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、太陽能儲能不均的情況，通過對各構(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)對光伏發(fā)電相關(guān)項目進(jìn)行開發(fā)時，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)波動的情況，進(jìn)而使發(fā)電系統(tǒng)難以正常運行。

現(xiàn)階段亟待解決的問題主要包括一下兩個:

(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)處于正常運行狀態(tài)，其電壓將沿功率傳輸方案緩慢下降，但運用分布式光伏發(fā)電技術(shù)后，電網(wǎng)內(nèi)將形成多個電源節(jié)點，同時傳輸功率潮流的方向也發(fā)生了改變，使各個節(jié)點對應(yīng)電壓不斷變化，導(dǎo)致電壓偏壓持續(xù)增大，進(jìn)而對電網(wǎng)的安全性造成不利影響。

(2)若供電系統(tǒng)因故停止運行，但光伏發(fā)電仍處于供電狀態(tài)，會造成孤島現(xiàn)象，一般來說，孤島現(xiàn)場主要分為非計劃性和計劃性兩類，非計劃孤島往往難以預(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)電壓等級可根據(jù)各并網(wǎng)點裝機(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。若高低兩級電壓均具備接入條件，優(yōu)先采用低電壓等級接入。

分布式光伏發(fā)電項目可以專線或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)及安全自動裝置，如線路保護(hù)、安全自動裝置、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)度自動化要求，需配置遠(yuǎn)動系統(tǒng)、對時設(shè)備及安全防護(hù)裝置;為滿足系統(tǒng)電量統(tǒng)計，需配置電能計量裝置，如關(guān)口計量表、并網(wǎng)電能表、自用電計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，并及時系統(tǒng)報警進(jìn)行整改;同時建立整個光伏系統(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，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)，整個監(jiān)控系統(tǒng)在物理上分為兩個層:站控層和間隔層。站級通信網(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

展示整個光伏陣列各個組件的電壓、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)報數(shù)據(jù)、實時環(huán)境氣象數(shù)據(jù)、光伏電站實時輸出功率數(shù)據(jù)、光伏組件運行狀態(tài)等信息，可按照電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)要求，實現(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，時間分辨率為15min)，以及光伏電站實時氣象數(shù)據(jù)、裝機(jī)容量、投運容量、最大出力等信息的上報。

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)實時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)。

對所采集的實時信息進(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、溫度等各種實時數(shù)據(jù)。

3.7 供電質(zhì)量監(jiān)測

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

3.8 故障告警

對整個用戶側(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，及時發(fā)出報警，并通過就地保護(hù)裝置進(jìn)行實時控制。報警方式具有多種表現(xiàn)形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、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，可以快速切除并網(wǎng)點，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離，保證整個電站和相關(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)點電能質(zhì)量監(jiān)測。

五、典型案例