1 概述
“十(shi)四五”期(qi)間，隨(sui)著“雙碳(tan)”目(mu)標(biao)提出及逐步落(luo)實，本(ben)就呈現出較(jiao)好發展(zhan)勢頭的分布(bu)(bu)式(shi)光伏發展(zhan)有(you)望大幅提速。就“十(shi)四五”光伏發展(zhan)規劃，國家(jia)發改委(wei)能源(yuan)研(yan)究所可再生能源(yuan)發展(zhan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)副主任陶冶表示，“雙碳(tan)”目(mu)標(biao)意味著國家(jia)產業結構(gou)的調整，未來10年，新能源(yuan)裝機將保持在(zai)110GW以上的年增速，這(zhe)里面包含集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)式(shi)光伏電(dian)(dian)站(zhan)和分布(bu)(bu)式(shi)光伏電(dian)(dian)站(zhan)。相較(jiao)于(yu)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)式(shi)電(dian)(dian)站(zhan)來說，分布(bu)(bu)式(shi)對土地等自然資源(yuan)沒(mei)有(you)依賴，各個地方的屋頂就是分布(bu)(bu)式(shi)電(dian)(dian)站(zhan)的形(xing)成基礎，在(zai)碳(tan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和方案的可選項中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，分布(bu)(bu)式(shi)光伏由于(yu)其靈活性(xing)必將被大力(li)發展(zhan)，目(mu)前(qian)已有(you)河北、甘肅(su)、安(an)徽(hui)、浙江、陜(shan)西等9省(sheng)發布(bu)(bu)關于(yu)分布(bu)(bu)式(shi)光伏整縣推(tui)進(jin)工作的通(tong)知。
目前我國的(de)兩種分布式應用場景分別是(shi)：廣大農村屋頂(ding)的(de)戶用光伏(fu)和工商業企業屋頂(ding)光伏(fu)，這(zhe)兩類分布式光伏(fu)電站今年(nian)都發展迅速(su)。
2 相關標準
根據(ju)國(guo)家(jia)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)Q/GDW1480-2015 《分(fen)布式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)源接(jie)入(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)技術規定》：分(fen)布式(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)源并網(wang)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓等(deng)級(ji)可(ke)根據(ju)各并網(wang)點裝機(ji)容量進行(xing)初(chu)步選擇，推薦如(ru)下：8kW 及(ji)以下可(ke)接(jie)入(ru)220V；8kW~400kW可(ke)接(jie)入(ru)380V；400kW~6000kW可(ke)接(jie)入(ru)10kV；5000kW~30000kW以上可(ke)接(jie)入(ru)35kV。最(zui)終(zhong)并網(wang)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓等(deng)級(ji)應(ying)根據(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)條(tiao)件，通(tong)過技術經濟比(bi)選論證確(que)定。若高低兩(liang)級(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓均具備接(jie)入(ru)條(tiao)件，優先采用(yong)低電(dian)(dian)(dian)(dian)壓等(deng)級(ji)接(jie)入(ru)。
Q/GDW1480-2015 《分布式電(dian)源接入電(dian)網(wang)技術規(gui)定》
GB/T 29319-2012 《光伏發電系(xi)統接入配電網技術規定》
GB 50797-2012 《光(guang)伏發電站設計規范》
Q/GDW1617-2015 《光伏(fu)電站(zhan)接入電網技術規定》
JGJ203-2010 《民(min)用建筑太陽(yang)能光伏系統應(ying)用技術規范》
3 解決方案
3.1 交流220V并網
交(jiao)流220V并網(wang)的光(guang)伏發電系(xi)統多用(yong)于居(ju)民屋頂光(guang)伏發電，裝機功率在8kW左(zuo)右。戶用(yong)光(guang)伏電站(zhan)(zhan)今(jin)年發展非常迅猛，根據國家(jia)能源局網(wang)站(zhan)(zhan)提(ti)供的數據，截至2021年6月底，全國累計納入2021年國家(jia)財政(zheng)補貼規模戶用(yong)光(guang)伏項目裝機容量為586.14萬(wan)千瓦，這(zhe)相當于6個月在居(ju)民屋頂建造了(le)四分之(zhi)一個三(san)峽水電站(zhan)(zhan)。
部(bu)分(fen)小型光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)為自發自用(yong)，余電(dian)(dian)不上網模(mo)式，這種類(lei)型的(de)(de)光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)需要安裝防逆流(liu)保(bao)護裝置，避免往電(dian)(dian)網輸送電(dian)(dian)能。光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)規模(mo)較(jiao)小，而(er)且比(bi)較(jiao)分(fen)散，對于光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的(de)(de)管理者來說，通(tong)過云平(ping)臺來管理此類(lei)光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)非(fei)常有(you)必(bi)要，安科瑞在(zai)這類(lei)光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)提供(gong)的(de)(de)解決方案包括以下方面：
3.2 交(jiao)流380V并網
根據國家電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)Q/GDW1480-2015 《分(fen)(fen)布式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)接入電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)技術(shu)(shu)(shu)規(gui)定》，8kW~400kW可(ke)380V并(bing)(bing)網(wang)，超出400kW的(de)光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站視(shi)情況也(ye)可(ke)以(yi)采用(yong)(yong)多點(dian)380V并(bing)(bing)網(wang)，以(yi)當地電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力部門的(de)審批意見為準(zhun)。這類分(fen)(fen)布式光(guang)伏(fu)(fu)多為工商(shang)業(ye)企(qi)業(ye)屋(wu)頂(ding)光(guang)伏(fu)(fu)，自發自用(yong)(yong)，余電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)上網(wang)。分(fen)(fen)布式光(guang)伏(fu)(fu)接入配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)前，應明確計(ji)量點(dian)，計(ji)量點(dian)設置(zhi)除應考慮產權分(fen)(fen)界(jie)點(dian)外，還應考慮分(fen)(fen)布式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)出口與用(yong)(yong)戶自用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)線路處。每個(ge)計(ji)量點(dian)均應裝設雙向電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)計(ji)量裝置(zhi)，其設備(bei)配置(zhi)和技術(shu)(shu)(shu)要(yao)求(qiu)符合 DL/T 448 的(de)相關(guan)(guan)規(gui)定，以(yi)及相關(guan)(guan)標(biao)準(zhun)、規(gui)程要(yao)求(qiu)。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)表采用(yong)(yong)智(zhi)能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)表，技術(shu)(shu)(shu)性能(neng)(neng)應滿足國家電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)公司關(guan)(guan)于智(zhi)能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)表的(de)相關(guan)(guan)標(biao)準(zhun)。用(yong)(yong)于結算和考核(he)的(de)分(fen)(fen)布式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)計(ji)量裝置(zhi)，應安裝采集設備(bei)，接入用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)信息(xi)采集系統(tong)，實現用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)信息(xi)的(de)遠程自動采集。
光(guang)伏陣(zhen)列接(jie)入組串(chuan)式光(guang)伏逆(ni)變器(qi)，或者通過(guo)匯流箱接(jie)入逆(ni)變器(qi)，然后接(jie)入企(qi)(qi)(qi)業(ye)380V電(dian)(dian)網(wang)，實現自(zi)發(fa)自(zi)用，余(yu)電(dian)(dian)上網(wang)。在380V并網(wang)點前(qian)需(xu)要安(an)(an)裝計(ji)量(liang)電(dian)(dian)表(biao)用于(yu)計(ji)量(liang)光(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)量(liang)，同時在企(qi)(qi)(qi)業(ye)電(dian)(dian)網(wang)和公共電(dian)(dian)網(wang)連接(jie)處也需(xu)要安(an)(an)裝雙向計(ji)量(liang)電(dian)(dian)表(biao)，用于(yu)計(ji)量(liang)企(qi)(qi)(qi)業(ye)上網(wang)電(dian)(dian)量(liang)，數據(ju)均應上傳供電(dian)(dian)部門用電(dian)(dian)信息采(cai)集系統，用于(yu)光(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)補貼和上網(wang)電(dian)(dian)量(liang)結算。
部分光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站并網點需要監測(ce)并網點電(dian)(dian)能(neng)質量，包括(kuo)電(dian)(dian)源頻率、電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)大小、電(dian)(dian)壓(ya)(ya)不(bu)平衡、電(dian)(dian)壓(ya)(ya)驟升/驟降/中斷、快速電(dian)(dian)壓(ya)(ya)變化、諧波/間(jian)諧波 THD、閃變等，需要安裝單獨(du)的(de)電(dian)(dian)能(neng)質量監測(ce)裝置(zhi)。部分光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站為自發自用(yong)，余(yu)電(dian)(dian)不(bu)上網模式，這種類型的(de)光(guang)(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站需要安裝防逆流保護裝置(zhi)，避免(mian)往電(dian)(dian)網輸(shu)送電(dian)(dian)能(neng)。
這種并網模(mo)式單體光(guang)伏(fu)電(dian)站規(gui)模(mo)適中(zhong)，可通過云平臺采用光(guang)伏(fu)發電(dian)數(shu)據(ju)和儲(chu)能系(xi)統運行(xing)數(shu)據(ju)，安科瑞在這類光(guang)伏(fu)電(dian)站提供(gong)的解(jie)決(jue)方(fang)案(an)包括以下方(fang)面：
3.3 10kV或(huo)35kV并網
根據《國家能源局關(guan)于2019年(nian)風電、光伏(fu)發(fa)電項目(mu)建設有(you)關(guan)事項通知(zhi)》（國發(fa)新能〔2019〕49號），對于需(xu)要(yao)國家補貼的(de)(de)新建工商業分布式光伏(fu)發(fa)電項目(mu)，需(xu)要(yao)滿足單點(dian)并網裝(zhuang)機容(rong)量小于6兆(zhao)瓦且為(wei)非(fei)戶用的(de)(de)要(yao)求(qiu)，支持在符合電網運(yun)行安(an)全(quan)技術(shu)要(yao)求(qiu)的(de)(de)前(qian)提下，通過內(nei)部多點(dian)接入配電系統(tong)。
此(ci)類(lei)分布(bu)式光伏裝機(ji)容(rong)(rong)量(liang)一般比較(jiao)大，需要通過升壓(ya)變壓(ya)器升壓(ya)后接入(ru)電(dian)網。由于裝機(ji)容(rong)(rong)量(liang)較(jiao)大，可能對公共電(dian)網造成(cheng)比較(jiao)大的(de)干(gan)擾，因此(ci)供電(dian)部門對于此(ci)規模的(de)分布(bu)式光伏電(dian)站穩控系統、電(dian)能質量(liang)以(yi)及和調度(du)的(de)通信(xin)要求都比較(jiao)高(gao)。
光伏電(dian)(dian)(dian)站并網(wang)點需要監(jian)測并網(wang)點電(dian)(dian)(dian)能(neng)質量(liang)，包括電(dian)(dian)(dian)源頻率、電(dian)(dian)(dian)源電(dian)(dian)(dian)壓的大小、電(dian)(dian)(dian)壓不平衡、電(dian)(dian)(dian)壓驟升/驟降/中斷、快速電(dian)(dian)(dian)壓變化、諧(xie)波/間諧(xie)波 THD、閃(shan)變等，需要安裝(zhuang)單獨的電(dian)(dian)(dian)能(neng)質量(liang)監(jian)測裝(zhuang)置。
上圖(tu)為一個1MW分布式光(guang)(guang)伏電(dian)站(zhan)的(de)示(shi)意圖(tu)，光(guang)(guang)伏陣列接入光(guang)(guang)伏匯流(liu)箱，經過直(zhi)流(liu)柜匯流(liu)后(hou)(hou)接入集中式逆(ni)變器(直(zhi)流(liu)柜根(gen)據情況可不設置)，經過升(sheng)壓變壓器升(sheng)壓至10kV或(huo)35kV后(hou)(hou)并入中壓電(dian)網。由于光(guang)(guang)伏電(dian)站(zhan)裝機容(rong)量比(bi)較大，涉及到的(de)保護(hu)和(he)測控設備比(bi)較多，主要如下表：
3.4 系統功能設計
安(an)科瑞電(dian)(dian)光(guang)伏電(dian)(dian)站監控軟件采用Acrel-2000，是安(an)科瑞電(dian)(dian)氣股份有限公司總(zong)結多年的(de)(de)開(kai)發、實踐經驗和(he)大量的(de)(de)用戶需(xu)求而設(she)計針對(dui)用戶配電(dian)(dian)系(xi)統和(he)光(guang)伏電(dian)(dian)站的(de)(de)實時監控系(xi)統。
3.4.1
軟件運行(xing)環境配置(zhi)
服(fu)務(wu)器上安裝(zhuang)Windows 7操作系(xi)統(tong)。
3.4.2 光伏(fu)電站(zhan)電力監控軟件架構
軟件采(cai)用C/S架(jia)構(gou)，實時采(cai)集光伏(fu)電站電流(liu)、電壓、日(ri)/月/年/累計發電量和氣象數據。
3.4.3 光伏電站電力監控軟件功能(neng)
對光伏電(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)整(zheng)體信(xin)息(xi)進行監(jian)控，采用圖形和數據(ju)的(de)(de)形式(shi)實時動態地展(zhan)現電(dian)(dian)站(zhan)概況、電(dian)(dian)站(zhan)實時發電(dian)(dian)及(ji)發電(dian)(dian)統計信(xin)息(xi)。包括電(dian)(dian)站(zhan)概括、環(huan)境(jing)參數、實時信(xin)息(xi)、發電(dian)(dian)量統計及(ji)發電(dian)(dian)量0 信(xin)息(xi)
通過主界面可以對光伏陣列現(xian)場環境進(jin)行實(shi)時監測與(yu)顯示，如(ru)室外溫度值、風速(su)、風向、光照強度等。
1）通過對電(dian)站(zhan)內一次(ci)及二次(ci)配電(dian)網絡狀態(tai)的監控，了(le)解電(dian)站(zhan)內各電(dian)氣設備的運行情況(kuang)及狀態(tai)，并(bing)對電(dian)站(zhan)的并(bing)網狀態(tai)、有/ 無功功率流(liu)向情況(kuang)等進行實時監控。
2）光伏組件分布監控
能夠根(gen)(gen)據微逆變反(fan)應的數據顯(xian)示(shi)各組太(tai)陽能電(dian)池板(ban)的工作狀態(tai)（是否正常(chang)發(fa)(fa)電(dian)），根(gen)(gen)據組串式逆變器顯(xian)示(shi)各光伏組串輸出功(gong)率，分別計(ji)量(liang)(liang)兩(liang)種(zhong)(zhong)兩(liang)種(zhong)(zhong)逆變方式的發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)日(ri)發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)、日(ri)發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)曲線(xian)、月發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)柱狀圖、年發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)柱狀圖等，并對這兩(liang)種(zhong)(zhong)方式發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)進(jin)行對比。
3）逆變器監控
組串式(shi)逆變器主要監測(ce)指標包括(kuo)：
1.直(zhi)(zhi)流電壓、直(zhi)(zhi)流電流、直(zhi)(zhi)流功率
2.交流電(dian)(dian)壓、交流電(dian)(dian)流
3.逆變器內溫度、時鐘
4.頻率(lv)(lv)、功率(lv)(lv)因(yin)數(shu)、當前(qian)發電功率(lv)(lv)
5.日發電量(liang)(liang)、累(lei)積(ji)發電量(liang)(liang)、累(lei)積(ji)CO2 減排量(liang)(liang)
6.電(dian)網(wang)(wang)電(dian)壓(ya)過(guo)高、電(dian)網(wang)(wang)電(dian)壓(ya)過(guo)低
7.電(dian)網頻率過(guo)高、電(dian)網頻率過(guo)低
8.直流電壓(ya)過高、直流電壓(ya)過低(di)
9.逆變器(qi)(qi)過載(zai)、逆變器(qi)(qi)過熱(re)、逆變器(qi)(qi)短路(lu)
10.散熱器過熱
11.逆變器孤島(dao)
12.DSP 故障、通訊(xun)故障等
監控系統可(ke)繪(hui)制顯示逆變器(qi)電(dian)壓—時間曲(qu)線(xian)、功(gong)率—時間曲(qu)線(xian)等，直流側(ce)輸(shu)入電(dian)流實時曲(qu)線(xian)、交(jiao)流側(ce)逆變輸(shu)出電(dian)流曲(qu)線(xian)，并采集與顯示各逆變器(qi)日(ri)發電(dian)量等電(dian)參量；
4）交流匯(hui)流箱監控
交流(liu)匯流(liu)箱主(zhu)要監測指標包括：
1.光(guang)伏組串輸(shu)出直流(liu)電(dian)壓、輸(shu)出直流(liu)電(dian)流(liu)、輸(shu)出直流(liu)功率
2.各路輸(shu)入總(zong)發(fa)電功(gong)率、總(zong)發(fa)電量(liang)
3.匯流(liu)箱輸出電流(liu)、匯流(liu)箱輸出電壓、匯流(liu)箱輸出功率(lv)
4.電(dian)流監測允差報(bao)警(jing)
5.傳輸電纜/ 短路故(gu)障(zhang)告警(jing)
6.空(kong)氣開關狀態、故障(zhang)信息等
5）交流配(pei)電柜監控
交(jiao)流配電(dian)柜(ju)主要監測(ce)指(zhi)標包括：
1.光伏(fu)發(fa)電總輸出有(you)功功率、無(wu)功功率
2.功率因數、電(dian)壓、電(dian)流
3.斷路器(qi)故障信(xin)息、防雷器(qi)狀態信(xin)息等
6）并網柜監控
通過對并網柜的(de)監控，計量(liang)上網電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)、內部用電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)、電(dian)(dian)(dian)(dian)能質量(liang)、光伏發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)系統(tong)有功(gong)和無功(gong)輸出、發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)、功(gong)率因數、并網點的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓和頻率、注(zhu)入系統(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)等參數，計算(suan)碳減(jian)排量(liang)，并折算(suan)成標準煤，計算(suan)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)收(shou)益(yi)。
7）環(huan)境參數(shu)監控
環境參數(shu)主要監測(ce)指(zhi)標包括 ：
1.日照輻射
2.風速、風向
3.環境溫度
4.太陽(yang)能(neng)電(dian)池板溫度等
對(dui)比(bi)實際微逆(ni)(ni)或幾種微逆(ni)(ni)輸出(chu)指(zhi)導電池板需要清洗等(deng)信(xin)息。
8）歷史數據管理(li)
監控系(xi)統可(ke)(ke)針對(dui)光伏發(fa)電現(xian)場的各種事(shi)件進(jin)(jin)行記錄，如：通訊采(cai)集異常(chang)、開關(guan)變位、操(cao)作記錄等，時間(jian)記錄支持按類型查詢(xun)，并可(ke)(ke)對(dui)越限報警(jing)值(zhi)進(jin)(jin)行更(geng)改設置；
9）日發電趨勢分(fen)析(xi)
系統(tong)提供了實時曲線和歷史(shi)趨勢兩種曲線分(fen)析界面(mian)，可以反映出每天24小(xiao)時內光伏(fu)發電量(liang)與該日(ri)日(ri)照強度(du)，環境溫度(du)，風速等的(de)波動情況。
10）故障報警
當電池(chi)板長時間輸出(chu)功率偏低進行故障指示，建議運維(wei)人(ren)員(yuan)前往現(xian)場檢(jian)查是否有故障發(fa)生等(deng)；另外對于并網柜部(bu)分的主斷路器分合(he)閘狀(zhuang)態進行監視，當出(chu)現(xian)開關變位及時報警(jing)，提醒運維(wei)人(ren)員(yuan)。
4 云平臺
云(yun)平臺軟件采(cai)用B/S架(jia)構，任何具備(bei)權限(xian)的用戶都可以通過WEB 瀏覽(lan)器，根據授(shou)權的不同監視分(fen)布(bu)(bu)在區域內(nei)各(ge)建筑的光伏(fu)電(dian)站(zhan)的運(yun)行(xing)狀態（如(ru)電(dian)站(zhan)地理分(fen)布(bu)(bu)、規模(mo)信(xin)息、是否并(bing)網、當前發(fa)電(dian)量、總發(fa)電(dian)量等(deng)信(xin)息）。
1）顯示接入的電站位置(zhi)、數量、裝機容量以(yi)及異常報警情(qing)況。
2）顯示單個場站當(dang)日發電功率曲線(xian)、日/月/累計發電量以及(ji)設備狀況等。
3）顯示單個逆變器詳細情(qing)況，包括(kuo)實時功率、日發電量(liang)、事件告警以及支路信(xin)息(xi)。
