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安科瑞 陳聰
摘要:分布式光伏發(fā)電作為一種重要的可再生能源,具有清潔、*效、可再生的特點,對于緩解能源危機、降低環(huán)境污染、促進可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。概述分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的總體設計思路,并詳細介紹分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)技術的設計方案,包括技術原理、系統(tǒng)構成、關鍵技術等方面,*后結合實際使用需求總結方案運行管理措施,期望在能源領域發(fā)揮更加重要的作用,為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。
關鍵詞:分布式光伏發(fā)電;并網(wǎng)發(fā)電;技術方案設計;運行管理
0引言
在光伏發(fā)電中,并網(wǎng)運行方式具有顯著的安全保障功能。為確保光伏設備在并網(wǎng)發(fā)電中的穩(wěn)定運行,*須對運行設計方案進行合理優(yōu)化和完善。根據(jù)實際需求和電網(wǎng)條件,選擇適合的光伏設備型號和配置。建立完善的監(jiān)控與控制系統(tǒng),實時監(jiān)測光伏設備的運行狀態(tài)、發(fā)電量、電網(wǎng)參數(shù)等,及時預警和處置異常情況。此外,針對并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設計需要綜合考慮多個方面。從發(fā)電線路的選擇到斷路器的布置,通過綜合設計策略,可實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)的*效、安全以及可持續(xù)發(fā)展。
1分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的總體架構設計
分布式的光伏發(fā)電并網(wǎng)架構主要應當包含光伏組件、逆變器、自動監(jiān)控系統(tǒng)、雙向電表、匯流箱、直流電以及交流電的傳輸線路等。在設計過程中,需要充分考慮實際情況和系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等因素,以確保系統(tǒng)的正常運行與效益的*大化。在設計分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)時,需要合理地接入并網(wǎng)電源設備,并實時監(jiān)測和靈活調節(jié)系統(tǒng)負荷功率。結合實際
情況,可以選擇合適的并網(wǎng)接入方案。
根據(jù)監(jiān)測到的負荷功率變化,可以通過調整逆變器的運行參數(shù)來靈活調節(jié)系統(tǒng)的負荷功率,維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性,確保并網(wǎng)電源設備在異常情況下能夠快速地與電網(wǎng)解列,防止對電網(wǎng)造成影響。再根據(jù)實際情況,選擇箱變低壓母線、配電室的并網(wǎng)接入設備形式。工程技術人員需要采用體系化的設計思路,優(yōu)化光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方陣結構。分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的體系架構設計如圖1所示。
圖1分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的體系架構
為優(yōu)化分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)方案,需要*點保障光伏發(fā)電組件的安全運行。分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運行環(huán)境可能會對系統(tǒng)設備的使用壽命造成影響,因此需要設計出完善的建模方案,以應對各種特殊情況。首先,運用模型分析方法直觀檢測系統(tǒng)節(jié)點,從而更好地理解系統(tǒng)的性能和行為。其次,應當配備減震系統(tǒng),確保關鍵連接組件能夠更好地發(fā)揮作用,避免瞬時損壞的強烈振動對并網(wǎng)發(fā)電裝置造成影響。再次,建立分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的立體模型,有助于提*并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的使用效能。*后,結合發(fā)電工程所在區(qū)域的風力因素、風向因素以及自然光照條件等,合理劃分光伏發(fā)電的方陣系統(tǒng),從而提*整個系統(tǒng)的運行效率。
2分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的技術方案設計要點
2.1*用線路的接入形式選擇
分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)采用*用變壓器,應科學地選擇設備型號。若分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的電流速斷保護不夠靈敏,須視情況增設縱聯(lián)差動保護,以確保電網(wǎng)的正常運行。對于過電流的并網(wǎng)系統(tǒng)設備,其保護模式應采用特殊的低電壓閉鎖系統(tǒng),以確保電源分布式結構能全*滿足電網(wǎng)設備的安全閉鎖、快捷操作以及接地保護性能。
此外,針對具備*溫跳閘和低溫報警功能的系統(tǒng)變壓器,應進一步提升電網(wǎng)接入的普及度,為并網(wǎng)系統(tǒng)的過負荷安全保障功能提供有力支撐。對于并網(wǎng)發(fā)電的終端設備系統(tǒng)用戶,應確保其具備更*可靠性的并網(wǎng)安全發(fā)電效果。*用線路網(wǎng)絡的斷路器設備應配備相間短路安全保障功能,從源頭上杜絕并網(wǎng)安全運行故障。
2.2發(fā)電線路的接入系統(tǒng)設計
并網(wǎng)發(fā)電線路系統(tǒng)如圖2所示,其工作原理是將多個發(fā)電機組通過并網(wǎng)裝置連接于一個公共的電力網(wǎng)絡。關于多種結構形式的并網(wǎng)發(fā)電線路,應結合實際情況選擇接入現(xiàn)有的光伏電網(wǎng)。在進行接入系統(tǒng)設計時,*須深入了解發(fā)電線路的特點與要求,結合地區(qū)差異和實際需求進行綜合評估,充分考慮環(huán)境因素、設備性能、運行條件等多個方面,結合電力電子技術、控制理論以及通信技術等*進科技手段,實現(xiàn)發(fā)電線路的優(yōu)化配置與*效管理。此外,設計過程中需注重節(jié)能減排和綠色發(fā)展。通過優(yōu)化發(fā)電線路的布局、提*設備能效、采用清潔能源等方式,降低對環(huán)境的影響,推動電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,有助于提*發(fā)電線路系統(tǒng)的安全使用效益。
近年來,設計院人員正在深入研究具有靈活閉鎖功能的新型變壓器。經過系統(tǒng)功能創(chuàng)新與改造后,新型變壓器能夠實現(xiàn)更加平穩(wěn)可靠的光伏并網(wǎng)發(fā)電效益,同時降低光伏發(fā)電的使用成本。因此,采取靈活的發(fā)電線路并網(wǎng)接入形式,有助于光伏發(fā)電的系統(tǒng)組件發(fā)揮更好的安全使用功能。
圖2并網(wǎng)發(fā)電線路系統(tǒng)
2.3合理布置系統(tǒng)斷路器
隨著技術的不斷進步,在布置系統(tǒng)方面有更多類型的設備選擇。在光伏發(fā)電并網(wǎng)設備系統(tǒng)中,斷路器的作用舉足輕重,為光伏并網(wǎng)發(fā)電提供良好的保障。然而,目前光伏發(fā)電系統(tǒng)的斷路器主要集中在傳統(tǒng)的斷電安全保護上,這顯然已經無法滿足現(xiàn)代光伏并網(wǎng)發(fā)電的安全需求。因此,需要結合實際情況,對常規(guī)設計方案進行擴展和創(chuàng)新。
在光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中,熔斷器、微型斷路器以及隔離開關等設備不可少。通過合理選用這些斷路器設備,可以為光伏并網(wǎng)發(fā)電提供更加可靠和穩(wěn)定的保障。同時,為提*并網(wǎng)發(fā)電設備的開斷保護能力,需要引入智能化的并網(wǎng)發(fā)電安全控制技術,這樣才能確保電網(wǎng)設備的負荷端和系統(tǒng)電源端能夠實現(xiàn)更加穩(wěn)定和可靠的協(xié)同運行。此外,可以采用客觀的計算方法,準確判斷系統(tǒng)短路的瞬時電流強度,從而為光伏并網(wǎng)發(fā)電的安全運行提供有力支持。
3分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)技術方案的運行管理措施
3.1防孤島保護的功能完善
隨著科技的發(fā)展,防孤島的安全保護系統(tǒng)日益完善,其強大的功能為光伏發(fā)電配置設計提供全*的支持。該系統(tǒng)的核心在于預防并網(wǎng)發(fā)電設備的孤島現(xiàn)象,通過智能化和自動化的數(shù)據(jù)傳輸方案,從根本上消除光伏并網(wǎng)中的設備運行孤島。這不僅提*系統(tǒng)的效率,還為電網(wǎng)的整體安全運行提供有力保障。此外,采用自動化的防孤島保護裝置能夠實時、準確地排查并網(wǎng)運行發(fā)電的孤島問題,迅速斷開孤島設備,有效避免設備損壞和電網(wǎng)事故。為保證光伏系統(tǒng)設備的穩(wěn)定運行,合理采用低電壓保護裝置進行緊急控制至關重要。它能全*監(jiān)測異常系統(tǒng)的運行電壓,確保系統(tǒng)安全。同時,對于發(fā)電量的智能統(tǒng)計設備,需要進行科學的設計和選用。這不僅為系統(tǒng)電價補償提供支撐,還有助于實現(xiàn)光伏發(fā)電的精細化管理,進一步提*電力系統(tǒng)的運行效率。
3.2適當增加縱聯(lián)差動保護以及系統(tǒng)過流保護
在光伏發(fā)電的當前結構中,縱聯(lián)差動保護已成為確保發(fā)電安全的重要手段,被廣泛采納和應用。這種保護技術主要用于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),能夠精*及時地檢測出并網(wǎng)線路中的異常情況。通過全過程的縱聯(lián)差動保護,可以顯著提*并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設備可靠性。過流保護是另一項關鍵技術。它的核心在于準確檢測并網(wǎng)發(fā)電中的瞬時大電流部位,并采用相應的系統(tǒng)安全保障技術方案。因此,應更廣泛地采用電源設備系統(tǒng)安全改造技術,充分發(fā)揮并網(wǎng)光伏電源的多層面安全保障功能。在線監(jiān)測網(wǎng)絡電能裝置則負責全*測定并網(wǎng)光伏設備的電壓和電流參數(shù),有助于值班人員及時發(fā)現(xiàn)三相不平衡的系統(tǒng)電流異常,并對諧波干擾進行必要的排查。
3.3自動檢測裝置運用于并網(wǎng)安全管理
自動化檢測設備在操作上具有顯著的優(yōu)勢,廣泛應用于光伏并網(wǎng)發(fā)電的全*檢測。它能夠測試系統(tǒng)頻率、電源電壓、功率因數(shù)以及系統(tǒng)諧波的影響。在光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體結構中,自動化的并網(wǎng)運行安全檢測設備占據(jù)著核心地位。同時,光伏發(fā)電作為清潔能源產業(yè),既能為發(fā)電能源模式的創(chuàng)新提供有力支持,又能為傳統(tǒng)發(fā)電能源的節(jié)約控制做出貢獻。因此,當前技術研究人員致力于探索光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心技術,以實現(xiàn)碳中和的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)工程建設目標。為確保光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建設方案的合理性,需要合理界定*風險區(qū)域,以避免可能的損壞。此外,這種智能化裝置可以用于檢測外力破壞因素。在實踐中,工程技術人員應采取正確的技術方法來預防外部因素的侵蝕,合理劃分安全隱患區(qū)域,從而提*光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的綜合效益。在構建光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)時,區(qū)分方陣的方法主要體現(xiàn)在建立立體化的方陣組件模型。通過實施*確的建模方案,可以確保劃分后的陣列模塊能夠發(fā)揮其應有的效能。在運維保養(yǎng)工作中,應集中檢測*侵蝕強度區(qū)域的發(fā)電組件損壞程度,并采取有效的技術解決方案進行彌補。大型光伏發(fā)電陣列通常由多個方陣組成,因此應區(qū)分相的方陣模塊結構,以達到*佳的預期發(fā)電效果。
4Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
4.1平臺概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng),是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求,總結國內外的研究和生產的*進經驗,專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入,*進行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況,是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎上以經濟優(yōu)化運行為目標,促進可再生能源應用,提*電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動;有效實現(xiàn)用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提*電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構,整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設備層、網(wǎng)絡通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議,物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
4.2平臺適用場合
系統(tǒng)可應用于城市、*速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。
4.3系統(tǒng)架構
本平臺采用分層分布式結構進行設計,即站控層、網(wǎng)絡層和設備層,詳細拓撲結構如下:
圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式
5.1實時監(jiān)測
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好,應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測光伏、風電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中,各子系統(tǒng)回路電參量主要有:相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數(shù)主要有:開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理,使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。
系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警,并支持定期的電池維護。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況,包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求,也可將充電,儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。
圖1系統(tǒng)主界面
子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。
5.1.1光伏界面
圖2光伏系統(tǒng)界面
本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息,主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
5.1.2儲能界面
圖3儲能系統(tǒng)界面
本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設置界面
本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設置,包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。
圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設置界面
本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設置,主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。
圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS交流側數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。
圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS直流側數(shù)據(jù),主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。
圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息,主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖10儲能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息,主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,同時展示當前儲能電池的SOC信息。
圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對電池簇信息,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。
5.1.3風電界面
圖12風電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息,主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
5.1.4充電站界面
圖13充電站界面
本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息,主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用,變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。
5.1.5視頻監(jiān)控界面
圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面
本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面,且通過不同的配置,實現(xiàn)預覽、回放、管理與控制等。
5.1.6發(fā)電預測
系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預測數(shù)據(jù),對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測,并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃,便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
圖15光伏預測界面
5.1.7策略配置
系統(tǒng)應可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息,進行系統(tǒng)運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。
具體策略根據(jù)項目實際情況(如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等)進行接口適配和策略調整,同時支持定制化需求。
圖16策略配置界面
5.1.8運行報表
應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*時間的運行參數(shù),報表中顯示電參量信息應包括:各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等。
圖17運行報表
5.1.9實時報警
應具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠對各子系統(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位,及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警,應能實時顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱、保護動作時刻;并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。
圖18實時告警
5.1.10歷史事件查詢
應能夠對遙信變位,保護動作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度(鋰離子電池)、壓力(液流電池)、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。
圖19歷史事件查詢
5.1.11電能質量監(jiān)測
應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質量包括穩(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)電能質量情況,以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。
1)在供電系統(tǒng)主界面上應能實時顯示各電能質量監(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*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值;
2)諧波分析功能:系統(tǒng)應能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率;應能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電流含有率;
3)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值;應能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線;應能顯示電壓偏差與頻率偏差;
4)功率與電能計量:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率;應能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素;應能提供有功負荷曲線,包括日有功負荷曲線(折線型)和年有功負荷曲線(折線型);
5)電壓暫態(tài)監(jiān)測:在電能質量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時,系統(tǒng)應能產生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關人員;系統(tǒng)應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6)電能質量數(shù)據(jù)統(tǒng)計:系統(tǒng)應能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù),包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。
7)事件記錄查看功能:事件記錄應包含事件名稱、狀態(tài)(動作或返回)、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。
圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質量界面
4.1.12遙控功能
應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序,可以及時執(zhí)行調度系統(tǒng)或站內相應的操作命令。
圖21遙控功能
5.1.13曲線查詢
應可在曲線查詢界面,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(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。
圖22曲線查詢
5.1.14統(tǒng)計報表
具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析;對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質量分析。
圖23統(tǒng)計報表
5.1.15網(wǎng)絡拓撲圖
系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構;可在線診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲,包括系統(tǒng)的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。
5.1.16通信管理
可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序,然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口,快速查看某設備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
圖25通信管理
5.1.17用戶權限管理
應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作(如遙控操作,運行參數(shù)修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶權限
5.1.18故障錄波
應可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況,通過對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提*電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條,每條錄波可觸發(fā)6段錄波,每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形,總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關量波形。
圖27故障錄波
5.1.19事故追憶
可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù),包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。
用戶可自定義事故追憶的啟動事件,當每個事件發(fā)生時,存儲事故*10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。
5.2硬件及其配套產品
序號 | 設備 | 型號 | 圖片 | 說明 |
1 | 能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000MG | 內部設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉發(fā)至服務器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等 | |
2 | 顯示器 | 25.1英寸液晶顯示器 | 系統(tǒng)軟件顯示載體 | |
3 | UPS電源 | UPS2000-A-2-KTTS | 為監(jiān)控主機提供后備電源 | |
4 | 打印機 | HP108AA4 | 用以打印操作記錄,參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復限,系統(tǒng)事故,設備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為主要方式 | |
5 | 音箱 | R19U | 播放報警事件信息 | |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡交換機 | D-LINKDES-1016A16 | 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題 | |
7 | GPS時鐘 | ATS1200GB | 利用gps同步衛(wèi)星信號,接收1pps和串口時間信息,將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步 | |
8 | 交流計量電表 | AMC96L-E4/KC | 電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關的"遜信“和“遙控”的功能 | |
9 | 直流計量電表 | PZ96L-DE | 可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。可帶RS485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉換、開關量輸入/輸出等功能 | |
10 | 電能質量監(jiān)測 | APView500 | 實時監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。 | |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | 防孤島保護裝置,當外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接 | |
12 | 箱變測控裝置 | AM6-PWC | 置針對光伏、風能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護,測控,通訊一體化裝置,具備保護、通信管理機功能、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置 | |
13 | 通信管理機 | ANet-2E851 | 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉換、透明轉發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉發(fā),可多路上送平臺據(jù): | |
14 | 串口服務器 | Aport | 功能:轉換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù),反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調的開關,調溫,及*全斷電(二次開關實現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個空開信號 3)上傳UPS內部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設備 | |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 | 1)反饋各個設備狀態(tài),將相關數(shù)據(jù)到串口服務器: 讀消防VO信號,并轉發(fā)給到上層(關機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息,并轉發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門禁程傳感器信息,并轉發(fā) |
6結束語
經過分析可見,并網(wǎng)發(fā)電的技術實現(xiàn)方案目前廣泛應用于光伏發(fā)電系統(tǒng),客觀上促使光伏發(fā)電組件系統(tǒng)運行更加安全可靠。在目前的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運行使用的模式下,全*進行并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)設計形式優(yōu)化創(chuàng)新主要應當側重于并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)可靠性能提*,采取自動化的智能檢測裝置來獲得更加精*的發(fā)電運行數(shù)據(jù)。應當視情況在并網(wǎng)發(fā)電的光伏系統(tǒng)中采用縱聯(lián)差動保護或者過流保護等防護技術手段,*點開展異常系統(tǒng)頻率與電壓的緊急監(jiān)測保護?!緟⒖嘉墨I】
【1】黃恒,范安華,李元,等.屋面太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電安裝工程安全施工技術[J].建筑技術開發(fā),2023,50(增刊1):116-119.
【2】郭翠翠《通信電源技術》2024年*3期82-84,共3頁
【3】陳宇能,陳景賢,廖鈞濠,等.基于模糊神經網(wǎng)絡控制方法的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)設計[J].太陽能,2023(11):48-55.
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【5】安科瑞*校綜合能效解決方案2022.5版.
【6】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.
【7】郭翠翠.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)技術方案