安科瑞1000DP分布式光伏在嘉興亨泰新能源有限公司光伏項目中應用

安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

18706168062

摘 要：分布式光伏發(fā)電系統其核心特點(diǎn)是發(fā)電設備靠近用電負荷中心，通常安裝在屋頂、建筑立面或閑置空地上，截至2025年，分布式光伏發(fā)電系統在全球和中國范圍內取得了顯著(zhù)發(fā)展，成為能源轉型和可持續發(fā)展的重要推動(dòng)力量。國家能源局于2025年1月發(fā)布了《分布式光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)建設管理辦法》，對分布式光伏的分類(lèi)、上網(wǎng)模式、備案管理、電網(wǎng)接入等進(jìn)行了詳細規定，未來(lái)分布式光伏將進(jìn)一步向規范化、差異化和市場(chǎng)化方向發(fā)展，助力“雙碳”目標實(shí)現與新型電力系統構建。為響應政策要求，需在分布式光伏發(fā)電站部署監控系統，實(shí)現運維成本優(yōu)化、能源效率提升及碳排放降低，為清潔能源轉型提供技術(shù)支撐。本文以嘉興亨泰新能源有限公司的2996.37KWP分布式光伏項目為例，探討了安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監控系統的應用。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；清潔能源；監控系統

1. 項目概述

嘉興亨泰新能源有限公司的2996.37KWP分布式光伏項目（以下稱(chēng)“本項目”）位于浙江省嘉興市秀洲區王江涇鎮新橋社區南虹路工業(yè)區，利用嘉興市鳴竣紡織有限公司屋頂建設光伏電站，采用接入方式為接入用戶(hù)側，采用電纜并網(wǎng)至廠(chǎng)區原有配電房10kV母線(xiàn)，并網(wǎng)電壓等級為10kV，并網(wǎng)點(diǎn)1個(gè)，分布式發(fā)電消納方式采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)。

2. 用電現狀

嘉興市鳴竣紡織有限公司當前供配電系統為1臺630kVA和2臺1600kVA變壓器以及1臺1470kVA電動(dòng)機，主供電源進(jìn)線(xiàn)由110kV王江涇變10kV鳴竣142線(xiàn)提供。用戶(hù)供配電系統簡(jiǎn)圖如下:

圖2.1 一次主接線(xiàn)圖（現狀）

3.分布式光伏設計

本項目容量2996.37kWp，利用嘉興市鳴竣紡織有限公司屋頂建設光伏電站，鋪設5122塊585Wp單晶硅太陽(yáng)能光伏組件，通過(guò)4臺196kW、2臺250kW和5臺300kW的組串式逆變器，逆變輸出后匯總后再接入1臺3150kVA的升壓變，形成就地逆變-升壓方式，以1回10kV線(xiàn)路接至廠(chǎng)區原有配電房10kV母線(xiàn)。

圖3.1 光伏接入系統示意圖

4.技術(shù)方案

本項目配置了Acrel-1000DP分布式光伏監控系統，實(shí)現對光伏電站的集中管理，包括設備的狀態(tài)監測、故障報警、運行參數設置等，并通過(guò)遠動(dòng)網(wǎng)關(guān)將光伏電站的信息上傳到調度中心。

本期工程在嘉興市鳴竣紡織有限公司廠(chǎng)區內新建1臺升壓變壓器，配套建設并網(wǎng)點(diǎn)光伏開(kāi)關(guān)站，站內配置4臺高壓柜、1面交直流電源屏、1面綜合自動(dòng)化保護屏及1面遠動(dòng)通信屏。在箱式升壓變處配置箱變測控裝置，并網(wǎng)點(diǎn)開(kāi)關(guān)處裝設方向過(guò)流保護裝置（故障時(shí)聯(lián)動(dòng)跳開(kāi)本側斷路器），光伏電站側配置故障解列裝置（異常時(shí)執行光伏并網(wǎng)點(diǎn)跳閘），并網(wǎng)點(diǎn)同步配置電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置及防孤島保護裝置，形成完整的電氣保護及監測體系。

4.1. 二次電氣設備

1）線(xiàn)路保護裝置

線(xiàn)路保護裝置主要功能是確保電氣設備的安全運行。裝置實(shí)時(shí)監測電流、電壓等電氣參數，一旦檢測到異常，如過(guò)載、短路或接地故障，線(xiàn)路保護裝置會(huì )迅速切斷電源，從而防止設備損壞和火災風(fēng)險。

2）防孤島裝置

在電網(wǎng)失電的情況下，分布式電源未能夠及時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)連接，會(huì )形成孤島狀態(tài)，這種狀態(tài)可能造成分布式電源不可控、電網(wǎng)恢復時(shí)的電壓和頻率不匹配等問(wèn)題。防孤島裝置通過(guò)實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦檢測到電網(wǎng)斷電，能夠在規定的時(shí)間內迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接，同時(shí)，防孤島裝置還具有多種保護功能，如高頻、低頻、過(guò)電壓、低電壓保護等，能保障電力系統的穩定運行。

3）故障解列裝置

裝置能夠監測電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，一旦檢測到異?；蚬收闲盘?，如短路、過(guò)載等，它會(huì )立即啟動(dòng)，將故障儲能單元或設備與電網(wǎng)斷開(kāi)，既能防止故障設備對電網(wǎng)造成進(jìn)一步損害，也確保其他正常運行的儲能單元繼續供電，保障用戶(hù)的電力需求。

4.2. 電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置

電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置能夠實(shí)時(shí)監測儲能站接入電網(wǎng)后的電能質(zhì)量，包括電壓偏差、頻率偏差、諧波含量、三相不平衡度等關(guān)鍵指標。通過(guò)高精度的測量與分析，它能夠及時(shí)發(fā)現電能質(zhì)量問(wèn)題，如電壓波動(dòng)、諧波污染等，為運維人員提供及時(shí)的告警信息，此外，電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置的數據記錄功能還可為后續的故障排查和電能質(zhì)量治理提供有力支持。

4.3. 遠動(dòng)信息傳輸

本項目信息傳輸采用光纖通信方式。根據光伏電站接入原則，嘉興市鳴竣紡織有限公司的相關(guān)業(yè)務(wù)通過(guò)光電一體化設備傳送至110kV王江涇變，經(jīng)王江涇變SDH傳輸設備接入嘉興供電公司光纖環(huán)網(wǎng)A平面，建設嘉興市鳴竣紡織有限公司至嘉興調度的通信通道。

5. 系統結構

本項使用基于國產(chǎn)操作系統的分布式光伏監控系統Acrel-1000DP，系統結構采用分層分布式，分成站控層、通信層和設備層。

站控層負責對整個(gè)系統進(jìn)行集中管理和控制。操作員可以實(shí)時(shí)監控系統狀態(tài)，進(jìn)行數據分析與處理，從而實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程的智能調度與優(yōu)化。

通信層負責信息傳遞與數據交互，確保各個(gè)設備和系統組件之間能夠無(wú)縫連接和協(xié)同工作，此外，通信層還可以支持多種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，適應不同規模和需求的應用場(chǎng)景，保證系統的靈活性和可擴展性。

設備層涵蓋了各種傳感器、執行器和控制器等硬件設備。這些設備負責采集現場(chǎng)數據并執行控制指令，是實(shí)現自動(dòng)化操作的核心。

圖5.1系統拓撲圖

6. 現場(chǎng)圖片

圖6.1 預制艙（高壓室、低壓室、二次設備室）

圖6.2 高壓柜圖 及二次設備組屏

7. 系統功能7.1. 實(shí)時(shí)監測

系統可以直觀(guān)的展示新建光伏電站的一次系統圖，實(shí)時(shí)顯示采集到的各類(lèi)數據，包括電站內開(kāi)關(guān)柜和故障解列、防孤島裝置等二次設備的電壓、電流、功率等關(guān)鍵參數，以及開(kāi)關(guān)柜內斷路器、手車(chē)的分合狀態(tài)等。

圖7.1 實(shí)時(shí)監測

7.2. 逆變器監測

逆變器數據監測功能是光伏發(fā)電監控系統中的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，它負責收集、分析和處理逆變器的運行數據，包括電壓、電流、功率和溫度等參數，以確保光伏發(fā)電系統的穩定運行和優(yōu)性能，通過(guò)數據監測，用戶(hù)可以及時(shí)發(fā)現系統異常，進(jìn)行故障診斷與維護，提高系統的整體效率與可靠性。

圖7.2 逆變器監測

7.3. 電能質(zhì)量在線(xiàn)監測

系統可以對整個(gè)供電系統的電能質(zhì)量包括穩態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續監測，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現和消除供電不穩定因素。在供電系統主界面上應能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監測點(diǎn)的監測裝置通信狀態(tài)、各監測點(diǎn)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。

圖7.3 電能質(zhì)量數據監測

7.4. 調度上傳

系統采用專(zhuān)網(wǎng)方式配置獨立遠動(dòng)裝置，將采集到的光伏電站信息安全上傳至嘉興調度。在系統側配置1套光電一體化設備，相關(guān)業(yè)務(wù)通過(guò)以太網(wǎng)方式傳送至王江經(jīng)變，再經(jīng)110kV王江涇變轉接至SDH傳輸設備，經(jīng)過(guò)嘉興供電公司光纖環(huán)網(wǎng)A平面傳送至嘉興調度，組織光伏站至配調和嘉興區域分布式電源調控系統的通信通道。

8. 結語(yǔ)

分布式屋頂光伏作為清潔能源領(lǐng)域的關(guān)鍵應用形式，近年來(lái)在全球范圍內實(shí)現了規?；瘧?，通過(guò)在建筑頂部空間鋪設光伏組件實(shí)現光電轉換，構建了自發(fā)自用、余電上網(wǎng)等多種上網(wǎng)模式。Acrel-1000DP分布式光伏監控系統的應用顯著(zhù)提升了發(fā)電站的管理效能，用戶(hù)可通過(guò)實(shí)時(shí)采集、分析和處理光伏發(fā)電站的數據，對整個(gè)發(fā)電過(guò)程進(jìn)行準確監控和管理，確保發(fā)電系統的安全、穩定、有效運行，同時(shí)，該系統還具備強大的數據分析能力，可以為運營(yíng)維護提供科學(xué)依據，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用奠定了堅實(shí)的基礎。