安科瑞光伏監控係統在光伏電站運營中的應用

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定 201801

     光伏電站，具體(ti) 來說便是相連於(yu) 電網並將電力輸送給電網的光伏發電係統，是我國*點和全力發展的綠色能源項目。其中，監控自動化係統的接入，屬於(yu) 光伏電站應用中的重要部分。對於(yu) 光伏區監控係統的探究，可以使光伏電站接入自動化係統有相應的提升，進而強化電站的運行效率和運維效率，進一步降低運維成本。

一、光伏區監控係統概述

    光伏電站，如圖一所示。監控係統服務器屬於(yu) 光伏區逆變器、匯流箱、箱逆變一體(ti) 機等各類電氣設備的數據采集、存儲(chu) 、網絡管理*心，並且也是光伏區數據采集傳(chuan) 輸係統關(guan) 鍵的人機對話界麵，可以顯示設備圖形和相關(guan) 信息報表、記錄時間順序、顯示故障報警狀態、查詢參數、操作控製命令解釋以及下達等等。運維人員借助監控主機便可以針對電氣設備的運行情況進行監測和操作控製，並將係統的維護管理、修改、軟件係統診斷等工作同時完成。針對光伏區後台監控係統實施的維護工作，隻可以在監控主機上開展，登陸保護有非常強的安全性。

   在光伏電站接入自動化係統監控後台當中，應用的結構形式為(wei) 開放式以及分層分布式，係統縱向包括站控層和間隔層。間隔層對電氣單元當中設置的測控單元進行了使用，但站控層對功能分布結構進行使用，兩(liang) 層彼此之間的結構為(wei) 單以太網。通信線纜，一般情況下，都會(hui) 利用RS485屏蔽雙絞線帶鎧光纜，可以對速率的增加給予保障，並使其有更理想的可靠性。有些項目為(wei) 了將施工以及材料成本節約，會(hui) 利用LET的通信方式。

二、光伏區設備數據監視的作用

1、實時對光伏區設備數據進行監控，可以使運維管理模式提升。

1）主動性。

對主動型的應用，是一種預防維護性措施，使運維計劃有較強的前瞻性以及預防性，進而針對工作開展實時追蹤。

2）持續性。

針對設備開展精細化管理，持續化以及科學化管。

3）精細型。

將運維流程實現標準化，對運維管理平台的完*構建，可以使運維定位以及管理更加準確。2、針對專(zhuan) 家資源開展集中配置，會(hui) 將管理效率進一步提升。

3、相同種類的設備，在不同區域中可實現調度統一，使庫存風險有所降低。

4、統一推廣故障處理經驗，可以使運維效率有相應的提升。

三、光伏區域後台係統的功能

1、設備數據采集以及處理。

   光伏區監控係統針對光伏區逆變器、直流匯流箱箱、箱逆變一體(ti) 機的遙測信號，報警以及遙信信號實時采集，可以對逆變器穩定的運轉給予保障。其中，可以針對電站設備的所有運行情況開展集中監控，實施故障以及專(zhuan) 家診斷等，使故障分析的準確性提升，並使處理故障的時間縮短，進而使設備檢修質量和相應的生產(chan) 安全性有所提升。借助統一管理和指揮生產(chan) 運營工作，可以優(you) 化配置備品配件等相關(guan) 資源，使其得到規範性管理。

2、構建數據庫。

數據庫具有數據存儲(chu) 功能，並且可以對運行報表進行保存。

3、可開展控製以及調節。

例如針對站內(nei) 設備實施控製以及功能調節。

4、可以防止誤閉鎖的操作。

5、可以完成數據之間的通信。

6、可針對係統實施診斷。

7、可完成時鍾對時工作。

8、可以報文並開展記錄以及分析工作。

9、具有語音報警功能。

10、仿真培訓並開發軟件。

11、具有自恢複功能。

四、安科瑞分布式光伏運維雲(yun) 平台介紹

4.1概述

   AcrelCloud-1200分布式光伏運維雲(yun) 平台通過監測光伏站點的逆變器設備，氣象設備以及攝像頭設備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括：站點監測，逆變器監測，發電統計，逆變器一次圖，操作日誌，告警信息，環境監測，設備檔案，運維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平台，及時掌握光伏發電效率和發電收益。

4.2應用場所

   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。

4.3係統結構

   在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀(yi) 表，通過網關(guan) 將采集的數據上傳(chuan) 至服務器，並將數據進行集中存儲(chu) 管理。用戶可以通過PC訪問平台，及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平台整體(ti) 結構如圖所示。

4.4係統功能

   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）。

4.4.1光伏發電

4.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實時發電功率。

●累計日、月、年發電量及發電收益。

●累計社會(hui) 效益。

●柱狀圖展示月發電量

4.4.1.2電站狀態

●電站狀態展示當前光伏電站發電功率，補貼電價(jia) ，峰值功率等基本參數。

●統計當前光伏電站的日、月、年發電量及發電收益。

●攝像頭實時監測現場環境，並且接入輻照度、溫濕度、風速等環境參數。

●顯示當前光伏電站逆變器接入數量及基本參數。

4.4.1.3逆變器狀態

●逆變器基本參數顯示。

●日、月、年發電量及發電收益顯示。

●通過曲線圖顯示逆變器功率、環境輻照度曲線。

●直流側(ce) 電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢。

4.4.1.4電站發電統計

●展示所選電站的時、日、月、年發電量統計報表。

4.4.1.5逆變器發電統計

●展示所選逆變器的時、日、月、年發電量統計報表

4.4.1.6配電圖

●實時展示逆變器交、直流側(ce) 的數據。

●展示當前逆變器接入組件數量。

●展示當前輻照度、溫濕度、風速等環境參數。

●展示逆變器型號及廠商。

4.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側(ce) 電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

4.4.2事件記錄

●操作日誌：用戶登錄情況查詢

●短信日誌：查詢短信推送時間、內(nei) 容、發送結果、回複等。

●平台運行日誌：查看儀(yi) 表、網關(guan) 離線狀況。

●報警信息：將報警分進行分級處理，記錄報警內(nei) 容，發生時間以及確認狀態。

4.4.3運行環境

●視頻監控：通過安裝在現場的視頻攝像頭，可以實時監視光伏站運行情況。對於(yu) 有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及雲(yun) 台監控功能。

4.5係統硬件裝置

4.5.1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。

   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：

4.5.2交流380V並網

   根據電網Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規定》，8kW~400kW可380V並網，超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點380V並網，以當地電力部門的審批意見為(wei) 準。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/T448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，係統圖如下。

    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：

4.5.3 10kV或35kV並網

    根據《國*能源局關(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)，*後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：

    總之，針對光伏電站光伏區信息接入研究的深入開展，效果和意義(yi) 非常突出。因為(wei) 光伏電站屬於(yu) *點以及全力開發的綠色能源項目，實現光伏區監控係統在光伏電站運營的應用，可以將電站運行的管理效率的提升，強化生產(chan) 運行管理水平，進而使生產(chan) 運行以及相應的設備維護成本有所降低。

作者介紹

簡婷，韦德1946网址，主要研究方向為(wei) 分布式光伏運維雲(yun) 平台。