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安科瑞王丹丹acrel2021
摘 要：隨著“雙碳"目標的提出,開發利用可再生能源已成為(wei) 必然趨勢。新能源發電作為(wei) 能源利用的一種重要形式,已經受到越來越多的關(guan) 注。相對於(yu) 大容量、高電壓、遠距離輸送的集中發電方式,分布式光伏具有容量小、電壓低、就地消納等的優(you) 勢而被廣泛應用,近年來呈現跨越式發展趨勢,研究分布式光伏接入對配電網的影響,對於(yu) 提升電網及人身安全具有重要意義(yi) 。本文以分布式光伏為(wei) 研究對象,結合工程實例,研究了分布式光伏接入配電網的電氣二次配置以及通信管理。
關(guan) 鍵詞：新能源發電；分布式光伏；電氣二次配置；通信管理
上海寶鋼阿賽洛激光拚焊有限公司屋頂光伏發電項目（二期）（以下簡稱“本項目"）是響應國家“優(you) 化能源結構，提供更加清潔、可靠的能源"的號召，投資建設的分布式光伏發電應用示範項目。
本項目位於(yu) 上海寶鋼阿賽洛激光拚焊有限公司廠區內(nei) ，利用現有廠房屋頂建設分布式光伏發電項目，總建設規模約為(wei) 712.8kWp。本項目投資方為(wei) 上海寶鋼節能環保技術有限公司，光伏發電組件位於(yu) 上海市嘉定區安亭鎮百安公路1369號，通過用戶配電站接入公共電網，屬於(yu) 上海市電力公司嘉定供電公司管理範圍。
本文介紹光伏電站接入係統方案的論證，係統繼電保護及安全自動裝置、係統通信、係統調度自動化方案研究等。
圖 項目現場驗收圖
現有用戶配電站為(wei) 10kV用戶變，站內(nei) 3台10kV變壓器，變壓器容量為(wei) 1250+1250+1600kVA。用戶變壓器通過10kV“31本4阿賽洛"線接入10kV本特開關(guan) 站二段母線，再接入110kV百安10kV四段母線。現已投運光伏1200kWp。
現有供電示意圖如下：
圖 用戶配電站現供電示意圖
本項目光伏組件、支架及相關(guan) 設備等安裝在一二期屋麵的低跨區域，鄰接已安裝一期光伏設備的高跨屋麵。一二期產(chan) 線屋麵（低跨）為(wei) 彩鋼瓦結構，屋麵板為(wei) 角馳Ⅲ型結構。整個(ge) 屋麵跨度為(wei) 55米，長189米，總麵積約10000平方米。除去采光帶及排氣通風等設施，屋麵可利用率約75%，而光伏設備的占用麵積約5000平方米。
寶鋼阿賽洛一二期廠房屋麵原設計恒荷載標準值為(wei) 0.3kN/m2，在本光伏項目中，安裝光伏組件和光伏支架增加恒荷載0.13 kN/m2，經計算，屋麵檁條及剛架梁柱的部分區域不滿足強度及穩定性要求，需要對屋麵檁條以及剛架梁柱的局部區域進行加固處理。對於(yu) 屋麵檁條，可通過在下方增加隅撐的方式進行加固；對於(yu) 梁和柱，在不滿足的區域進行兩(liang) 側(ce) 貼鋼板加固。
圖 光伏組件示意圖
在廠房東(dong) 側(ce) 鄰接的電氣室的外側(ce) 綠化帶內(nei) ，將安裝本項目的升壓變壓器及並網設備，采用箱式變電站的形式。箱式變電站占用麵積約40平方米。逆變器輸出的交流電升壓至10kV後接入高壓開關(guan) 櫃，再通過1回出線接入位於(yu) 1期電氣室的廠區進線10KV母排，在母排處拚裝高壓並網進線櫃，實現並網。設備位置見以下示意圖，最終布置以詳細設計完成後出具的施工圖紙為(wei) 準。
另外在此區域內(nei) 已安裝有一期光伏電站的組件衝(chong) 洗水箱，因此將共用衝(chong) 洗水站，二期將在屋麵上擴展安裝衝(chong) 洗管網。
圖 平麵關(guan) 係示意圖
本項目規模約為(wei) 712.8kWp，利用廠房屋頂建設光伏發電係統，關(guan) 鍵設備光伏組件、逆變器、變壓器等采用國內(nei) 產(chan) 品。分布式光伏係統所發電量采用就地消納，自發自用，餘(yu) 電上網。本項目光伏發電係統所輸出的直流電經組串式逆變器轉換成交流電後，就地升壓至10KV，經開關(guan) 櫃通過1回出線接入至廠區10KV進線母線的用戶側(ce) ，實現並網，供廠區負荷使用。結合用戶的總廠用變壓器容量（4100KVA）及一期已經並網運行的光伏係統總量（1200kW）分析，光伏並網容量不超過廠變容量的80%，再根據屋麵的勘查情況考慮，確定本光伏項目的建造容量為(wei) 712.8kWp為(wei) 宜。
本項目配備1台三相交流800KVA的幹式變壓器。額定電壓10.5±2×2.5%/0.38kV，接線組別為(wei) Dy11。交流頻率為(wei) 50Hz,可以戶外使用，能效等級滿足國家規範要求。
變壓器一次側(ce) 接入自交流匯流櫃或低壓接入櫃輸出的線路，交流匯流櫃負荷開關(guan) 兼具通斷保護功能，變壓器二次側(ce) 輸出接至10KV進回線，配備開關(guan) 櫃、PT櫃及計量櫃，采用預製艙設計安裝。開關(guan) 櫃輸出後經1回10KV高壓交流電纜直接接至光伏並網進線櫃，進線櫃與(yu) 廠區10KV進線母線拚接，利用母排連接，具體(ti) 接入方式以實際設計為(wei) 準。
本光伏電站內(nei) 主要電氣設備采用微機保護，以滿足信息上送。元件保護按照《繼電保護和安全自動裝置技術規程》（GB14285－2006）配置。
1）並網線路繼電保護及安全自動裝置
分布式光伏項目線路發生短路故障時，線路保護應快速動作，瞬時跳開相應並網點斷路器，滿足全線故障快速可靠切除故障的要求。安裝光伏發電項目的用戶變電站10kV母線應配置故障解列裝置，實現頻率電壓異常緊急控製功能，跳開相應斷路器（專(zhuan) 用開關(guan) ）。
2）防孤島檢測
分布式光伏項目逆變器必須具備快速檢測孤島且監測到孤島後立即斷開與(yu) 電網連接的能力，其防孤島方案應與(yu) 繼電保護配置、安全自動裝置和低電壓檢測裝置等相配合，時間上相匹配。該逆變器防孤島檢測策略應符合國家電網的相應規定
逆變器具備極性反接保護、短路保護、低電壓穿越、孤島效應保護、過熱保護、過載保護、接地保護等。高壓開關(guan) 櫃上裝設測控保護裝置，設置過電流保護、零序過電流保護。測控保護裝置以通訊方式將所有信息上傳(chuan) 至光伏本地監控係統。
本項目光伏電站在故障或異常運行狀態時能夠迅速斷開與(yu) 係統的並網連接,停止向電網送電，不會(hui) 對現有係統的正常運行產(chan) 生影響。
圖 新建光伏一次圖
本項目光伏電站配置一套綜合自動化係統，采用星空体育彩票手机版下载官网最新所提供的Acrel-Cloud1200分布式光伏電力監控係統具有保護、控製、通信、測量等功能，可實現光伏發電係統、開關(guan) 站的全功能綜合自動化管理。本項目逆變器、高低壓設備等狀態信號都要接入本監控係統。
本項目光伏電站監控係統包括兩(liang) 部分：站控層和就地層，網絡結構為(wei) 開放式分層、分布式結構。
監控係統通過以太網與(yu) 就地層相連,就地層按照不同的功能、係統劃分，以相對獨立的方式分散在逆變器區域或箱變中，在站控層及網絡失效的情況下，就地層仍能獨立完成就地各電氣設備的監測。計算機監控係統通過遠動工作站GPRS公網與(yu) 上海市電力公司實現數據通訊。
站控層由計算機網絡連接的服務器、操作員站、遠動站等組成，提供站內(nei) 運行的人機界麵，實現管理控製就地層設備等功能，形成全站監控、管理中心，並具備與(yu) 遠方控製中心通信的接口。
就地層設備由智能測控單元、網絡係統通訊單元、逆變器數據采集單元、多功能電能表等構成，主要電氣設備包括微機保護、防孤島保護、電能質量在線監測裝置、故障解列裝置、多功能儀(yi) 表、逆變器、箱變測控等設備。它直接采集處理現場的原始數據，通過網絡傳(chuan) 送給站控層監控主站，同時接收站控層發來的控製操作命令，經過有效性判斷、閉鎖檢測、同步檢測等，最後對設備進行操作控製。
每個(ge) 光伏發電單元配帶無線發射功能的數據采集裝置，采集每組光伏組件數據，逆變器參數，測控裝置、智能計量表計的數據，打包後通過無線網絡傳(chuan) 輸給監控係統實現監視。
圖 監控係統網絡結構圖
項目配置設備清單如下表所示：
6. 係統功能
通過現場測控單元、數據采集器采集有關(guan) 信息，進行包括對數據合理性校驗在內(nei) 的各種預處理，實時更新數據庫，其範圍包括模擬量，數字量和脈衝(chong) 量等。
（1）模擬量
模擬量包括電流、電壓、有功、無功、頻率、功率因數等電量數據和日照強度、風速、風向、溫度、濕度、氣壓等非電量數據。
（2）數字量
數字量采集含逆變器運行狀態、故障信號，開關(guan) 、隔離開關(guan) 以及接地刀閘的位置信號，保護動作信號、運行監視信號等。
圖9 實時監測主界麵圖
Acrel-Cloud1200分布式光伏電力監控係統報警處理分事故報警和預告報警。前者包括非操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號，後者包括一般設備變位、狀態異常信息、模擬量越限/複限、計算機站控係統的各個(ge) 部件、就地單元的狀態異常等等。
（1）事故報警
事故報警發生時，公用事故報警器將立即發出音響報警，監控畫麵上用顏色改變和閃爍表示該設備變位，同時顯示紅色報警條文，打印機打印報警條文，數據轉發裝置向遠方控製中心發送報警信息。事故報警通過手動或自動方式確認。
（2）預告報警
預告報警發生時，其處理方式除與(yu) 事故報警處理相同外，音響和提供信息顏色可區別於(yu) 事故報警。能有選擇地向遠方發送信息。
圖 報警界麵圖
能通過顯示器對主要電氣設備運行參數和設備狀態進行監視，畫麵支持雙屏顯示，畫麵操作支持無級縮放，可以平滑漫遊，具有導遊圖功能。具有網絡拓撲分析功能，能對設備進行動態著色，確定帶電設備的顏色。主要顯示畫麵包括：
（1）運行監視圖，包括顯示設備運行狀態、各主要電氣量(電流、電壓、頻率、有功、無功)、環境數據(氣溫、濕度、氣壓、風速、風向、日照強度等)等的實時值；
（2）網絡監視圖，用圖形方式及顏色變化顯示出計算機監控係統的設備配置、連接狀態；
（3）發電量實時監視圖，通過柱狀圖及數據表直觀的查看和對比每台逆變器實時發電量信息，同時可以通過鏈接查看和對比發電量曲線；
（4）發電單元監控圖，顯示每個(ge) 發電單元詳細信息，允許手動控製、和調節每個(ge) 發電單元運行工況；
（5）各種保護信息及報表
（6）二次保護配置圖，反映各套保護投切情況、整定值等
（7）控製操作過程記錄及報表
（8）事故追憶記錄報告或曲線、事故順序記錄報表
（9）趨勢曲線圖、棒狀圖
（10）各種統計及功能報表等。
圖 人機界麵一次圖
分布式光伏發電係統依靠清潔、可再生的特點廣泛應用，但發電量呈顯著的非穩定特性，這對電力係統的穩定運行和經濟效益構成了調成，因此分布式光伏項目並網時需要接受調度主站係統的調控，助力用戶、電網分布式光伏高比例有序並網，強化分布式光伏的統一管控，推動分布式光伏和大電網的協調運行，搭建數據透明、調控便捷、能源互動的新型分布式新能源調度管理體(ti) 係。
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