安科瑞(ruì)  陳(chén)聰 周(zhōu)潔

1 概(gài)述

  “十四五(wǔ)"期(qī)間(jiān)，隨著(zhuó)“雙碳"目標提出(chū)及逐步落實，本(běn)就(jiù)呈現出(chū)較(jiào)好發展勢頭(tóu)的(dí)分(fēn)布式(shì)光(guāng)伏發(fā)展(zhǎn)有(yǒu)望大幅(fú)提速。就“十(shí)四(sì)五"光伏(fú)發(fā)展(zhǎn)規(guī)劃，國(guó)家發改委(wěi)能源研(yán)究(jiū)所(suǒ)可再生能源(yuán)發(fā)展中(zhōng)心副(fù)主(zhǔ)任陶(táo)冶(yě)表示，“雙碳"目(mù)標(biāo)意味(wèi)著國(guó)家(jiā)產業結(jié)構(gòu)的調整(zhěng)，未來(lái)10年，新(xīn)能源(yuán)裝(zhuāng)機將(jiāng)保持(chí)在(zài)110GW以(yǐ)上(shàng)的年增速(sù)，這裏(lǐ)麵包含(hán)集中式光(guāng)伏電站和(hé)分(fēn)布式光(guāng)伏電(diàn)站。相較(jiào)於(yú)集中式電站來說，分(fēn)布(bù)式(shì)對土地等(děng)自(zì)然資源沒有依賴(lài)，各個(gè)地方的屋頂就(jiù)是分布式電站(zhàn)的(dí)形(xíng)成(chéng)基(jī)礎，在碳(tàn)中(zhōng)和方案的可選項(xiàng)中，分布式(shì)光(guāng)伏由(yóu)於其(qí)靈活(huó)性必將(jiāng)被大(dà)力發展，目前已有河北(běi)，甘肅，安(ān)徽(huī)，浙(zhè)江，陝西等9省(shěng)發布關(guān)於分(fēn)布(bù)式光(guāng)伏整(zhěng)縣推(tuī)進(jìn)工作(zuò)的通知。

  目前我國的(dí)兩種(zhǒng)分(fēn)布式應用場景(jǐng)分別(bié)是
：廣(guǎng)大農村屋(wū)頂(dǐng)的(dí)戶用(yòng)光伏(fú)和(hé)工商(shāng)業(yè)企業屋(wū)頂(dǐng)光伏(fú)，這兩類分(fēn)布式光伏(fú)電(diàn)站今年(nián)都(dū)發展迅速。

  2 相關標準

  根據(jù)國家電(diàn)網Q/GDW1480-2015 《分布(bù)式電(diàn)源接(jiē)入電(diàn)網技術規(guī)定》
：分布(bù)式(shì)電(diàn)源並網電(diàn)壓等級可(kě)根據各(gè)並網點裝(zhuāng)機(jī)容量(liáng)進行初步選擇，推(tuī)薦(jiàn)如(rú)下(xià)
：8kW 及以下可接(jiē)入220V；8kW~400kW可接(jiē)入(rù)380V；400kW~6000kW可(kě)接(jiē)入10kV；5000kW~30000kW以(yǐ)上可(kě)接入35kV。最終(zhōng)並(bìng)網(wǎng)電壓(yā)等級應(yīng)根(gēn)據電網(wǎng)條件，通(tōng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選(xuǎn)論證確定。若(ruò)高(gāo)低兩級(jí)電壓(yā)均(jūn)具(jù)備接入(rù)條件，優先(xiān)采用低(dī)電壓(yā)等(děng)級(jí)接入(rù)。

  Q/GDW1480-2015 《分(fēn)布式電源接(jiē)入(rù)電(diàn)網技術規定》

  GB/T 29319-2012  《光伏發(fā)電(diàn)係統接入(rù)配(pèi)電網技術規(guī)定》

  GB 50797-2012  《光伏發電(diàn)站(zhàn)設(shè)計(jì)規範》

  Q/GDW1617-2015 《光(guāng)伏(fú)電站(zhàn)接入電網(wǎng)技術規(guī)定(dìng)》

  JGJ203-2010      《民用(yòng)建(jiàn)築太陽能(néng)光(guāng)伏係統應(yīng)用技術規範(fàn)》

  3 解決(jué)方(fāng)案(àn)

  3.1 交(jiāo)流(liú)220V並網

  交(jiāo)流(liú)220V並網的(dí)光(guāng)伏(fú)發電係(xì)統多用於(yú)居民屋頂(dǐng)光(guāng)伏(fú)發電，裝機(jī)功率在8kW左(zuǒ)右。戶(hù)用(yòng)光(guāng)伏電(diàn)站(zhàn)今(jīn)年發展非常迅猛，根據國家能(néng)源(yuán)局網(wǎng)站提(tí)供(gōng)的數據(jù)，截(jié)至2021年6月底，全(quán)國(guó)累計納(nà)入2021年國家(jiā)財政(zhèng)補貼規(guī)模(mó)戶用光(guāng)伏項(xiàng)目(mù)裝(zhuāng)機容(róng)量(liáng)為(wéi)586.14萬(wàn)千瓦，這(zhè)相當於(yú)6個月在(zài)居(jū)民屋頂(dǐng)建造了(liǎo)四分之一個三峽水電(diàn)站。

  部分小(xiǎo)型光(guāng)伏(fú)電站(zhàn)為(wéi)自發(fā)自用，餘電不上網(wǎng)模(mó)式(shì)，這(zhè)種(zhǒng)類型(xíng)的(dí)光伏電(diàn)站需要(yào)安(ān)裝防逆流保護(hù)裝置(zhì)，避免(miǎn)往電網輸(shū)送電能。光伏電(diàn)站規(guī)模(mó)較小，而(ér)且(qiě)比(bǐ)較分(fēn)散，對於光伏電(diàn)站(zhàn)的(dí)管(guǎn)理者來說，通(tōng)過雲平台(tái)來(lái)管理此類(lèi)光(guāng)伏電站非(fēi)常有(yǒu)必(bì)要，安(ān)科瑞(ruì)在這類(lèi)光伏電站提(tí)供(gōng)的解決(jué)方(fāng)案(àn)包(bāo)括(kuò)以下(xià)方麵(miàn)
：

  3.2 交流380V並網

  根據(jù)國(guó)家(jiā)電(diàn)網Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術(shù)規定》，8kW~400kW可380V並網(wǎng)，超出400kW的光伏電(diàn)站(zhàn)視(shì)情(qíng)況也可(kě)以(yǐ)采(cǎi)用多點(diǎn)380V並網，以當地電力部門(mén)的審批(pī)意見為準。這類分布式光(guāng)伏多為工(gōng)商(shāng)業企業(yè)屋(wū)頂(dǐng)光伏，自(zì)發自用，餘(yú)電上網(wǎng)。分布(bù)式(shì)光(guāng)伏接入(rù)配電網前，應(yīng)明(míng)確(què)計量(liáng)點，計(jì)量(liáng)點(diǎn)設置除(chú)應(yīng)考慮(lǜ)產權(quán)分界點外(wài)，還應(yīng)考慮分布式電(diàn)源(yuán)出口與用戶(hù)自用(yòng)電(diàn)綫路(lù)處。每個計(jì)量點均(jūn)應裝設雙向電能(néng)計量(liáng)裝置，其設備配(pèi)置和技(jì)術要求(qiú)符合 DL/T 448 的相關規定，以(yǐ)及(jí)相(xiāng)關(guān)標(biāo)準，規程要求。電(diàn)能表采(cǎi)用(yòng)智能電能(néng)表，技術(shù)性能應滿(mǎn)足(zú)國家(jiā)電網(wǎng)公(gōng)司(sī)關(guān)於(yú)智(zhì)能(néng)電能(néng)表(biǎo)的相(xiāng)關標(biāo)準。用於(yú)結(jié)算(suàn)和(hé)考核的分布式電源(yuán)計(jì)量(liáng)裝置，應(yīng)安(ān)裝采集設備，接入用(yòng)電信息(xī)采集係統，實現用電信息的遠程自(zì)動采集。

  光(guāng)伏(fú)陣列接(jiē)入(rù)組串(chuàn)式(shì)光伏逆變(biàn)器，或者(zhě)通(tōng)過匯流(liú)箱接(jiē)入逆變(biàn)器(qì)，然(rán)後接入(rù)企(qǐ)業(yè)380V電網(wǎng)，實現自發(fā)自(zì)用(yòng)，餘電(diàn)上網(wǎng)。在380V並網(wǎng)點前需要(yào)安(ān)裝計(jì)量電表用於計量(liáng)光(guāng)伏發(fā)電量，同時(shí)在企業(yè)電(diàn)網(wǎng)和公共(gòng)電網連接處也(yě)需要(yào)安裝(zhuāng)雙(shuāng)向計(jì)量電(diàn)表，用(yòng)於計(jì)量(liáng)企業上網電量，數據(jù)均應上傳供電(diàn)部(bù)門用電信(xìn)息采(cǎi)集(jí)係統，用於光(guāng)伏(fú)發電(diàn)補(bǔ)貼和(hé)上網(wǎng)電(diàn)量結算(suàn)。

  部(bù)分光伏電(diàn)站並(bìng)網點需(xū)要監測並網(wǎng)點(diǎn)電能(néng)質量，包括電源頻率，電源(yuán)電壓的大小(xiǎo)，電壓不(bù)平(píng)衡，電(diàn)壓驟升/驟(zhòu)降(jiàng)/中斷，快速電(diàn)壓(yā)變化(huà)，諧波(bō)/間諧波(bō) THD，閃變等，需(xū)要(yào)安裝單獨(dú)的電能(néng)質量(liáng)監測裝置。部分光伏電站為(wéi)自(zì)發自(zì)用，餘(yú)電不上(shàng)網模式，這種(zhǒng)類(lèi)型的光伏電(diàn)站需要安裝防逆流保(bǎo)護裝置，避免(miǎn)往電(diàn)網輸送電能。

  這(zhè)種並網模式單(dān)體(tǐ)光伏(fú)電站(zhàn)規(guī)模適中(zhōng)，可通(tōng)過雲平台(tái)采用光(guāng)伏發(fā)電數據和儲(chǔ)能係(xì)統運(yùn)行(háng)數(shù)據，安科瑞在(zài)這類光(guāng)伏(fú)電站(zhàn)提供的(dí)解決(jué)方(fāng)案包括以下(xià)方麵
：

  3.3 10kV或(huò)35kV並網(wǎng)

  根據《國家(jiā)能源局(jú)關於2019年(nián)風電，光(guāng)伏(fú)發電項目建設(shè)有(yǒu)關事(shì)項通知(zhī)》（國發(fā)新能(néng)〔2019〕49號(hào)），對(duì)於需(xū)要國家(jiā)補貼的(dí)新建工商(shāng)業分(fēn)布式光(guāng)伏發(fā)電項(xiàng)目，需(xū)要滿(mǎn)足(zú)單(dān)點並網裝機容(róng)量小(xiǎo)於(yú)6兆瓦且為(wéi)非(fēi)戶用的(dí)要求，支(zhī)持在(zài)符(fú)合電(diàn)網(wǎng)運(yùn)行(háng)安(ān)全技(jì)術要求的(dí)前(qián)提下(xià)，通(tōng)過內部多點接入(rù)配電係統(tǒng)。

  此(cǐ)類(lèi)分(fēn)布式光伏裝機容量(liáng)一般(bān)比較(jiào)大，需(xū)要通過升壓(yā)變壓(yā)器升壓後(hòu)接入電(diàn)網。由於(yú)裝(zhuāng)機容量較大，可(kě)能(néng)對公共電(diàn)網(wǎng)造(zào)成比(bǐ)較大(dà)的幹擾(rǎo)，因此供電(diàn)部門(mén)對(duì)於此(cǐ)規模的分(fēn)布式光伏電站穩(wěn)控係(xì)統，電(diàn)能(néng)質量以及和調(tiáo)度(dù)的通信要(yào)求都比(bǐ)較(jiào)高。

  光伏電(diàn)站並網點需(xū)要(yào)監測(cè)並(bìng)網(wǎng)點電能(néng)質(zhì)量，包括電(diàn)源(yuán)頻(pín)率，電(diàn)源(yuán)電(diàn)壓的大(dà)小(xiǎo)，電(diàn)壓(yā)不(bù)平(píng)衡(héng)，電壓驟升/驟降(jiàng)/中(zhōng)斷，快(kuài)速(sù)電壓(yā)變化，諧(xié)波/間諧波(bō) THD，閃(shǎn)變等，需要(yào)安裝單獨(dú)的電(diàn)能質量(liáng)監(jiān)測裝置(zhì)。

  上圖為一(yī)個1MW分布式(shì)光(guāng)伏(fú)電站(zhàn)的(dí)示(shì)意圖，光(guāng)伏陣列接入(rù)光(guāng)伏匯流箱(xiāng)，經過(guò)直(zhí)流櫃匯流後(hòu)接(jiē)入集(jí)中式(shì)逆變(biàn)器(qì)(直流櫃(guì)根據(jù)情況可不設(shè)置)，最後經(jīng)過升(shēng)壓(yā)變壓器(qì)升(shēng)壓(yā)至(zhì)10kV或35kV後(hòu)並入(rù)中壓電(diàn)網。由(yóu)於光(guāng)伏電站裝機(jī)容(róng)量比(bǐ)較大，涉及(jí)到的(dí)保護和(hé)測(cè)控設備(bèi)比(bǐ)較(jiào)多(duō)，主要如下(xià)表(biǎo)
：

  3.4 係統功能(néng)設(shè)計(jì)

  安科瑞(ruì)電(diàn)光伏電站(zhàn)監控軟(ruǎn)件(jiàn)采用Acrel-2000，是(shì)安(ān)科瑞(ruì)電氣(qì)股(gǔ)份(fèn)有限(xiàn)公司總結(jié)多(duō)年(nián)的開發(fā)，實踐(jiàn)經驗和大量的用戶需求(qiú)而(ér)設(shè)計針對用戶(hù)配電(diàn)係統和光伏電站(zhàn)的實時(shí)監控係統(tǒng)。

  3.4.1

  軟(ruǎn)件運行(háng)環境配置(zhì)

  服(fú)務器上(shàng)安(ān)裝Windows 7操作係統。

  3.4.2 光伏(fú)電站電(diàn)力(lì)監控軟(ruǎn)件(jiàn)架構

  軟件采用C/S架構(gòu)，實(shí)時(shí)采(cǎi)集(jí)光伏電站電(diàn)流，電壓，日/月/年/累(léi)計發電(diàn)量和氣象(xiàng)數(shù)據。

  3.4.3 光伏(fú)電站電力(lì)監(jiān)控(kòng)軟件功(gōng)能

  對(duì)光(guāng)伏(fú)電站(zhàn)的整(zhěng)體信(xìn)息(xī)進行監(jiān)控(kòng)，采用圖(tú)形和(hé)數(shù)據的形式(shì)實時動(dòng)態地展現(xiàn)電(diàn)站概(gài)況，電站實(shí)時(shí)發電及發電(diàn)統計信息。包(bāo)括(kuò)電(diàn)站(zhàn)概括(kuò)，環境(jìng)參數，實(shí)時(shí)信息(xī)，發電量統計(jì)及發電量靠前的(dí)信(xìn)息(xī)

  通過(guò)主界(jiè)麵可以對光伏(fú)陣列(liè)現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行(háng)實時(shí)監測與顯示(shì)，如室外(wài)溫度值(zhí)，風(fēng)速(sù)，風(fēng)向，光照強(qiáng)度等(děng)。

  1）通過(guò)對電站(zhàn)內(nèi)一次(cì)及(jí)二次配電網絡狀態(tài)的監控，了解(jiě)電站內各電氣(qì)設(shè)備的(dí)運行(háng)情況(kuàng)及(jí)狀態，並對(duì)電站(zhàn)的(dí)並(bìng)網狀態，有/ 無功功率(shuài)流向情況(kuàng)等進(jìn)行實時(shí)監控(kòng)。

  2）光伏組件(jiàn)分布監(jiān)控(kòng)

  能夠根(gēn)據(jù)微逆(nì)變反(fǎn)應的(dí)數(shù)據(jù)顯(xiǎn)示(shì)各(gè)組(zǔ)太陽能電池(chí)板的(dí)工作狀(zhuàng)態（是否正(zhèng)常(cháng)發電），根據(jù)組串(chuàn)式逆變器(qì)顯(xiǎn)示(shì)各(gè)光伏組(zǔ)串輸(shū)出(chū)功率，分別(bié)計量兩種兩種逆(nì)變方(fāng)式(shì)的發電(diàn)量日發電量(liáng)，日發電量曲綫(xiàn)，月發電量柱(zhù)狀圖(tú)，年發電(diàn)量柱狀圖(tú)等，並對這兩種方式(shì)發(fā)電量(liáng)進行對(duì)比(bǐ)。

  3）逆變器(qì)監控

  組串式(shì)逆變器主要監測(cè)指(zhǐ)標(biāo)包括(kuò)
：

  1.直流電(diàn)壓(yā)，直流電流，直(zhí)流(liú)功(gōng)率(shuài)

  2.交(jiāo)流(liú)電壓(yā)，交流電(diàn)流(liú)

  3.逆變器內溫度，時(shí)鐘(zhōng)

  4.頻(pín)率，功率因(yīn)數，當前發電功(gōng)率

  5.日(rì)發電量(liáng)，累積發電量(liáng)，累(léi)積(jī)CO2 減(jiǎn)排量

  6.電(diàn)網(wǎng)電壓過(guò)高(gāo)，電(diàn)網(wǎng)電壓過低(dī)

  7.電(diàn)網頻率過高，電(diàn)網(wǎng)頻率(shuài)過(guò)低

  8.直(zhí)流電(diàn)壓過(guò)高(gāo)，直流電壓過低

  9.逆(nì)變器(qì)過(guò)載(zǎi)，逆變器過熱，逆變器(qì)短路(lù)

  10.散(sàn)熱(rè)器過熱

  11.逆變器孤(gū)島

  12.DSP 故(gù)障，通訊(xùn)故(gù)障等

  監控係統可(kě)繪製顯示(shì)逆(nì)變器(qì)電壓(yā)—時間曲綫(xiàn)，功(gōng)率—時間(jiān)曲綫等(děng)，直流(liú)側(cè)輸入電流實(shí)時曲綫(xiàn)，交(jiāo)流側(cè)逆(nì)變(biàn)輸(shū)出(chū)電(diàn)流(liú)曲(qū)綫(xiàn)，並(bìng)采(cǎi)集與(yǔ)顯示各逆變器日發(fā)電量等電參(cān)量；

  4）交(jiāo)流(liú)匯(huì)流(liú)箱監控

  交流匯(huì)流箱(xiāng)主要(yào)監(jiān)測指標包括
：

  1.光(guāng)伏組(zǔ)串輸出直流電(diàn)壓，輸出直流電流，輸(shū)出(chū)直(zhí)流功(gōng)率(shuài)

  2.各路(lù)輸入(rù)總(zǒng)發電功率，總發電(diàn)量(liáng)

  3.匯(huì)流(liú)箱(xiāng)輸(shū)出電流，匯(huì)流箱(xiāng)輸出電壓(yā)，匯流箱輸(shū)出功(gōng)率

  4.電(diàn)流監測允(yǔn)差報(bào)警

  5.傳輸(shū)電纜/ 短路故障告警(jǐng)

  6.空(kōng)氣開(kāi)關狀態，故障(zhàng)信(xìn)息(xī)等

  5）交流(liú)配電櫃監控

  交流配(pèi)電櫃主(zhǔ)要(yào)監測指(zhǐ)標包括(kuò)
：

  1.光伏發電總(zǒng)輸(shū)出(chū)有(yǒu)功功率，無(wú)功功率(shuài)

  2.功(gōng)率(shuài)因數，電(diàn)壓，電(diàn)流(liú)

  3.斷(duàn)路器(qì)故(gù)障信息(xī)，防雷器狀態信息(xī)等(děng)

  6）並(bìng)網櫃監控

  通過對(duì)並網(wǎng)櫃的監控，計(jì)量(liáng)上網電(diàn)量，內(nèi)部用電量，電能(néng)質(zhì)量，光伏發(fā)電(diàn)係統有(yǒu)功(gōng)和(hé)無功輸出，發電(diàn)量(liáng)，功(gōng)率因數(shù)，並網(wǎng)點的電(diàn)壓(yā)和頻率，注入係(xì)統(tǒng)的(dí)電(diàn)等參數，計(jì)算碳減(jiǎn)排量(liáng)，並(bìng)折(zhē)算(suàn)成標(biāo)準(zhǔn)煤(méi)，計算(suàn)發電收益。

  7）環境(jìng)參數監控(kòng)

  環境(jìng)參數(shù)主(zhǔ)要(yào)監(jiān)測(cè)指(zhǐ)標(biāo)包括
：

  1.日(rì)照(zhào)輻射

  2.風速，風向

  3.環(huán)境溫度

  4.太(tài)陽(yáng)能電池(chí)板(bǎn)溫度等

  對比實際微逆或(huò)幾種微(wēi)逆(nì)輸出指導電(diàn)池板(bǎn)需要清洗(xǐ)等(děng)信(xìn)息。

  8）歷(lì)史(shǐ)數據管(guǎn)理

  監控(kòng)係統(tǒng)可(kě)針對光伏發電(diàn)現場(cháng)的(dí)各種(zhǒng)事件(jiàn)進行記錄，如
：通訊采集(jí)異(yì)常(cháng)，開(kāi)關變位(wèi)，操作記(jì)錄(lù)等(děng)，時(shí)間記錄支持(chí)按(àn)類(lèi)型(xíng)查(chá)詢(xún)，並(bìng)可(kě)對(duì)越(yuè)限報警值(zhí)進行更改設置；

  9）日發電(diàn)趨(qū)勢(shì)分析

  係(xì)統提(tí)供(gōng)了(liǎo)實時(shí)曲綫和(hé)歷史趨(qū)勢(shì)兩種(zhǒng)曲(qū)綫分析(xī)界麵(miàn)，可以(yǐ)反映出(chū)每天24小(xiǎo)時內光(guāng)伏發電(diàn)量與(yǔ)該(gāi)日(rì)日(rì)照(zhào)強(qiáng)度(dù)，環(huán)境(jìng)溫度(dù)，風(fēng)速(sù)等的波動(dòng)情(qíng)況。

  10）故障(zhàng)報(bào)警

  當電池板長時間(jiān)輸(shū)出(chū)功率(shuài)偏(piān)低進行故障(zhàng)指(zhǐ)示，建議運維(wéi)人員前往現(xiàn)場檢查(chá)是(shì)否(fǒu)有(yǒu)故障(zhàng)發生等；另外對(duì)於並(bìng)網櫃部分的(dí)主(zhǔ)斷(duàn)路器分合(hé)閘狀(zhuàng)態進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)出(chū)現開(kāi)關變位(wèi)及時(shí)報警，提醒運維人員(yuán)。

  4 雲平台

  雲平(píng)台(tái)軟件采(cǎi)用(yòng)B/S架(jià)構(gòu)，任何具(jù)備權(quán)限(xiàn)的用戶(hù)都可以通過(guò)WEB 瀏(liú)覽器，根據(jù)授權的不同監視分布在(zài)區(qū)域內(nèi)各建築的光伏電站的(dí)運行(háng)狀(zhuàng)態（如電站(zhàn)地理分(fēn)布(bù)，規模信(xìn)息，是(shì)否並(bìng)網(wǎng)，當前(qián)發(fā)電量，總發電量等信息(xī)）。

  1）顯(xiǎn)示接入(rù)的電(diàn)站位(wèi)置，數量(liáng)，裝(zhuāng)機容量以及(jí)異(yì)常(cháng)報(bào)警(jǐng)情況。

  2）顯示(shì)單(dān)個(gè)場站當日發(fā)電功(gōng)率曲綫，日/月(yuè)/累計發(fā)電量以及設備狀況(kuàng)等(děng)。

  3）顯示單個(gè)逆(nì)變器詳細情(qíng)況(kuàng)，包(bāo)括實(shí)時功(gōng)率(shuài)，日發電量(liáng)，事件告(gào)警以及支路信(xìn)息。