-2011《光伏電站接入電網技術規定》等規範文件的要求。分布式電源應具備快速監測孤島且立即斷開與(yu) 電網連接的能力，防孤島保護動作時間不大於(yu) 2S,其防孤島保護應與(yu) 配電網側(ce) 線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合。針對電網失壓後分布式電源可能繼續運行、且向電網線路送電的情況提出。孤島運行一方麵危及電網線路維護人員和用戶的生命安全，幹擾電網的正常合閘；另一方麵孤島運行電網中的電壓和頻率不受控製，將對配電設備和用戶設備造成損壞。防孤島裝置應具備線路故障時，確保電源能及時斷開與(yu) 電網連接，確保重合閘能正確動作。
4.光伏電站內(nei) 需具備直流電源，供10kV保護及測控裝置，電能質量在線監測裝置等設備使用。光伏電站內(nei) 需配置交直流一體(ti) 化電源，供關(guan) 口電能表、電能量終端服務器、交換機等設備使用。係統繼電保護應使用專(zhuan) 用的電流互感器和電壓互感器的二次繞組，電流互感器準確級宜采用0.2S、10P級，電壓互感器準確級宜采用0.2、3P級。
5.光伏電站本體(ti) 應具備故障和異常工作狀態報警和保護的功能。
6.光伏電站應支持調度機構開展"四遙"(遙測、遙信、遙控、遙調)應用功能。
7.恢複並網：當光伏發電係統因電網擾動脫網後，在電網電壓和頻率恢複到正常運行範圍之前，光伏發電係統不允許並網；在電網電壓和頻率恢複正常後，通過10kV電壓等級並網的分布式電源恢複並網應經過電網調度機構的允許。
3.1.2. 調度自動化需求
根據上述調度自動化需求，本項目采用104有線、101無線兩(liang) 路通道進行數據數據調度上傳(chuan) 。利用安科瑞遠動網關(guan) 進行數據的調度上傳(chuan) ，通過方天裝置與(yu) 調度之間建立的無線101通道進行數據101上傳(chuan) ；通過ONU裝置與(yu) 調度之間建立的有線104通道進行數據104上傳(chuan) 。本項目具有AGC控製，通過AGC控製裝置采集數采儀(yi) 數據，匯總數采儀(yi) 數據，利用內(nei) 部邏輯進行處理後輸出群調群控信號，群調群控信號利用網關(guan) 采集後上傳(chuan) 到調度，調度可以設置發電功率命令通過網關(guan) 下發到AGC控製裝置，調節逆變器的發電功率。
3.1.3. 電能質量在線監測需求
3.2 配置設備清單
根據3.2所述的光伏監控係統需求，安科瑞電氣配置1套完整的分布式光伏監控係統，詳細設備清單如表1。
表1我司提供方案設備列表
3.3典型設備介紹
AMSSE-IS防孤島裝置主要用於(yu) 35KV、10KV以及低壓380V光伏發電、燃氣發電等新能源並網供電係統。具有三段式過流保護、反時限保護、兩(liang) 段式零序IO過流/IO反時限過流保護等保護功能。防孤島裝置具有以下作用1：保護人員安全：在電網或光伏側(ce) 失電時，防孤島裝置能迅速動作，切斷並網點，避免維修人員在不知情的情況下接觸帶電部分，從(cong) 而保障其生命安全。2：防止電網衝(chong) 擊和設備損壞：通過快速切斷連接，防孤島裝置防止了孤島效應可能導致的電壓和頻率異常，從(cong) 而避免了這些異常對電網和光伏設備造成的衝(chong) 擊和損壞。3：提高係統可靠性：通過實時監測和快速響應，防孤島裝置有助於(yu) 維持光伏並網係統的穩定性，從(cong) 而提高其與(yu) 大電網的功率平衡，增強係統的整體(ti) 可靠性。
APView500PV電能質量在線監測裝置采用了高性能多核平台和嵌入式操作係統，遵照IEC61000-4-30《測試和測量技術-電能質量測量方法》中規定的各電能質量指標的測量方法進行測量，集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監測、電壓不平衡度監測、事件記錄、測量控製等功能為(wei) 一體(ti) 。裝置在電能質量指標參數測量方法的標準化和指標參數的測量精度以及時鍾同步、事件告警功能等各個(ge) 方麵均達到了國家標準要求，能夠滿足通過0.4-35kV電壓等級並網的分布式光伏發電係統要求，廣泛適用於(yu) 工業(ye) 廠房、商業(ye) 屋頂、物流基地、機場交通、高速服務區等行業(ye) 的分布式光伏並網點電能質量監測。電能質量在線監測裝置的作用主要包括實時監測電能質量參數、分析電能質量問題、提高電能利用效率、保障電氣設備安全運行、降低電能損耗、預防電力事故、提高用戶滿意度等。實時監測電能質量參數：通過監測電網中的電壓、電流等參數，及時發現電能質量問題，如電壓波動、電流諧波、電能失真等。分析電能質量問題：通過對監測數據的分析，可以深入了解電能質量問題的性質、原因和影響，為(wei) 後續的處理提供依據。提高電能利用效率：通過監測和分析電能質量問題，可以采取相應的措施來改善電能質量，從(cong) 而提高電能利用效率，減少能源浪費。提高用戶滿意度：通過監測和分析電力係統的運行狀況，幫助電力係統管理人員了解電力係統的運行狀況，及時調整電力係統的負載和運行模式，提高電力係統的效率，減少能源浪費，降低能源成本，從(cong) 而提高用戶滿意度。
3.4現場應用圖
圖4 光伏電站屏櫃布置圖
圖5 直流屏櫃布置圖
圖6 光伏電站監控主機台布置圖
4.係統功能
4.1. 主接線界麵圖
在此界麵可以查看配電室內(nei) 高壓保護櫃的電量參數，監視斷路器和手車的狀態，在遠方狀態時可以遙控斷路器的分合，監視高壓櫃保護裝置的參數，能夠及時的發現異常，及時做出相應的處理。
圖7 主接線界麵圖
4.2. 電能質量監視界麵圖
在電能質量監控圖中，可以直接查看電能質量裝置的運行狀態、電流電壓總有效值、電壓波動、電壓總畸變、正反向有功電能、有功、無功功率等電能質量信息。可以根據這些信息監測現場電能的質量，及時的做出應對方案。
圖8 電能質量監視界麵圖
4.3. 網絡拓撲界麵圖
係統支持實時監視接入係統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構；可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界麵上顯示故障設備或元件及其故障部位。
圖9 站內(nei) 設備網絡拓撲圖
4.4. 逆變器監視界麵圖
此界麵可以監視逆變器的電流電壓等電參量數據，逆變器的發電有功功率，總發電量以及故障告警信息。通過友好的用戶界麵和強大的分析功能，能夠及時發現並解決(jue) 潛在問題，確保光伏發電係統的可靠和穩定運行。
圖10 逆變器監視界麵圖
4.5. 實時曲線監視界麵圖
此界麵選擇所要設備的電量，查看電量的實時曲線，便於(yu) 現場人員查看電參量的變化情況，利用曲線的變化情況更加直觀的展示出現場電量的變化方便分析現場運行狀態。
圖11 實時曲線監視界麵圖
5.結束語
光伏發電是我國重要的戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) ，大力推進光伏發電應用對優(you) 化能源結構、保障能源安全、改善生態環境、轉變城鄉(xiang) 用能方式具有重大戰略意義(yi) 。分布式光伏發電應用範圍廣，在城鄉(xiang) 建築、工業(ye) 、農(nong) 業(ye) 、交通、公共設施等領域都有廣闊應用前景，既是推動能源生產(chan) 和消費革命的重要力量，也是促進穩增長調結構促改革惠民生的重要舉(ju) 措。該項目的實施可以有效地推動可再生能源的發展，減少對傳(chuan) 統能源的依賴，降低能源消耗和環境汙染。通過分布式光伏的應用，我們(men) 成功實現了太陽能的利用，為(wei) 社會(hui) 提供了清潔、可持續的電力供應。在未來的發展中，我們(men) 將繼續努力，為(wei) 推動可再生能源的發展和應用做出更大的貢獻。同時，我們(men) 也將不斷提高技術水平和管理水平，確保項目的順利實施和運行，為(wei) 社會(hui) 和環境的可持續發展做出積極貢獻。
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