摘 要：分布式光伏發(fā)電模式，以其獨特的就近布局理念，將太陽能光伏板靈活地分散部署于不同區(qū)域，實現(xiàn)了電能的模塊化生產與靈活應用，無論是并網接入電網還是獨立自給自足，都彰顯了其便捷。近年來，得益于技術革新與政府激勵政策的雙重驅動，光伏組件的成本顯著降低，這一趨勢促進了分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)在住宅、商業(yè)及工業(yè)領域的廣泛應用與普及。安科瑞葉西平187+061-60+015

在全球能源結構向綠色、低碳轉型的關鍵時期，提高能源使用效率與管理效能成為了新能源科技企業(yè)共同追求的目標。分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)的應運而生，正是為解決這一挑戰(zhàn)提供了強有力的技術支持。該系統(tǒng)通過智能化手段，對光伏發(fā)電站進行監(jiān)控與精細化管理，有效提升了整體運營效率。

本文特別聚焦于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成功應用案例，深入剖析了該系統(tǒng)如何針對分布式光伏發(fā)電站的特性，設計并實施了一套細致的整體解決方案。通過這一實例，讀者不僅能夠了解到分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)在提升能源利用效率、優(yōu)化管理流程方面的顯著成效，還能深刻感受到其在推動可再生能源應用、促進能源可持續(xù)發(fā)展方面所發(fā)揮的重要作用。

關鍵詞：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”）場址位于內蒙古鄂爾多斯市六保煤礦排土場，是接入客戶內部電網，選擇自發(fā)自用、余電上網的分布式新能源發(fā)電項目。

本項目利用煤礦廠區(qū)內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。光伏組件經逆變器將直流電轉換成交流電后，分別接至1#、2#箱變低壓開關柜，經箱變升壓后以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，開關站新出1回10kV電纜線路，接至10kV原配電室備用開關進行并網。

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備運行狀態(tài)，繼電保護裝置確保設備安全，電能質量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測電網情況，遠動上傳設備完成數(shù)據(jù)無線安全上送。

2.分布式光伏設計

本項目光伏接入鄂托克旗東辰匯通礦業(yè)有限責任公司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計，使用單晶硅組件550Wp組件9090片，320kW組串式并網型逆變器13臺，2500kVA變壓器2臺，總容量為5000kVA。

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。

圖2.1 光伏接入系統(tǒng)示意圖

圖2.2 1#箱變光伏發(fā)電子系統(tǒng)圖

圖2.3 2#箱變光伏發(fā)電子系統(tǒng)圖

圖2.4 光伏組件布置圖

3.技術方案

本項目建設分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，所發(fā)電量為自發(fā)自用、余電上網的模式，光伏發(fā)電經逆變器、箱變升壓至10kV，并網接入10kV電網原有線路。10kV配電部分新建10KV光伏進線柜1回，10kV光伏并網柜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，結合一系列設備和技術，搭配組屏、就地安裝的繼電保護裝置、電能質量在線監(jiān)測裝置、通訊管理機以及遠動上傳調度的相關設備和煙霧傳感器，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，確保設備的安全運行，降低因故障帶來的經濟損失；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)測配電房內潛在的火災威脅，并在煙霧濃度觸發(fā)報警時上傳信息到后臺系統(tǒng)。

3.1.二次電氣設備

1）線路保護裝置

線路保護裝置主要功能是確保電氣設備的安全運行。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，從而防止設備損壞和火災風險。

2）防孤島裝置

防孤島裝置其主要功能是防止在電網故障或異常情況下，光伏發(fā)電站與主電網隔離而形成孤島現(xiàn)象，孤島現(xiàn)象會導致局部電力供應不穩(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功能，在故障排除后，可以自動恢復與主電網的連接，確保電力供應的連續(xù)性，此裝置為光伏并網提供了安全的環(huán)境。

3）電能質量在線監(jiān)測裝置

電能質量在線監(jiān)測裝置是一種用于實時監(jiān)測和分析電力系統(tǒng)中電能質量的高科技設備。其主要功能包括對電壓、電流、頻率、諧波、閃變、波動等關鍵電能質量參數(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.運動通訊設備

1）對時裝置

全球定位系統(tǒng)（GPS）和中國的北斗導航系統(tǒng)通過提供高精度的時間信號，幫助系統(tǒng)實現(xiàn)設備間的協(xié)調與同步，降低了因時間誤差引發(fā)的故障風險，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，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)控和控制遠程設備的專業(yè)設備，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實時獲取設備的運行狀態(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)對設備的遠程管理和故障診斷。

4.系統(tǒng)結構

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

站控層設備負責整個系統(tǒng)的集中監(jiān)控，一般由主機、打印機以及其它網絡設備組成。

通訊管理層負責與間隔層設備通訊并進行數(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絡進行信息交換和完成各項指令。

圖4.1系統(tǒng)網絡示意圖

項目配置設備清單如下表所示：

表4.1 方案設備列表

5.現(xiàn)場圖片

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)，同時支持遠程調度與維護，大大提升了光伏電站的管理效率和安全性能。

圖5.1 光伏監(jiān)控界面

6.2.電能質量在線監(jiān)測

系統(tǒng)可以對整個供電系統(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。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5.2 電能質量穩(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)中的一個關鍵組成部分，它負責收集、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。

圖5.3 逆變器監(jiān)測界面

7.結語

隨著物聯(lián)網技術的蓬勃興起，分布式光伏發(fā)電領域正迎來一場智能化變革。Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)作為這一變革的先鋒，憑借其實時數(shù)據(jù)采集、深度分析與智能處理能力，監(jiān)控并管理光伏發(fā)電站的運作流程。該系統(tǒng)不僅構筑了發(fā)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的堅固防線，還通過其強大的數(shù)據(jù)分析能力，為運維團隊提供了數(shù)據(jù)洞察，助力光伏發(fā)電效率與性能的持續(xù)優(yōu)化。這一創(chuàng)新不僅增強了光伏發(fā)電項目的經濟可行性，更為推動可再生能源的廣泛普及與深入應用鋪設了堅實的道路，加速了能源結構綠色轉型的步伐。

審核編輯 黃宇