交流 220V 并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統多用于居民屋頂光伏發(fā)電,裝機功率在 8kW 左右。戶(hù)用光伏電站今年發(fā)展非常迅猛,根據國家能源局網(wǎng)站提供的數據,截至 2021 年 6 月底,全國累計納入 2021年國家財政補貼規模戶(hù)用光伏項目裝機容量為 586.14 萬(wàn)千瓦,這相當于 6 個(gè)月在居民屋頂建造了四
部分小型光伏電站為自發(fā)自用,余電不上網(wǎng)模式,這種類(lèi)型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置,避免往電網(wǎng)輸送電能。光伏電站規模較小,而且比較分散,對于光伏電站的管理者來(lái)說(shuō),通過(guò)云平臺來(lái)管理此類(lèi)光伏電站非常有必要,安科瑞在這類(lèi)光伏電站提供的解決方案包括以下方面:
交流 380V 并網(wǎng)
根據國家電網(wǎng) Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規定》,8kW~400kW 可 380V 并 網(wǎng),這類(lèi)分布式光伏多為工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏,自發(fā)自用,余電上網(wǎng)。分布式光伏接入配電網(wǎng)前, 應明確計量點(diǎn),計量點(diǎn)設置除應考慮產(chǎn)權分界點(diǎn)外,還應考慮分布式電源出口與用戶(hù)自用電線(xiàn)路處。 每個(gè)計量點(diǎn)均應裝設雙向電能計量裝置,其設備配置和技術(shù)要求符合 DL/T 448 的相關(guān)規定,以及 相關(guān)標準、規程要求。電能表采用智能電能表,技術(shù)性能應滿(mǎn)足國家電網(wǎng)公司關(guān)于智能電能表的相 關(guān)標準。用于結算和考核的分布式電源計量裝置,應安裝采集設備,接入用電信息采集系統,實(shí)現 用電信息的遠程自動(dòng)采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器,或者通過(guò)匯流箱接入逆變器,然后接入企業(yè) 380V 電網(wǎng),實(shí) 現自發(fā)自用,余電上網(wǎng)。在 380V 并網(wǎng)點(diǎn)前需要安裝計量電表用于計量光伏發(fā)電量,同時(shí)在企業(yè)電 網(wǎng)和公共電網(wǎng)連接處也需要安裝雙向計量電表,用于計量企業(yè)上網(wǎng)電量,數據均應上傳供電部門(mén)用 電信息采集系統,用于光伏發(fā)電補貼和上網(wǎng)電量結算。 部分光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監測并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量,包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、 電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波 THD、閃變等,需要安裝單獨的電能質(zhì)量監測裝 置。部分光伏電站為自發(fā)自用,余電不上網(wǎng)模式,這種類(lèi)型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置, 避免往電網(wǎng)輸送電能。 這種并網(wǎng)模式單體光伏電站規模適中,可通過(guò)云平臺采用光伏發(fā)電數據和儲能系統運行數據, 安科瑞在這類(lèi)光伏電站提供的解決方案包括以下方面:

10kV 或 35kV 并網(wǎng)
根據《國家能源局關(guān)于 2019 年風(fēng)電、光伏發(fā)電項目建設有關(guān)事項通知》(國發(fā)新能〔2019〕49 號),對于需要國家補貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目,需要滿(mǎn)足單點(diǎn)并網(wǎng)裝機容量小于 6 兆 瓦且為非戶(hù)用的要求,支持在符合電網(wǎng)運行安全技術(shù)要求的前提下,通過(guò)內部多點(diǎn)接入配電系統。 此類(lèi)分布式光伏裝機容量一般比較大,需要通過(guò)升壓變壓器升壓后接入電網(wǎng)。由于裝機容量較 大,可能對公共電網(wǎng)造成比較大的干擾,因此供電部門(mén)對于此規模的分布式光伏電站穩控系統、電 能質(zhì)量以及和調度的通信要求都比較高。 光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監測并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量,包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電 壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波 THD、閃變等,需要安裝單獨的電能質(zhì)量監測裝置。
上圖為一個(gè) 1MW 分布式光伏電站的示意圖,光伏陣列接入光伏匯流箱,經(jīng)過(guò)直流柜匯流后接 入集中式逆變器(直流柜根據情況可不設置),后經(jīng)過(guò)升壓變壓器升壓至 10kV 或 35kV 后并入中壓 電網(wǎng)。由于光伏電站裝機容量比較大,涉及到的保護和測控設備比較多,主要如下表:
系統功能設計
安科瑞電光伏電站監控軟件采用 Acrel-2000Z,是安科瑞電氣股份有限公司總結多年的開(kāi)發(fā)、實(shí) 踐經(jīng)驗和大量的用戶(hù)需求而設計針對用戶(hù)配電系統和光伏電站的實(shí)時(shí)監控系統。
軟件運行環(huán)境配置 服務(wù)器上安裝 Windows 7 操作系統。光伏電站電力監控軟件架構 軟件采用 C/S 架構,實(shí)時(shí)采集光伏電站電流、電壓、日/月/年/累計發(fā)電量和氣象數據。
光伏電站電力監控軟件功能
對光伏電站的整體信息進(jìn)行監控,采用圖形和數據的形式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地展現電站概況、電站實(shí)時(shí) 發(fā)電及發(fā)電統計信息。包括電站概括、環(huán)境參數、實(shí)時(shí)信息、發(fā)電量統計及發(fā)電量 TOP10 信息 通過(guò)主界面可以對光伏陣列現場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監測與顯示,如室外溫度值、風(fēng)速、風(fēng)向、光照 強度等。

1)通過(guò)對電站內一次及二次配電網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)的監控,了解電站內各電氣設備的運行情況及狀態(tài), 并對電站的并網(wǎng)狀態(tài)、有/ 無(wú)功功率流向情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。
2)光伏組件分布監控 能夠根據微逆變反應的數據顯示各組太陽(yáng)能電池板的工作狀態(tài)(是否正常發(fā)電),根據組串 式逆變器顯示各光伏組串輸出功率,分別計量?jì)煞N兩種逆變方式的發(fā)電量日發(fā)電量、日發(fā)電量曲線(xiàn)、 月發(fā)電量柱狀圖、年發(fā)電量柱狀圖等,并對這兩種方式發(fā)電量進(jìn)行對比。
3)逆變器監控
組串式逆變器主要監測指標包括:
直流電壓、直流電流、直流功率
交流電壓、交流電流
逆變器內溫度、時(shí)鐘
頻率、功率因數、當前發(fā)電功率
日發(fā)電量、累積發(fā)電量、累積 CO2 減排量
電網(wǎng)電壓過(guò)高、電網(wǎng)電壓過(guò)低
電網(wǎng)頻率過(guò)高、電網(wǎng)頻率過(guò)低
直流電壓過(guò)高、直流電壓過(guò)低
逆變器過(guò)載、逆變器過(guò)熱、逆變器短路
散熱器過(guò)熱
逆變器孤島
DSP 故障、通訊故障等。
監控系統可繪制顯示逆變器電壓—時(shí)間曲線(xiàn)、功率—時(shí)間曲線(xiàn)等,直流側輸入電流實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、
交流側逆變輸出電流曲線(xiàn),并采集與顯示各逆變器日發(fā)電量等電參量;
4)交流匯流箱監控
交流匯流箱主要監測指標包括:
光伏組串輸出直流電壓、輸出直流電流、輸出直流功率
各路輸入總發(fā)電功率、總發(fā)電量 匯流箱輸出電流、匯流箱輸出電壓、匯流箱輸出功率 電流監測允差報警 傳輸電纜/ 短路故障告警 空氣開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障信息等 5)交流配電柜監控 交流配電柜主要監測指標包括: 光伏發(fā)電總輸出有功功率、無(wú)功功率 功率因數、電壓、電流 斷路器故障信息、防雷器狀態(tài)信息等 6)并網(wǎng)柜監控 通過(guò)對并網(wǎng)柜的監控,計量上網(wǎng)電量、內部用電量、電能質(zhì)量、光伏發(fā)電系統有功和無(wú)功輸出、 發(fā)電量、功率因數、并網(wǎng)點(diǎn)的電壓和頻率、注入系統的電等參數,計算碳減排量,并折算成標準煤, 計算發(fā)電收益。 7)環(huán)境參數監控 環(huán)境參數主要監測指標包括 : 日照輻射 風(fēng)速、風(fēng)向 環(huán)境溫度 太陽(yáng)能電池板溫度等 對比實(shí)際微逆或幾種微逆輸出指導電池板需要清洗等信息。 8)歷史數據管理 監控系統可針對光伏發(fā)電現場(chǎng)的各種事件進(jìn)行記錄,如:通訊采集異常、開(kāi)關(guān)變位、操作記錄 等,時(shí)間記錄支持按類(lèi)型查詢(xún),并可對越限報警值進(jìn)行更改設置; 9)日發(fā)電趨勢分析 系統提供了實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史趨勢兩種曲線(xiàn)分析界面,可以反映出每天 24 小時(shí)內光伏發(fā)電量與該 日日照強度,環(huán)境溫度,風(fēng)速等的波動(dòng)情況。 10)故障報警 當電池板長(cháng)時(shí)間輸出功率偏低進(jìn)行故障指示,建議運維人員前往現場(chǎng)檢查是否有故障發(fā)生等; 另外對于并網(wǎng)柜部分的主斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監視,當出現開(kāi)關(guān)變位及時(shí)報警,提醒運維人員。
云平臺
云平臺軟件采用 B/S 架構,任何具備權限的用戶(hù)都可以通過(guò) WEB 瀏覽器,根據授權的不同監視分布在區域內各建筑的光伏電站的運行狀態(tài)(如電站地理分布、規模信息、是否并網(wǎng)、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息)。
1)顯示各場(chǎng)站發(fā)電量、發(fā)電功率、裝機容量等數據。
2)顯示單個(gè)場(chǎng)站當日發(fā)電收益、總收益、裝機容量、日/月/累計發(fā)電量以及功率曲線(xiàn)、設備狀況等。
3)顯示單個(gè)逆變器詳細情況,包括實(shí)時(shí)功率、日發(fā)電量、事件告警以及支路信息。