hth下载地址 陳聰

摘 要：分布式光伏發電特指在用戶場地附近建設，運行方式多為(wei) 自發自用，餘(yu) 電上網，部分項目采用全額上網模式。分布式光伏全額上網的優(you) 點是可以充分利用分布式光伏發電係統的發電量，提高分布式光伏發電係統的利用率。發展分布式光伏發電對優(you) 化能源結構、實現“雙碳目標”、推動節能減排、實現經濟可持續發展具有重要意義(yi) 。

關(guan) 鍵詞：分布式光伏；全額上網；“雙碳目標”

1. 概述

作為(wei) 全球能源消費大國，我國積極推進“雙碳”目標發展，新能源裝機容量大規模、爆發式增長。^[1]傳(chuan) 統電力係統正向高比例新能源電力係統轉變。分布式光伏的大規模接入，會(hui) 使配電網麵臨(lin) 電能質量下降，供電可靠性安全性不足，調節能力下降的挑戰。^[2]

光伏發電具有顯著的能源、環保和經濟效益，是綠色能源之一，在我國平均日照條件下安裝1千瓦光伏發電係統，1年可發出1200度電，可減少煤炭(標準煤)使用量約400千克，減少二氧化碳排放約1噸。根據世界自然基金會(hui) 研究結果：從(cong) 減少二氧化碳效果而言，安裝1平米光伏發電係統相當於(yu) 植樹造林100平米，目前發展光伏發電等可再生能源是根本上解決(jue) 霧霾、酸雨等環境問題的有效手段之一。

本次建設規模為(wei) 5980千瓦分布式光伏發電，以10KV並入原供電係統。本項目電量結算原則為(wei) ：全額上網。^[3]項目計劃2024年3月底建成投產(chan) 。該企業(ye) 光伏電站至公共連接點所有工程由投資建設；該企業(ye) 光伏配電室1個(ge) 並網點處裝設A類電能質量在線監測裝置；企業(ye) 配電室內(nei) 的計量表、企業(ye) 光伏開關(guan) 室的1個(ge) 並網點裝設供電公司提供的光伏發電計量表。

2. 係統結構

分布式光伏監控係統是指：通過執行規定功能來實現某一給定目標的一些相互關(guan) 聯單元的組合，利用計算機技術、現代電子技術、通信技術和信息處理技術等實現對變電站二次設備的功能進行重新組合、優(you) 化設計，對光伏電站全部設備的運行情況執行監視、測量。

係統可分為(wei) 三層結構：即現場設備層、網絡通訊層和平台管理層。

現場設備層：包含AM5SE-K公用測控裝置、APView500電能質量在線監測裝置、IPC200頻率電壓緊急控製裝置、AM5SSE-IS防孤島保護裝置、計量表等設備，用於(yu) 采集站內(nei) 配電櫃內(nei) 電氣運行參數、開關(guan) 狀態等數據，在10kV變電所配置直流電源，保障現場設備良好的運行環境。

網絡通訊層：包含ANet-2E4SM智能網關(guan) 。網關(guan) 主動采集現場設備層設備的數據，並可進行規約轉換，數據存儲(chu) ，采集數據通過網口上傳(chuan) 至通信室分布式光伏監控係統統平台；同時網關(guan) 充當遠動通信裝置，將現場設備數據采集後通過交換機經縱向加密數據加密後上傳(chuan) 調度網。

平台管理層：分布式光伏監控係統平台、國網荊州供電公司調度控製中心平台。

圖1 監控係統網絡結構圖

3. 解決方案

本項目園區采用10kV供電，有一處電源接入點。

該項目為(wei) 一般廠房用電，按四級負荷要求供電，10kV采用單母線接線方式。該項目采用“全額上網”模式，利用原有的電源點作為(wei) 光伏高壓並網點並入電網端，並網點設置集電線路櫃，站用變櫃，SVG櫃，PT櫃，計量櫃，並網出線櫃。新增的光伏係統配置自動化係統，實時采集並網信息，信息上傳(chuan) 至當地調控中心DMS係統。光伏發電逆變器電源電壓，經室內(nei) 升壓變升壓至10kV後,通過高壓電纜接入新增的10kV光伏高壓櫃,並入原10kV市電高壓櫃。

圖2 光伏電站一次係統圖

3.1. 方案綜述

本次工程為(wei) 5.98MWp的分布式光伏發電項目，項目采用“全額上網”模式。根據用戶配電係統管理需求，需要對10kV開關(guan) 櫃、光伏逆變器、交直流係統等進行全方麵監控與(yu) 保護，及時發現故障故障，保證配電係統可靠運行。

在光伏配電室配置一套Acrel-1000DP分布式光伏監控係統，通過通信管理機及網絡交換機實時采集各個(ge) 光伏配電間的繼電保護裝置、電能質量、安全自動裝置、光伏逆變器等二次設備數據，實現整個(ge) 廠區供配電係統的電力監控與(yu) 自動化管理。

在各個(ge) 配電室配置一套直流電源係統(帶蓄電池)和UPS電源，為(wei) 整個(ge) 光伏電站的斷路器執行機構、二次設備及監控主機等重要設備運行提供穩定可靠的電源。

在每間光伏配電室光伏計量櫃配置關(guan) 口計量電能表、並網電能表，用於(yu) 光伏發電計費補償(chang) 。

本項目采用有線的方式，通過光伏縱向加密上傳(chuan) 到荊州供電公司通信機房，並接入配網主站。一麵遠動通訊屏，遠動通訊屏配置數據1台綜自網關(guan) 、1台交換機、1台GPS時鍾、1台正向隔離裝置，一台模塊化智能網關(guan) 和三個(ge) 485拓展模塊。1台頻率電壓緊急控製裝置。

3.2. 技術方案

3.2.1. 繼電保護及安全自動裝置需求

分布式電源繼電保護和安全自動裝置配置符合相關(guan) 繼電保護技術規程、運行規程和反事故措施的規定，裝置定值應與(yu) 電網繼電保護和安全自動裝置配合整定，防止發生繼電保護和安全自動裝置誤動、拒動，確保人身、設備和電網安全。10kV接入的分布式電源，保護和安全自動裝置配置還應滿足《分布式電源涉網保護技術規範》(Q/GDW11198)的要求。

1.線路保護測控裝置：光伏電站線路發生短路故障時，線路保護能快速動作，瞬時跳開相應並網點斷路器，滿足全線故障時快速可靠切除故障的要求。為(wei) 保障供電可靠性，減少停電範圍，在高壓配電室光伏並網出線櫃、高壓配電室1#光伏集電線路櫃、高壓配電室2#光伏集電線路櫃各配置1套帶方向過流保護。

2.電容器保護裝置：在高壓配電室10kVSVG櫃，裝設1套電容器保護裝置，實現欠電壓，過電壓，零序電壓，不平衡電壓保護，異常緊急控製功能，跳開電容器斷路器。

3.頻率電壓緊急控製裝置：實現變電站低周低壓減載控製,具有測量兩(liang) 段母線或兩(liang) 條聯絡線的電壓、頻率，作為(wei) 判別依據。

4.公共測控裝置：適用於(yu) 中壓配電係統的進線、大容量主變壓器出線回路，實現電參量遙測、開關(guan) 狀態與(yu) 告警信號遙信功能。

5.防孤島保護裝置:針對電網失壓後分布式電源可能繼續運行、且向電網線路送電的情況提出。孤島運行一方麵危及電網線路維護人員和用戶的生命安全，幹擾電網的正常合閘；另一方麵孤島運行電網中的電壓和頻率不受控製，將對配電設備和用戶設備造成損壞。防孤島裝置應具備線路故障時，確保電源能及時斷開與(yu) 電網連接，確保重合閘能正確動作。

6.光伏電站本體(ti) 應具備故障和異常工作狀態報警和保護的功能。

7.光伏電站應支持調度機構開展"四遙"(遙測、遙信、遙控、遙調)應用功能。

8.恢複並網：當光伏發電係統因電網擾動脫網後，在電網電壓和頻率恢複到正常運行範圍之前，光伏發電係統不允許並網；在電網電壓和頻率恢複正常後，通過10kV電壓等級並網的分布式電源恢複並網應經過電網調度機構的允許。

9.係統繼電保護應使用專(zhuan) 用的電流互感器和電壓互感器的二次繞組，電流互感器準確級宜采用5P、10P級，電壓互感器準確級宜采用0.5、3P級。

10.光伏電站內(nei) 需配置直流電源屏(帶蓄電池)和UPS電源，供新配置的保護裝置、測控裝置、電能質量在線監測裝置等設備使用。

3.2.2. 調度自動化需求

光伏電站投運後，由市調調度，並由市級供電公司對運行進行管理。因此，需建立光伏電站至市調的調度通信以及遠動等信息和數據傳(chuan) 輸通道。

10kV光伏電站本體(ti) 需配置配電自動化終端監控係統，具備與(yu) 電網調度機構進行雙向通信的能力，能夠實現遠程監測和控製功能，應能接收、執行調度端遠方控製解/並列、啟停和發電功率的指令，具備群調群控及遠動功能，有關(guan) 光伏電站本體(ti) 信息的采集、處理采用監控係統來完成，具備符合相關(guan) 標準通信協議的遠傳(chuan) 功能。光伏電站配電自動化終端監控係統實時采集並網運行信息，主要包括主斷路器狀態、並網點開關(guan) 狀態(具備遙控功能)、並網點電壓和電流、光伏發電係統有功功率和無功功率、光伏發電量、頻率等，上傳(chuan) 至市供電公司配網自動化係統主站,當調度端對分布式電源有功功率和無功電壓有控製要求時，就地監控係統應能夠接收和執行上級調度主站係統的控製命令。

站內(nei) 對時方式：分布式電源10kV接入時，應能夠實現對時功能，可采用北鬥對時方式、GPS對時方式或網絡對時方式。

3.2.3. 電能計量需求

根據Q/GDW10347-2016《電能計量裝置通用設計規範》的規定，本項目需設置關(guan) 口計量電能表、並網電能表，用於(yu) 光伏發電計費補償(chang) 。

3.2.4. 電能質量在線監測需求

根據Q/GDW10651—2015《電能質量評估技術導則》的相關(guan) 要求；通過10(6)kV～35kV電壓等級並網的變流器類型電源應在公共連接點裝設滿足GB/T19862要求的A類電能質量在線監測裝置，以滿足接入福建電網電能質量監測子站通信機的接入規範，對電壓、頻率、諧 波、功率因數等電能質量參數進行監測，電能質量監測數據應至少保存一年。

光伏電站應滿足《國網湖北電力做好中低壓分布式電源接入係統優(you) 質服務指導意見》有關(guan) 電能質量要求的規定，當接入配電網的分布式電源導致公共連接點 電能質量不滿足相關(guan) 要求時，運營管理方應在規定時間內(nei) 采取改善電能質量措施，未采取治理措施或采取改善措施後電能質量仍無法滿足要求時，電網運營管理部門采取斷開該分布式電源管控措施，直至電能質量滿足要求時方可重新並網。

通過10KV電壓等級並網的分布式電源，應具備低電壓穿越能力和高電壓穿越能力，高低 電壓穿越的考核曲線應滿足現行技術規範要求。

通過10(6)kV～35kV電壓等級並網的分布式電源，應在並網運行後6個(ge) 月內(nei) 向市供電公司提供運行特性檢測報告，檢測結果應符合Q/GDW10651—2015《電能質量評估技術導則》的相關(guan) 要求。分布式電源接入電網的檢測點為(wei) 電源並網點，應由具有相應資質的單位或部門進行檢測，並在檢測前將檢測方案報市供電公司調控中心備案。

在新(擴)建諧波源用戶投運後，市供電公司營銷部組織對用戶諧波進行測試。如發現評估不超標而實測超標的用戶，市供電公司營銷部應對該用戶下發諧波整改通知，及時落實用戶諧波治理措施。

3.3. 配置設備清單

表1我司提供方案設備列表

續表1我司提供方案設備列表

3.4.現場應用圖

圖3 光伏電站屏櫃布置圖

圖4 光伏電站監控主機台布置圖

圖5 安全自動裝置屏櫃布置圖

4. 係統功能

4.1. 實時監測

Acrel-1000DP分布式光伏監控係統人機界麵友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關(guan) 、地刀等合、分閘狀態及有關(guan) 故障、告警等信號。同時可以設計整體(ti) 界麵，供用戶選擇對應配電房對應光伏組件或高壓部分進行查看。

圖6 實時監測主界麵圖

4.2. 電能質量監視

在電能質量監控圖中，可以直接查看電流電壓總有效值、電壓波動、電壓總畸變、正反向有功電能、有功、無功功率等電能質量信息。可以根據這些信息監測現場電能的質量，及時的做出應對方案。

圖7 電能質量監視界麵圖

4.3. 網絡拓撲圖

係統支持實時監視接入係統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構；可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界麵上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖8站內(nei) 設備係統網絡拓撲圖

4.4. 曲線查詢

在曲線查詢界麵可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數等曲線3.4。

圖9曲線查詢界麵圖

4.5. 直流屏光字牌

在曲線查詢界麵可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數等曲線。

圖10光字牌界麵圖

5. 結語

在“雙碳”背景下，隨著分布式新能源的廣泛建設，高滲透率分布式光伏接入配電網後勢必產(chan) 生的電壓問題，因此在促進分布式光伏並網過程中需要一套安全可靠的分布式光伏監控係統解決(jue) 方案，為(wei) 用戶、電網助力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。

參考文獻

[1]韓肖清，李廷鈞，張東(dong) 霞，等.雙碳目標下的新型電力係統規劃問題及關(guan) 鍵技術[J].高電壓技術，2021，47（9）：3036-3046.

[2]陳國平，李明節，魯宗相，等.關(guan) 於(yu) 新能源發展的技術瓶頸研究[J].中國電機工程學報，2018，38（7）：1893-1904+2205

[3] 田由甲，戴彬，郭剛，等.分布式光伏並網方式及數據采集與(yu) 控製的方式綜述[J].2023,4(3)