分布式光伏發電監測係統解決方案

1 概述

    “十四五"期間，隨著“雙碳"目標提出及逐步落實，本就呈現出較好發展勢頭的分布式光伏發展有望大幅提速。就“十四五"光伏發展規劃，國家發改委能源研究所可再生能源發展中心副主任陶冶表示，“雙碳"目標意味著國家產(chan) 業(ye) 結構的調整，未來10年，新能源裝機將保持在110GW以上的年增速，這裏麵包含集中式光伏電站和分布式光伏電站。相較於(yu) 集中式電站來說，分布式對土地等自然資源沒有依賴，各個(ge) 地方的屋頂就是分布式電站的形成基礎，在碳中和方案的可選項中，分布式光伏由於(yu) 其靈活性必將被大力發展，目前已有河北、甘肅、安徽、浙江、陝西等9省發布關(guan) 於(yu) 分布式光伏整縣推進工作的通知。

    目前我國的兩(liang) 種分布式應用場景分別是：廣大農(nong) 村屋頂的戶用光伏和工商業(ye) 企業(ye) 屋頂光伏，這兩(liang) 類分布式光伏電站今年都發展迅速。

2 相關(guan) 標準

    根據國家電網Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術規定》：分布式電源並網電壓等級可根據各並網點裝機容量進行初步選擇，如下：

    8kW及以下可接入220V；

    8kW~400kW可接入380V；

    400kW~6000kW可接入10kV；

    5000kW~30000kW以上可接入35kV。

    並網電壓等級應根據電網條件，通過技術經濟比選論證確定。若高低兩(liang) 級電壓均具備接入條件，優(you) 先采用低電壓等級接入。

    Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術規定》

    GB/T 29319-2012《光伏發電係統接入配電網技術規定》

    GB 50797-2012《光伏發電站設計規範》

    Q/GDW1617-2015《光伏電站接入電網技術規定》

    JGJ203-2010《民用建築太陽能光伏係統應用技術規範》

3 解決(jue) 方案

3.1 交流220V並網

    交流220V並網的光伏發電係統多用於(yu) 居民屋頂光伏發電，裝機功率在8kW左右。戶用光伏電站今年發展非常迅猛，根據國家能源網站提供的數據，截至2021年6月底，全國累計納入2021年國家財政補貼規模戶用光伏項目裝機容量為(wei) 586.14萬(wan) 千瓦，這相當於(yu) 6個(ge) 月在居民屋頂建造了四分之一個(ge) 三峽水電站。

    部分小型光伏電站為(wei) 自發自用，餘(yu) 電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。光伏電站規模較小，而且比較分散，對於(yu) 光伏電站的管理者來說，通過雲(yun) 平台來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決(jue) 方案包括以下方麵：

3.2 交流380V並網

    根據國家電網Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術規定》，8kW~400kW可380V並網，這類分布式光伏多為(wei) 工商業(ye) 企業(ye) 屋頂光伏，自發自用，餘(yu) 電上網。分布式光伏接入配電網前，應明確計量點，計量點設置除應考慮產(chan) 權分界點外，還應考慮分布式電源出口與(yu) 用戶自用電線路處。每個(ge) 計量點均應裝設雙向電能計量裝置，其設備配置和技術要求符合 DL/T 448 的相關(guan) 規定，以及 相關(guan) 標準、規程要求。電能表采用智能電能表，技術性能應滿足國家電網公司關(guan) 於(yu) 智能電能表的相關(guan) 標準。用於(yu) 結算和考核的分布式電源計量裝置，應安裝采集設備，接入用電信息采集係統，實現用電信息的遠程自動采集。

    光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然後接入企業(ye) 380V電網，實現自發自用，餘(yu) 電上網。在380V並網點前需要安裝計量電表用於(yu) 計量光伏發電量，同時在企業(ye) 電網和公共電網連接處也需要安裝雙向計量電表，用於(yu) 計量企業(ye) 上網電量，數據均應上傳(chuan) 供電部門用電信息采集係統，用於(yu) 光伏發電補貼和上網電量結算。

    部分光伏電站並網點需要監測並網點電能質量，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量監測裝置。部分光伏電站為(wei) 自發自用，餘(yu) 電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。

    這種並網模式單體(ti) 光伏電站規模適中，可通過雲(yun) 平台采用光伏發電數據和儲(chu) 能係統運行數據，安科瑞在這類光伏電站提供的解決(jue) 方案包括以下方麵：

3.3 10kV或35kV並網

    根據《國家能源關(guan) 於(yu) 2019年風電、光伏發電項目建設有關(guan) 事項通知》（國發新能〔2019〕49號），對於(yu) 需要國家補貼的新建工商業(ye) 分布式光伏發電項目，需要滿足單點並網裝機容量小於(yu) 6兆瓦且為(wei) 非戶用的要求，支持在符合電網運行安全技術要求的前提下，通過內(nei) 部多點接入配電係統。

    此類分布式光伏裝機容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓後接入電網。由於(yu) 裝機容量較大，可能對公共電網造成比較大的幹擾，因此供電部門對於(yu) 此規模的分布式光伏電站穩控係統、電能質量以及和調度的通信要求都比較高。

    光伏電站並網點需要監測並網點電能質量，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量監測裝置。

    上圖為(wei) 一個(ge) 1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經過直流櫃匯流後接入集中式逆變器(直流櫃根據情況可不設置)，經過升壓變壓器升壓至10kV或35kV後並入中壓電網。由於(yu) 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：

分布式光伏運維平台

AcrelCloud-1200分布式光伏運維雲(yun) 平台軟件采用B/S架構，任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據權限範圍監視分布在區域內(nei) 各建築的光伏電站的運行狀態（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態、發電功率曲線、是否並網、當前發電量、總發電量等信息）。

1）顯示接入的電站位置、數量、裝機容量、發電量信息、社會(hui) 效率以及年發電量。

2）顯示單個(ge) 場站當日實時電功率、氣象數據（溫度、濕度、風力、太陽輻照度）、日/月/年發電量、收益、發電功率及發電量趨勢曲線、現場視頻信息以及逆變器信息等。

3）顯示單個(ge) 逆變器詳細數據，包括逆變器信息、實時發電功率、日/月/年發電量、收益、發電功率及發電量趨勢曲線、直流側(ce) 和交流側(ce) 數據等。

4）異常報警：異常事件分為(wei) 三個(ge) 級別：普通、嚴(yan) 重和事故，便於(yu) 用戶篩選異常信息。