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江蘇安科瑞電器制造有限公司
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系統(tǒng)解決方案
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安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)在5MW分布式光伏項目中的應(yīng)用

時間:2024/10/12閱讀:310
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安科瑞 宣依依

摘 要:分布式光伏發(fā)電就是將太陽能光伏板分散布置在各個區(qū)域,通過小規(guī)模、模塊化的方式實現(xiàn)電能的并網(wǎng)或獨立使用,這種發(fā)電方式具有就近發(fā)電、就近并網(wǎng)、就近轉(zhuǎn)換、就近使用的特點。近年來,技術(shù)進步和政策支持推動了光伏組件的成本持續(xù)下降,使得分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)在住宅、商業(yè)及工業(yè)等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在當前全球能源轉(zhuǎn)型的背景下,提升能源利用效率和優(yōu)化管理流程是很多新能源科技公司面臨的迫切需求,而分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)的引入,正是滿足這一需求的重要手段,本文介紹了安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)在鄂托克旗巴音烏蘇六保煤礦5MW分布式光伏項目中的應(yīng)用,通過本文可以了解到針對分布式光伏發(fā)電站的整體方案。

 

關(guān)鍵詞:煤礦;分布式光伏;系統(tǒng)方案

1.                      項目概述

鄂托克旗巴音烏蘇六保煤礦5MW分布式光伏項目(以下簡稱“本項目")場址位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市六保煤礦排土場,是接入客戶內(nèi)部電網(wǎng),選擇自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的分布式新能源發(fā)電項目。

本項目利用煤礦廠區(qū)內(nèi)閑置排土場安裝光伏組件,排土場總面積約4.6萬平方米,工程實際安裝容量4.9995MWp。光伏組件經(jīng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電后,分別接至1#、2#箱變低壓開關(guān)柜,經(jīng)箱變升壓后以2路集電線路匯入新增電纜分支箱,由電纜分支箱以1回集電線路送出至新增10KV升壓站,根據(jù)接入系統(tǒng)方案,開關(guān)站新出1回10kV電纜線路,接至10kV原配電室備用開關(guān)進行并網(wǎng)。

本項目致力于打造一套智能的分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)。通訊管理機實現(xiàn)設(shè)備間通信與數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控,Acrel-1000DP軟件采集分析光伏數(shù)據(jù),通過界面直觀展示設(shè)備運行狀態(tài),繼電保護裝置確保設(shè)備安全,電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測電網(wǎng)情況,遠動上傳設(shè)備完成數(shù)據(jù)無線安全上送。

2.                      分布式光伏設(shè)計

本項目光伏接入鄂托克旗東辰匯通礦業(yè)有限責(zé)任公司10kV配電室,進線電源為110kV盤山變913備用線。分布式光伏電站組件采用平鋪設(shè)計,使用單晶硅組件550Wp組件9090片,320kW組串式并網(wǎng)型逆變器13臺,2500kVA變壓器2臺,總?cè)萘繛?000kVA。

1#箱變光伏發(fā)電子單元系統(tǒng)中,裝機容量為22688.4KWp,由4888塊光伏組件組成188個組串,每25/27/28路組串接至1臺光伏逆變器,共7臺逆變器;2#箱變光伏發(fā)電子單元系統(tǒng)中,裝機容量為2311.1KWp,由4202塊光伏組件組成159個組串,每26/27/28路組串接至1臺光伏逆變器,共6臺逆變器。

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圖2.1 光伏接入系統(tǒng)示意圖

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圖2.2 1#箱變光伏發(fā)電子系統(tǒng)圖

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圖2.3 2#箱變光伏發(fā)電子系統(tǒng)圖

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圖2.4 光伏組件布置圖

3.                      技術(shù)方案

本項目建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),所發(fā)電量為自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的模式,光伏發(fā)電經(jīng)逆變器、箱變升壓至10kV,并網(wǎng)接入10kV電網(wǎng)原有線路。10kV配電部分新建10KV光伏進線柜1回,10kV光伏并網(wǎng)柜1回、10kV計量柜1回,10kVPT柜部分二次線。

本項目以Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)為核心,結(jié)合一系列設(shè)備和技術(shù),搭配組屏、就地安裝的繼電保護裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、通訊管理機以及遠動上傳調(diào)度的相關(guān)設(shè)備和煙霧傳感器,形成了一個集成化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠直觀地掌握光伏電站的運行狀態(tài)和發(fā)電效率,還能對發(fā)電線路進行實時監(jiān)測和故障保護,確保設(shè)備的安全運行,降低因故障帶來的經(jīng)濟損失;電能在線監(jiān)測裝置可以及時發(fā)現(xiàn)并記錄電壓波動、諧波等問題;此外項目還配備了煙霧傳感器,實時監(jiān)測配電房內(nèi)潛在的火災(zāi)威脅,并在煙霧濃度觸發(fā)報警時上傳信息到后臺系統(tǒng)。

3.1.                      二次電氣設(shè)備

1)線路保護裝置

線路保護裝置主要功能是確保電氣設(shè)備的安全運行。裝置實時監(jiān)測電流、電壓等電氣參數(shù),一旦檢測到異常,如過載、短路或接地故障,線路保護裝置會迅速切斷電源,從而防止設(shè)備損壞和火災(zāi)風(fēng)險。

2)防孤島裝置

防孤島裝置其主要功能是防止在電網(wǎng)故障或異常情況下,光伏發(fā)電站與主電網(wǎng)隔離而形成孤島現(xiàn)象,孤島現(xiàn)象會導(dǎo)致局部電力供應(yīng)不穩(wěn)定,甚至引發(fā)安全隱患。防孤島裝置通過實時監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀態(tài),檢測電流、電壓、頻率等參數(shù),當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時,能夠迅速切斷孤島區(qū)域與主電網(wǎng)的連接,確保電力系統(tǒng)的整體安全與穩(wěn)定。此外,防孤島裝置還具備自恢復(fù)功能,在故障排除后,可以自動恢復(fù)與主電網(wǎng)的連接,確保電力供應(yīng)的連續(xù)性,此裝置為光伏并網(wǎng)提供了安全的環(huán)境。

3)電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置是一種用于實時監(jiān)測和分析電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量的高科技設(shè)備。其主要功能包括對電壓、電流、頻率、諧波、閃變、波動等關(guān)鍵電能質(zhì)量參數(shù)進行準確測量和記錄。裝置能夠及時識別出電能質(zhì)量問題,如電壓波動、諧波污染及瞬態(tài)電壓等,從而為電力用戶提供有效的改進建議。

3.2.                      運動通訊設(shè)備

1)對時裝置

全球定位系統(tǒng)(GPS)和中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)通過提供高精度的時間信號,幫助系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備間的協(xié)調(diào)與同步,降低了因時間誤差引發(fā)的故障風(fēng)險,方便分析問題時可以準確定位。

2)縱向加密裝置

縱向加密裝置提升了數(shù)據(jù)上傳的安全性。通過采用加密技術(shù),縱向加密裝置能夠有效保護電力數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全,防止數(shù)據(jù)被惡意篡改或竊取。

3)遠動通訊管理機

遠動通訊管理機是一種用于監(jiān)控和控制遠程設(shè)備的專業(yè)設(shè)備,其主要功能包括數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測、故障報警和遠程控制等。通過與各類傳感器和執(zhí)行器的連接,遠動通訊管理機能夠?qū)崟r獲取設(shè)備的運行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù),為用戶提供數(shù)據(jù)信息支持。該設(shè)備也具備強大的通訊功能,能夠通過多種通訊協(xié)議與系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互,實現(xiàn)對設(shè)備的遠程管理和故障診斷。

4.                      系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式,整個系統(tǒng)分成站控層、通信管理層和間隔層,在站控層、通信管理層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下,間隔層仍能獨立完成間隔層的監(jiān)測和斷路器控制功能。

站控層設(shè)備負責(zé)整個系統(tǒng)的集中監(jiān)控,一般由主機、打印機以及其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。

通訊管理層負責(zé)與間隔層設(shè)備通訊并進行數(shù)據(jù)采集,對數(shù)據(jù)進行接收、發(fā)送。通訊管理機是全系統(tǒng)信息的中心,通訊管理機采用與繼電保護裝置同一品牌的設(shè)備。

間隔層配置具備測控、保護及通訊功能的繼電保護裝置,可以直接安裝在開關(guān)柜或者組屏安裝,各繼電保護裝置和通訊管理層以開放型總線式標準通訊網(wǎng)絡(luò)進行信息交換和完成各項指令。

img5 

圖4.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

項目配置設(shè)備清單如下表所示:

表4.1 方案設(shè)備列表

安裝位置

產(chǎn)品圖片

型號

數(shù)量

功能

光伏二次艙
雙聯(lián)操作臺

(1套)

img6 

Acrel-1000DP

分布式光伏監(jiān)控主機

1

具有保護、控制、通信、測量等功能,可實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)、開關(guān)站的全功能綜合自動化管理

光伏二次艙
遠動通信屏
(1面)

img7 

ATS1200GB裝置

1

獲取GPS與BD雙時鐘數(shù)據(jù),為站內(nèi)設(shè)備、系統(tǒng)提供對時功能。

ANet-2E8S1

1

光伏電站內(nèi)數(shù)據(jù)采集及上傳本地平臺

ANet-2E8S1

1

光伏電站內(nèi)數(shù)據(jù)匯總及上傳至無線路由器

縱向加密認證裝置

1

用于電力控制系統(tǒng)安全區(qū)I/II的廣域網(wǎng)邊界保護,為網(wǎng)關(guān)機之間的廣域網(wǎng)通信提供具有認證、與加密功能的VPN,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C密性、完整性保護

無線路由器

1

通過232接口接入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為無線數(shù)據(jù)上傳調(diào)度主站

國網(wǎng)認證二層交換機

1

站內(nèi)通信組網(wǎng)

光伏二次艙
公用測控屏
(1面)

img8 

APView500
電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

1

采集監(jiān)測諧波分析、電壓暫升/暫降/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度、事件記錄、測量控制

AM5SE-IS防孤島保護

1

當發(fā)生孤島現(xiàn)象時,可以快速切除并網(wǎng)點, 使本地與電網(wǎng)側(cè)快速脫離,保證電站和相關(guān)因為人員安全

AM5SE-K公用測控裝置

2

采集站內(nèi)二次設(shè)備的異常信號

就地分散安裝

img9 

AM5SE-F線路保護裝置

3

三段式過流保護、反時限過流保護、失壓跳閘、過電壓保護;當回路故障時,用于跳開本柜斷路器,切斷故障

img10 

AM5SE-UB PT監(jiān)測并列裝置

1

具備PT自動并列解列,兩段母線過電壓、欠電壓、零序過壓告警,PT斷線告警等功能

img11 

ANet-1E2S1

2

1#、2#計量點分別安裝,采集數(shù)據(jù)

配電房

環(huán)境監(jiān)測設(shè)備

img12 

三遙單元

1

接入開關(guān)量信號

img13 

煙霧傳感器

1

檢測到煙霧濃度后發(fā)出報警信號至系統(tǒng)

img14 

24V工業(yè)開關(guān)電源

1

為傳感器提供24V電源

img15 

ANet-2E8S1

1

配電房數(shù)據(jù)采集

























5.                      現(xiàn)場圖片

img16 

img17 img18

6.                      系統(tǒng)功能

6.1.                      光伏監(jiān)測

系統(tǒng)通過實時采集光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵運行數(shù)據(jù),包括光伏組件的輸出電壓、電流、功率、發(fā)電量以及環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度、光照強度等,實現(xiàn)對光伏電站的監(jiān)控。能夠通過分析處理,提供實時的性能評估和故障診斷,確保光伏系統(tǒng)的運行狀態(tài),同時支持遠程調(diào)度與維護,大大提升了光伏電站的管理效率和安全性能。

img19 

圖5.1 光伏監(jiān)控界面

6.2.                      電能質(zhì)量在線監(jiān)測

系統(tǒng)可以對整個供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測,使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況,以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分比和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百分比和正序/負序/零序電流值。

img20 

圖5.2 電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測界面

6.3.                      逆變器監(jiān)測

逆變器數(shù)據(jù)監(jiān)測功能是光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵組成部分,它負責(zé)收集、分析和處理逆變器的運行數(shù)據(jù),包括電壓、電流、功率和溫度等參數(shù),以確保光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和性能。通過數(shù)據(jù)監(jiān)測,用戶可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常,進行故障診斷與維護,提高系統(tǒng)的整體效率與可靠性。

img21 

圖5.3 逆變器監(jiān)測界面

7.                      結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的智能監(jiān)控解決方案被應(yīng)用于分布式光伏發(fā)電領(lǐng)域,推動其向更智能的方向發(fā)展。Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)通過實時采集、分析和處理光伏發(fā)電站的數(shù)據(jù),對整個發(fā)電過程進行監(jiān)控和管理,確保發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行,同時,該系統(tǒng)還具備強大的數(shù)據(jù)分析能力,可以為運營維護提供科學(xué)依據(jù),優(yōu)化光伏發(fā)電的整體性能,這不僅提升了光伏發(fā)電的經(jīng)濟效益,也為可再生能源的廣泛應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。


參考文獻

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