1 概述
??“十四五”期間，隨著“雙碳”目標(biāo)提出及逐步落實，本就呈現(xiàn)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(guī)劃，國家發(fā)改委能源研究所可再生能源發(fā)展副主任陶冶表示，“雙碳”目標(biāo)意味著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，未來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說，分布式對土地等自然資源沒有依賴，各個地方的屋頂就是分布式電站的形成基礎(chǔ)，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(yīng)用場景分別是：廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽粲霉夥凸ど虡I(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。
??2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
??根據(jù)國家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》：分布式電源并網(wǎng)電壓等級可根據(jù)各并網(wǎng)點裝機容量進(jìn)行初步選擇，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(yīng)根據(jù)電網(wǎng)條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(guī)定》
??GB/T 29319-2012 《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》
??GB 50797-2012 《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》
??Q/GDW1617-2015 《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》
??JGJ203-2010 《民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》
??3 分布式光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)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(tǒng)多用于居民屋頂光伏發(fā)電，裝機功率在8kW左右。戶用光伏電站今年發(fā)展非常迅猛，根據(jù)國家能源局網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)，截至2021年6月底，全國累計納入2021年國家財政補貼規(guī)模戶用光伏項目裝機容量為586.14萬千瓦，這相當(dāng)于6個月在居民屋頂建造了四分之一個三峽水電站。
??部分小型光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能。光伏電站規(guī)模較小，而且比較分散，對于光伏電站的管理者來說，通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類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(jù)國家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)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380V并網(wǎng)，以當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的審批意見為準(zhǔn)。這類分布式光伏多為工商業(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(yīng)明確計量點，計量點設(shè)置除應(yīng)考慮產(chǎn)權(quán)分界點外，還應(yīng)考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個計量點均應(yīng)裝設(shè)雙向電能計量裝置，其設(shè)備配置和技術(shù)要求符合 DL/T 448 的相關(guān)規(guī)定，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術(shù)性能應(yīng)滿足國家電網(wǎng)公司關(guān)于智能電能表的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。用于結(jié)算和考核的分布式電源計量裝置，應(yīng)安裝采集設(shè)備，接入用電信息采集系統(tǒng)，實現(xiàn)用電信息的遠(yuǎn)程自動采集。
??光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然后接入企業(yè)380V電網(wǎng)，實現(xiàn)自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。在380V并網(wǎng)點前需要安裝計量電表用于計量光伏發(fā)電量，同時在企業(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(shù)據(jù)均應(yīng)上傳供電部門用電信息采集系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電補貼和上網(wǎng)電量結(jié)算。
??部分光伏電站并網(wǎng)點需要監(jiān)測并網(wǎng)點電能質(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(jiān)測裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)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(guī)模適中，可通過云平臺采用光伏發(fā)電數(shù)據(jù)和儲能系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：
名稱 | 圖片 | 型號 | 功能 | 應(yīng)用 |
智能網(wǎng)關(guān) |
| ANet-1E2S1-4G | 嵌入式linux系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通訊方式具備Socket方式，支持XML格式壓縮上傳，提供AES加密及MD5身份認(rèn)證等需求，支持?jǐn)帱c續(xù)傳，支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協(xié)議 | 應(yīng)用于多臺逆變器、計量儀表及氣象數(shù)據(jù)采集和上傳云平臺 |
防逆流裝置 |
| ACR10R-D10TE4 | 防止光伏系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送功率，用于三相光伏發(fā)電系統(tǒng) | |
直流電表 |
| DJSF1352 | 電壓輸入DC750V，電流輸入DC300A/75mV，在分布式光伏項目中適用于儲能回路等直流信號設(shè)備電量測量和電能計量使用 | |
靜態(tài)無功補償 |
| ANSVG100-400 | 光伏并網(wǎng)時主要提供有功功率，這樣市電側(cè)有功減少，而無功不變，這樣會導(dǎo)致功率因數(shù)降低，通過無功補償裝置可以提高系統(tǒng)功率因數(shù)。 | |
電能質(zhì)量監(jiān)測 |
| APQM-E | 電網(wǎng)頻率 ,電壓、電流有效值,有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù),電壓偏差,頻率偏差,三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度；三相電壓、電流各序分量；基波電壓、電流，功率、功率因數(shù)、相位等,諧波（2～50 次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等,諧波群 ,間諧波 電壓波動、閃變?？奢斎?7.7V/100V 或 220V/380V 。 | |
光伏運維云平臺 |
| AcrelCloud-1200 | 監(jiān)測光伏發(fā)電功率、發(fā)電量、功率曲線、發(fā)電日月年報表、設(shè)備信息、故障報警、氣象數(shù)據(jù)等 | |
逆變器 | 逆變器： 陽光電源組串式逆變器SG(30~110)CX系列、SG136TX、SG225HX、SG320HX 華為商用逆變器SUN2000-30/36/40KTL-M3、SUN2000-60KTL-M0、SUN2000-100KTL-M0 固德威GW（25~80）K-MT、GW100K-HT、GW120K-HT、GW136K-HTH等 錦浪GCI-3P(12-25)K、GCI-(25-110)K、GCI-(125-230K)-EHV-5G等 | 通訊方式RS485 | ||
??3.3 10kV或35kV并網(wǎng)
??根據(jù)《國家能源局關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項目建設(shè)有關(guān)事項通知》（國發(fā)新能〔2019〕49號），對于需要國家補貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目，需要滿足單點并網(wǎng)裝機容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網(wǎng)運行技術(shù)要求的前提下，通過內(nèi)部多點接入配電系統(tǒng)。
??此類分布式光伏裝機容量一般比較大，需要通過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，因此供電部門對于此規(guī)模的分布式光伏電站穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信要求都比較高。
??光伏電站并網(wǎng)點需要監(jiān)測并網(wǎng)點電能質(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(jiān)測裝置。
??上圖為一個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)過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據(jù)情況可不設(shè)置)，最后經(jīng)過升壓變壓器升壓至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(hù)和測控設(shè)備比較多，主要如下表：
??3.4 系統(tǒng)功能設(shè)計
??安科瑞電光伏電站監(jiān)控軟件采用Acrel-2000，是安科瑞電氣股份有限公司總結(jié)多年的開發(fā)、實踐經(jīng)驗和大量的用戶需求而設(shè)計針對用戶配電系統(tǒng)和光伏電站的實時監(jiān)控系統(tǒng)。
??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(tǒng)。
??3.4.2 光伏電站電力監(jiān)控軟件架構(gòu)
??軟件采用C/S架構(gòu)，實時采集光伏電站電流、電壓、日/月/年/累計發(fā)電量和氣象數(shù)據(jù)。
??3.4.3 光伏電站電力監(jiān)控軟件功能
??對光伏電站的整體信息進(jìn)行監(jiān)控，采用圖形和數(shù)據(jù)的形式實時動態(tài)地展現(xiàn)電站概況、電站實時發(fā)電及發(fā)電統(tǒng)計信息。包括電站概括、環(huán)境參數(shù)、實時信息、發(fā)電量統(tǒng)計及發(fā)電量的信息
??通過主界面可以對光伏陣列現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測與顯示，如室外溫度值、風(fēng)速、風(fēng)向、光照強度等。
??1）通過對電站內(nèi)一次及二次配電網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控，了解電站內(nèi)各電氣設(shè)備的運行情況及狀態(tài)，并對電站的并網(wǎng)狀態(tài)、有/ 無功功率流向情況等進(jìn)行實時監(jiān)控。
??2）光伏組件分布監(jiān)控
??能夠根據(jù)微逆變反應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示各組太陽能電池板的工作狀態(tài)（是否正常發(fā)電），根據(jù)組串式逆變器顯示各光伏組串輸出功率，分別計量兩種兩種逆變方式的發(fā)電量日發(fā)電量、日發(fā)電量曲線、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(jiān)控
??組串式逆變器主要監(jiān)測指標(biāo)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(nèi)溫度、時鐘
??4.頻率、功率因數(shù)、當(dāng)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)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低
??7.電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低
??8.直流電壓過高、直流電壓過低
??9.逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路
??10.散熱器過熱
??11.逆變器孤島
??12.DSP 故障、通訊故障等
??監(jiān)控系統(tǒng)可繪制顯示逆變器電壓—時間曲線、功率—時間曲線等，直流側(cè)輸入電流實時曲線、交流側(cè)逆變輸出電流曲線，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(jiān)控
??交流匯流箱主要監(jiān)測指標(biāo)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(jiān)測允差報警
??5.傳輸電纜/ 短路故障告警
??6.空氣開關(guān)狀態(tài)、故障信息等
??5）交流配電柜監(jiān)控
??交流配電柜主要監(jiān)測指標(biāo)包括：
??1.光伏發(fā)電總輸出有功功率、無功功率
??2.功率因數(shù)、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(jiān)控
??通過對并網(wǎng)柜的監(jiān)控，計量上網(wǎng)電量、內(nèi)部用電量、電能質(zhì)量、光伏發(fā)電系統(tǒng)有功和無功輸出、發(fā)電量、功率因數(shù)、并網(wǎng)點的電壓和頻率、注入系統(tǒng)的電等參數(shù)，計算碳減排量，并折算成標(biāo)準(zhǔn)煤，計算發(fā)電收益。
??7）環(huán)境參數(shù)監(jiān)控
??環(huán)境參數(shù)主要監(jiān)測指標(biāo)包括 ：
??1.日照輻射
??2.風(fēng)速、風(fēng)向
??3.環(huán)境溫度
??4.太陽能電池板溫度等
??對比實際微逆或幾種微逆輸出指導(dǎo)電池板需要清洗等信息。
??8）歷史數(shù)據(jù)管理
??監(jiān)控系統(tǒng)可針對光伏發(fā)電現(xiàn)場的各種事件進(jìn)行記錄，如：通訊采集異常、開關(guān)變位、操作記錄等，時間記錄支持按類型查詢，并可對越限報警值進(jìn)行更改設(shè)置；
??9）日發(fā)電趨勢分析
??系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，可以反映出每天24小時內(nèi)光伏發(fā)電量與該日日照強度，環(huán)境溫度，風(fēng)速等的波動情況。
??10）故障報警
??當(dāng)電池板長時間輸出功率偏低進(jìn)行故障指示，建議運維人員前往現(xiàn)場檢查是否有故障發(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(jiān)視，當(dāng)出現(xiàn)開關(guān)變位及時報警，提醒運維人員。
??4 云平臺
??云平臺軟件采用B/S架構(gòu)，任何具備權(quán)限的用戶都可以通過WEB 瀏覽器，根據(jù)授權(quán)的不同監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運行狀態(tài)（如電站地理分布、規(guī)模信息、是否并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。
??1）顯示接入的電站位置、數(shù)量、裝機容量以及異常報警情況。
??2）顯示單個場站當(dāng)日發(fā)電功率曲線、日/月/累計發(fā)電量以及設(shè)備狀況等。
??3）顯示單個逆變器詳細(xì)情況，包括實時功率、日發(fā)電量、事件告警以及支路信息。
分布式光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)解決方案.技術(shù)劉細(xì)鳳。
價格根據(jù)實際項目有調(diào)整。
