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描述:光伏電力監控系統,光伏電站監測系統采用B/S架構,任何具備權限的用戶(hù)都可以通過(guò)WEB 瀏覽器,根據授權的不同監視分布在區域內各建筑的光伏電站的運行狀態(tài)(如電站地理分布、規模信息、是否并網(wǎng)、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息)
標題:光伏電力監控系統
產(chǎn)品概述
光伏電力監控系統詳細說(shuō)明
光伏電站監控就是將光伏電站的逆變器、匯流箱、輻照儀、氣象儀、電表等設備通過(guò)數據線(xiàn)連接起來(lái),用光伏電站數據采集器進(jìn)行這些設備的數據采集,并通過(guò)GPRS、以太網(wǎng)、WIFI等方式上傳到網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器或本地電腦,使用戶(hù)可以在互聯(lián)網(wǎng)或本地電腦上查看相關(guān)數據,方便電站管理人員和用戶(hù)對光伏電站的運行數據查看和管理。
1 概述
“十四五”期間,隨著(zhù)“雙碳”目標提出及逐步落實(shí),本就呈現出較好發(fā)展勢頭的分布式光伏發(fā)展有望大幅提速。就“十四五”光伏發(fā)展規劃,能源研究所可再生能源發(fā)展中心副主任陶冶表示,“雙碳”目標意味著(zhù)產(chǎn)業(yè)結構的調整,未來(lái)10年,新能源裝機將保持在110GW以上的年增速,這里面包含集中式光伏電站和分布式光伏電站。相較于集中式電站來(lái)說(shuō),分布式對土地等自然資源沒(méi)有依賴(lài),各個(gè)地方的屋頂就是分布式電站的形成基礎,在碳中和方案的可選項中,分布式光伏由于其靈活性必將被大力發(fā)展,目前已有河北、甘肅、安徽、浙江、陜西等9省發(fā)布關(guān)于分布式光伏整縣推進(jìn)工作的通知。
目前我國的兩種分布式應用場(chǎng)景分別是:廣大農村屋頂的戶(hù)用光伏和業(yè)企業(yè)屋頂光伏,這兩類(lèi)分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。
2 相關(guān)標準
根據電網(wǎng)Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規定》:分布式電源并網(wǎng)電壓等級可根據各并網(wǎng)點(diǎn)裝機容量進(jìn)行初步選擇,推薦如下:8kW 及以下可接入220V;8kW~400kW可接入380V;400kW~6000kW可接入10kV;5000kW~30000kW以上可接入35kV。最終并網(wǎng)電壓等級應根據電網(wǎng)條件,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比選論證確定。若高低兩級電壓均具備接入條件,優(yōu)先采用低電壓等級接入。
Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規定》
GB/T 29319-2012 《光伏發(fā)電系統接入配電網(wǎng)技術(shù)規定》
GB 50797-2012 《光伏發(fā)電站設計規范》
Q/GDW1617-2015 《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規定》
JGJ203-2010 《民用建筑太陽(yáng)能光伏系統應用技術(shù)規范》
3 解決方案
3.1 交流220V并網(wǎng)
交流220V并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統多用于居民屋頂光伏發(fā)電,裝機功率在8kW左右。戶(hù)用光伏電站今年發(fā)展非常迅猛,根據能源網(wǎng)站提供的數據,截至2021年6月底,全國累計納入2021年財政補貼規模戶(hù)用光伏項目裝機容量為586.14萬(wàn)千瓦,這相當于6個(gè)月在居民屋頂建造了四分之一個(gè)三峽水電站。
部分小型光伏電站為自發(fā)自用,余電不上網(wǎng)模式,這種類(lèi)型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置,避免往電網(wǎng)輸送電能。光伏電站規模較小,而且比較分散,對于光伏電站的管理者來(lái)說(shuō),通過(guò)云平臺來(lái)管理此類(lèi)光伏電站非常有必要,安科瑞在這類(lèi)光伏電站提供的解決方案包括以下方面:
3.2 交流380V并網(wǎng)
根據電網(wǎng)Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規定》,8kW~400kW可380V并網(wǎng),超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點(diǎn)380V并網(wǎng),以當地電力部門(mén)的審批意見(jiàn)為準。這類(lèi)分布式光伏多為業(yè)企業(yè)屋頂光伏,自發(fā)自用,余電上網(wǎng)。分布式光伏接入配電網(wǎng)前,應明確計量點(diǎn),計量點(diǎn)設置除應考慮產(chǎn)權分界點(diǎn)外,還應考慮分布式電源出口與用戶(hù)自用電線(xiàn)路處。每個(gè)計量點(diǎn)均應裝設雙向電能計量裝置,其設備配置和技術(shù)要求符合 DL/T 448 的相關(guān)規定,以及相關(guān)標準、規程要求。電能表采用智能電能表,技術(shù)性能應滿(mǎn)足電網(wǎng)公司關(guān)于智能電能表的相關(guān)標準。用于結算和考核的分布式電源計量裝置,應安裝采集設備,接入用電信息采集統,實(shí)現用電信息的遠程自動(dòng)采集。
光伏陣列接入組串式光伏逆變器,或者通過(guò)匯流箱接入逆變器,然后接入企業(yè)380V電網(wǎng),實(shí)現自發(fā)自用,余電上網(wǎng)。在380V并網(wǎng)點(diǎn)前需要安裝計量電表用于計量光伏發(fā)電量,同時(shí)在企業(yè)電網(wǎng)和公共電網(wǎng)連接處也需要安裝雙向計量電表,用于計量企業(yè)上網(wǎng)電量,數據均應上傳供電部門(mén)用電信息采集系統,用于光伏發(fā)電補貼和上網(wǎng)電量結算。
部分光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監測并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)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(zhì)量監測裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用,余電不上網(wǎng)模式,這種類(lèi)型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置,避免往電網(wǎng)輸送電能。
這種并網(wǎng)模式單體光伏電站規模適中,可通過(guò)云平臺采用光伏發(fā)電數據和儲能系統運行數據,安科瑞在這類(lèi)光伏電站提供的解決方案包括以下方面:
3.3 10kV或35kV并網(wǎng)
跟據《能源關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項目建設有關(guān)事項通知》(國發(fā)新能〔2019〕49號),對于需要補貼的新建業(yè)分布式光伏發(fā)電項目,需要滿(mǎn)足單點(diǎn)并網(wǎng)裝機容量小于6兆瓦且為非戶(hù)用的要求,支持在符合電網(wǎng)運行安全技術(shù)要求的前提下,通過(guò)內部多點(diǎn)接入配電系統。
此類(lèi)分布式光伏裝機容量一般比較大,需要通過(guò)升壓變壓器升壓后接入電網(wǎng)。由于裝機容量較大,可能對公共電網(wǎng)造成比較大的干擾,因此供電部門(mén)對于此規模的分布式光伏電站穩控系統、電能質(zhì)量以及和調度的通信要求都比較高。
光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監測并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)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(zhì)量監測裝置。
上圖為一個(gè)1MW分布式光伏電站的示意圖,光伏陣列接入光伏匯流箱,經(jīng)過(guò)直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據情況可不設置),經(jīng)過(guò)升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網(wǎng)。由于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:
3.4 系統功能設計
企業(yè)光伏發(fā)電量監測系統 光伏運維平臺,是安科瑞電氣股份有限公司總結多年的開(kāi)發(fā)、實(shí)踐經(jīng)驗和大量的用戶(hù)需求而設計針對用戶(hù)配電系統和光伏電站的實(shí)時(shí)監控系統。
3.4.1
軟件運行環(huán)境配置
服務(wù)器上安裝Windows 7操作系統。
3.4.2 光伏電站電力監控架構
軟件采用C/S架構,實(shí)時(shí)采集光伏電站電流、電壓、日/月/年/累計發(fā)電量和氣象數據。
3.4.3 光伏電站電力監控功能
對光伏電站的整體信息進(jìn)行監控,采用圖形和數據的形式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地展現電站概況、電站實(shí)時(shí)發(fā)電及發(fā)電統計信息。包括電站概括、環(huán)境參數、實(shí)時(shí)信息、發(fā)電量統計及發(fā)電量信息
通過(guò)主界面可以對光伏陣列現場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監測與顯示,如室外溫度值、風(fēng)速、風(fēng)向、光照強度等。
1)通過(guò)對電站內一次及二次配電網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)的監控,了解電站內各電氣設備的運行情況及狀態(tài),并對電站的并網(wǎng)狀態(tài)、有/ 無(wú)功功率流向情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。
2)光伏組件分布監控
能夠根據微逆變反應的數據顯示各組太陽(yáng)能電池板的工作狀態(tài)(是否正常發(fā)電),根據組串式逆變器顯示各光伏組串輸出功率,分別計量?jì)煞N兩種逆變方式的發(fā)電量日發(fā)電量、日發(fā)電量曲線(xiàn)、月發(fā)電量柱狀圖、年發(fā)電量柱狀圖等,并對這兩種方式發(fā)電量進(jìn)行對比。
3)逆變器監控
組串式逆變器主要監測指標包括:
1.直流電壓、直流電流、直流功率
2.交流電壓、交流電流
3.逆變器內溫度、時(shí)鐘
4.頻率、功率因數、當前發(fā)電功率
5.日發(fā)電量、累積發(fā)電量、累積CO2 減排量
6.電網(wǎng)電壓過(guò)高、電網(wǎng)電壓過(guò)低
7.電網(wǎng)頻率過(guò)高、電網(wǎng)頻率過(guò)低
8.直流電壓過(guò)高、直流電壓過(guò)低
9.逆變器過(guò)載、逆變器過(guò)熱、逆變器短路
10.散熱器過(guò)熱
11.逆變器孤島
12.DSP 故障、通訊故障等
監控系統可繪制顯示逆變器電壓—時(shí)間曲線(xiàn)、功率—時(shí)間曲線(xiàn)等,直流側輸入電流實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、交流側逆變輸出電流曲線(xiàn),并采集與顯示各逆變器日發(fā)電量等電參量;
4)交流匯流箱監控
交流匯流箱主要監測指標包括:
1.光伏組串輸出直流電壓、輸出直流電流、輸出直流功率
2.各路輸入總發(fā)電功率、總發(fā)電量
3.匯流箱輸出電流、匯流箱輸出電壓、匯流箱輸出功率
4.電流監測允差報警
5.傳輸電纜/ 短路故障告警
6.空氣開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障信息等
5)交流配電柜監控
交流配電柜主要監測指標包括:
1.光伏發(fā)電總輸出有功功率、無(wú)功功率
2.功率因數、電壓、電流
3.斷路器故障信息、防雷器狀態(tài)信息等
6)并網(wǎng)柜監控
通過(guò)對并網(wǎng)柜的監控,計量上網(wǎng)電量、內部用電量、電能質(zhì)量、光伏發(fā)電系統有功和無(wú)功輸出、發(fā)電量、功率因數、并網(wǎng)點(diǎn)的電壓和頻率、注入系統的電等參數,計算碳減排量,并折算成標準煤,計算發(fā)電收益。
7)環(huán)境參數監控
環(huán)境參數主要監測指標包括 :
1.日照輻射
2.風(fēng)速、風(fēng)向
3.環(huán)境溫度
4.太陽(yáng)能電池板溫度等
對比實(shí)際微逆或幾種微逆輸出指導電池板需要清洗等信息。
8)歷史數據管理
監控系統可針對光伏發(fā)電現場(chǎng)的各種事件進(jìn)行記錄,如:通訊采集異常、開(kāi)關(guān)變位、操作記錄等,時(shí)間記錄支持按類(lèi)型查詢(xún),并可對越限報警值進(jìn)行更改設置;
9)日發(fā)電趨勢分析
系統提供了實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史趨勢兩種曲線(xiàn)分析界面,可以反映出每天24小時(shí)內光伏發(fā)電量與該日日照強度,環(huán)境溫度,風(fēng)速等的波動(dòng)情況。
10)故障報警
當電池板長(cháng)時(shí)間輸出功率偏低進(jìn)行故障指示,建議運維人員前往現場(chǎng)檢查是否有故障發(fā)生等;另外對于并網(wǎng)柜部分的主斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監視,當出現開(kāi)關(guān)變位及時(shí)報警,提醒運維人員。
4 云平臺
云平臺軟件采用B/S架構,任何具備權限的用戶(hù)都可以通過(guò)WEB 瀏覽器,根據授權的不同監視分布在區域內各建筑的光伏電站的運行狀態(tài)(如電站地理分布、規模信息、是否并網(wǎng)、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息)。
1)顯示接入的電站位置、數量、裝機容量以及異常報警情況。
2)顯示單個(gè)場(chǎng)站當日發(fā)電功率曲線(xiàn)、日/月/累計發(fā)電量以及設備狀況等。
3)顯示單個(gè)逆變器詳細情況,包括實(shí)時(shí)功率、日發(fā)電量、事件告警以及支路信息
企業(yè)光伏發(fā)電量監測系統 光伏運維平臺特點(diǎn)
可以讓人們進(jìn)行集群監測和管理,無(wú)需到現場(chǎng)逐臺設備查看狀況,更有利于進(jìn)行數據匯總、生成曲線(xiàn)、數據分析,網(wǎng)絡(luò )監控更加便于人們進(jìn)行遠程管理,大量節約人力成本。
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