一、 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)狀

我國太陽能十分豐富，在政府大力扶持光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的當(dāng)下，光伏發(fā)電相關(guān)技術(shù)均得到了長足的進(jìn)步，其中，具代表性的是分布式光伏發(fā)電技術(shù)。其優(yōu)勢主要是能夠解決各地區(qū)日照長度、太陽能儲(chǔ)能不均的情況，通過對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)布設(shè)的方式，使太陽能得到充分開發(fā)，在利用該技術(shù)對(duì)光伏發(fā)電相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)時(shí)，仍有亟待解決的問題存在，例如，有相關(guān)人員未能做到嚴(yán)格管控組件質(zhì)量，導(dǎo)致不達(dá)標(biāo)組件進(jìn)入項(xiàng)目，使發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性受到負(fù)面影響，太陽能不穩(wěn)定，光伏發(fā)電期間極易出線電網(wǎng)波動(dòng)的情況，進(jìn)而使發(fā)電系統(tǒng)難以正常運(yùn)行。

現(xiàn)階段亟待解決的問題主要包括一下兩個(gè):

(1)除特殊情況外，集中進(jìn)行供電的配電網(wǎng)均存在電力輻射的情況，若配電網(wǎng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，其電壓將沿功率傳輸方案緩慢下降，但運(yùn)用分布式光伏發(fā)電技術(shù)后，電網(wǎng)內(nèi)將形成多個(gè)電源節(jié)點(diǎn)，同時(shí)傳輸功率潮流的方向也發(fā)生了改變，使各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)電壓不斷變化，導(dǎo)致電壓偏壓持續(xù)增大，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)的安全性造成不利影響。

(2)若供電系統(tǒng)因故停止運(yùn)行，但光伏發(fā)電仍處于供電狀態(tài)，會(huì)造成孤島現(xiàn)象，一般來說，孤島現(xiàn)場主要分為非計(jì)劃性和計(jì)劃性兩類，非計(jì)劃孤島往往難以預(yù)測。此外，考慮到電網(wǎng)難以做到有效控制孤島輸電頻率和電壓，隨著孤島現(xiàn)象存在時(shí)間的增加，其他設(shè)備受損的概率將大幅提高。

二、分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

按Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》:分布式電源并網(wǎng)電壓等級(jí)可根據(jù)各并網(wǎng)點(diǎn)裝機(jī)容量進(jìn)行初步選擇，推薦如下:

8kw 及以下可接入220V;

8kW~400kW可接入380V;

400kW~6MW可接入10kV;

5MW~30MW以上可接入35kV。

最終并網(wǎng)電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選論證確定。若高低兩級(jí)電壓均具備接入條件，優(yōu)先采用低電壓等級(jí)接入。

分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目可以專線或T接方式接入系統(tǒng)。380V、10kV接入的分布式光伏發(fā)電可采用無線公網(wǎng)通信方式(光纖到戶的可采用光纖通信方式)，但應(yīng)采取信息安全防護(hù)措施。

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中裝設(shè)的電力二次部分主要有繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置，如線路保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、防孤島保護(hù)防止孤島效應(yīng)帶來的危害、UPS電源等設(shè)備，為滿足調(diào)度自動(dòng)化要求，需配置遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、對(duì)時(shí)設(shè)備及安全防護(hù)裝置;為滿足系統(tǒng)電量統(tǒng)計(jì)，需配置電能計(jì)量裝置，如關(guān)口計(jì)量表、并網(wǎng)電能表、自用電計(jì)量電能表及采集終端等裝置;為滿足并網(wǎng)電能質(zhì)量的要求，需要配置電能頁量監(jiān)測裝置，監(jiān)測光伏發(fā)電給電網(wǎng)帶來的電壓偏差危害，并及時(shí)系統(tǒng)報(bào)警進(jìn)行整改;同時(shí)建立整個(gè)光伏系統(tǒng)的通信設(shè)備，滿足系統(tǒng)的互聯(lián)互通和可管理性。

三、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)功能介紹

3.1 概述

Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，是我司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無人值守的要求，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的新一代分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有保護(hù)、遙測、遙信、遙脈、遙調(diào)、遙控功能可實(shí)現(xiàn)無人或少人值守功能，為監(jiān)控系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行提供了全新的解決方案。

本系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)在物理上分為兩個(gè)層:站控層和間隔層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、Modbu: TCP、CDTEC60870-5-101、IEC60870-5-103、1EC60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約。

3.2 光伏監(jiān)控總覽

展示光伏電站名稱、位置、逆變器數(shù)量等基本信息;統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站日、月、年發(fā)電量;按匯流數(shù)據(jù)分散分析每組光伏組件發(fā)電功率以及工作狀態(tài)。

3.3 光伏組件監(jiān)控

展示整個(gè)光伏陣列各個(gè)組件的電壓、電流、功率等電參量信息;監(jiān)測逆變器當(dāng)前輸入功率、輸出功率、溫度及當(dāng)前狀態(tài)等信息;監(jiān)測逆變器交直流側(cè)電參量信息。

3.4 光伏功率預(yù)測

光伏發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)通過采集數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)環(huán)境氣象數(shù)據(jù)、光伏電站實(shí)時(shí)輸出功率數(shù)據(jù)、光伏組件運(yùn)行狀態(tài)等信息，可按照電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)格式的短期功率預(yù)測(預(yù)測光伏電站未來0h-168h的光伏輸出功率，時(shí)間分辨率為15min)、超短期功率預(yù)測(預(yù)測未來15min-4h的光伏輸出功率，時(shí)間分辨率為15min)，以及光伏電站實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)、裝機(jī)容量、投運(yùn)容量、最大出力等信息的上報(bào)。

3.5 發(fā)電曲線分析

展示逆變器交流側(cè)總有功功率曲線;展示逆變器直流側(cè)電壓曲線;展示當(dāng)前光伏發(fā)電站所處環(huán)境溫度曲線;綜合分析環(huán)境對(duì)光伏發(fā)電的影響。

3.6 數(shù)據(jù)采集和處理

監(jiān)控系統(tǒng)通過通信管理機(jī)實(shí)時(shí)采集光伏逆變器的模擬量狀態(tài)量等信息量;通過公共接口設(shè)備接受來自其他通信裝置的數(shù)據(jù)。

對(duì)所采集的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行數(shù)字濾波、有效性檢查，工程值轉(zhuǎn)換、人工置入等加工。從而提供電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、系統(tǒng)總功率、總發(fā)電量、溫度等各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3.7 供電質(zhì)量監(jiān)測

針對(duì)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)提供提供高精度的電能質(zhì)量監(jiān)測與分析，針對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓諧波、電流諧波、電壓間諧波、電流間諧波、三相電壓不平衡度、電壓波動(dòng)與閃變及直流分量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與分析，為用戶的微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行提供可靠保障。

3.8 故障告警

對(duì)整個(gè)用戶側(cè)市電及光伏發(fā)電系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視管理，如發(fā)生電壓異常、頻率異常、孤島效應(yīng)等故障時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警，并通過就地保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。報(bào)警方式具有多種表現(xiàn)形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報(bào)警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據(jù)自己的需要添加或修改報(bào)警信息。

四、典型硬件產(chǎn)品

4.1 AM5SE-IS微機(jī)保護(hù)裝置

AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時(shí)，可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離，保證整個(gè)電站和相關(guān)維護(hù)人員的生命安全。

4.2 APView500電能質(zhì)量治理在線監(jiān)測裝置

APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能為一體，能夠滿足通過0.4-35kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)要求，廣泛適用于工業(yè)廠房、商業(yè)屋頂、物流基地、機(jī)場交通、高速服務(wù)區(qū)等行業(yè)的分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量監(jiān)測。

五、典型案例

審核編輯 黃宇