我國擁有豐富的清潔可再生能源資源儲量，積極開發(fā)利用可再生能源，為解決當(dāng)前化石能源短缺與環(huán)境污染嚴(yán)重的燃眉之急提供了有效途徑。但是可再生能源的利用和開發(fā)，可再生能源技術(shù)的發(fā)展和推廣以及可再生能源資源對環(huán)境保護的正向影響，卻遠遠沒有達到理想的水平。大力開發(fā)太陽能、風(fēng)能等新能源和可再生能源利用技術(shù)將成為減少環(huán)境污染的重要措施。

光伏發(fā)電主要包括集中式光伏發(fā)電和分布式光伏發(fā)電兩類。集中式光伏發(fā)電一般為大型地面光伏電站;分布式光伏發(fā)電主要指小型分散式光伏電站，其應(yīng)用形式主要為屋頂分布式光伏發(fā)電。集中式光伏電站的投資大、建設(shè)周期長、占地面積大;而分布式光伏電站的投資小、建設(shè)周期短、政策支持力度大且選址自由等，本項目采用分布式光伏發(fā)電的運行方式，在廠區(qū)的屋頂進行安裝光伏發(fā)電設(shè)備進行發(fā)電。

本項目采用高效光伏組件，總?cè)萘繛?.03WM，本項目電量結(jié)算原則為：自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。項目計劃2024年6月底建成投產(chǎn)。本項目二次設(shè)計選用安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，光伏監(jiān)控平臺采用在國產(chǎn)麒麟操作系統(tǒng)下運行，使得本地保護、監(jiān)控方案更為穩(wěn)定可靠。通過本次分布式光伏的投建與實施，為用戶提供了清潔、可再生的電力能源，有助于減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低碳排放。

圖1 項目現(xiàn)場圖

本項目為屋頂分布式光伏項目，該項目的容量為4.03MW，項目采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)的消納方式。利用原有的電源點作為光伏高壓并網(wǎng)點并入電網(wǎng)端，并網(wǎng)點設(shè)置光伏進線柜柜，站用變柜，SVG柜，PT柜，計量柜，出線總柜，并網(wǎng)柜。新增的光伏系統(tǒng)配置自動化系統(tǒng)，實時采集并網(wǎng)信息，信息上傳至當(dāng)?shù)卣{(diào)控中心DMS系統(tǒng)。光伏發(fā)電逆變器電源電壓為1000V，經(jīng)箱變升壓變升壓至10kV后,通過高壓電纜接入新增的10kV光伏進線柜,通過并網(wǎng)柜并入原10kV市電高壓柜。項目采用Acrel-1000DP光伏監(jiān)控平臺，操作使用了國產(chǎn)麒麟系統(tǒng)。監(jiān)控平臺具有對全站數(shù)據(jù)的實時觀測、事故告警提示等功能。

圖2 光伏電站一次系統(tǒng)圖

現(xiàn)場設(shè)備主要分為三部分，就地高壓柜、二次保護裝置柜、箱變。就地高壓保護裝置根據(jù)不同功能安裝在對應(yīng)的高壓柜對電力進行保護。二次保護裝置柜配備防孤島保護，公共測控裝置、頻率電壓緊急控制裝置、電能質(zhì)量裝置，對時裝置以及采集上傳設(shè)備，二次保護裝置主要對一次設(shè)備進行保護、廠站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與調(diào)度上傳。箱變安裝有數(shù)采儀對逆變器的數(shù)據(jù)進行采集。

系統(tǒng)可分為三層結(jié)構(gòu)：即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、和平臺管理層。

現(xiàn)場設(shè)備層：箱變微機保護、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、頻率電壓緊急控制裝置、多功能儀表、計量表等裝置用于采集站內(nèi)配電柜內(nèi)電氣運行參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，同時在10kv變電所配置直流電源，保障現(xiàn)場設(shè)備良好的運行環(huán)境。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含安科瑞智能網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，分散10kV變電站通過數(shù)據(jù)采集箱（內(nèi)置智能網(wǎng)關(guān)）采集數(shù)據(jù)通過光纖上傳至通信室分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)平臺；同時網(wǎng)關(guān)充當(dāng)遠動通信裝置，將現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集后通過交換機經(jīng)縱向加密數(shù)據(jù)加密后上傳調(diào)度網(wǎng)。

平臺管理層：分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺、國網(wǎng)宿遷供電公司調(diào)度控制中心平臺。

圖3 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.1.1. 繼電保護及安全自動裝置需求

分布式電源繼電保護和安全自動裝置配置應(yīng)符合相關(guān)繼電保護技術(shù)規(guī)程、運行規(guī)程和反事故措施的規(guī)定，裝置定值應(yīng)與電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置配合整定，防止發(fā)生繼電保護和安全自動裝置誤動、拒動，確保人身、設(shè)備和電網(wǎng)安全。10kV接入的分布式電源，保護和安全自動裝置配置還應(yīng)滿足《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》（GB/T14285-2006）。

1.線路保護裝置：光伏電站線路發(fā)生短路故障時，線路保護能快速動作，瞬時跳開相應(yīng)并網(wǎng)點斷路器，滿足全線故障時快速可靠切除故障的要求。

2.電容器保護裝置：在高壓配電室10kVSVG柜，裝設(shè)1套電容器保護裝置，實現(xiàn)欠電壓，過電壓，零序電壓，不平衡電壓保護，異常緊急控制功能，跳開電容器斷路器。

3.防孤島保護裝置：防孤島檢測需滿足GB/T19964-2012《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》、Q/GDW617-2011《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等規(guī)范文件的要求。分布式電源應(yīng)具備快速監(jiān)測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力，防孤島保護動作時間不大于2S,其防孤島保護應(yīng)與配電網(wǎng)側(cè)線路重合閘和安全自動裝置動作時間相配合。針對電網(wǎng)失壓后分布式電源可能繼續(xù)運行、且向電網(wǎng)線路送電的情況提出。孤島運行一方面危及電網(wǎng)線路維護人員和用戶的生命安全，干擾電網(wǎng)的正常合閘；另一方面孤島運行電網(wǎng)中的電壓和頻率不受控制，將對配電設(shè)備和用戶設(shè)備造成損壞。防孤島裝置應(yīng)具備線路故障時，確保電源能及時斷開與電網(wǎng)連接，確保重合閘能正確動作。

4.光伏電站內(nèi)需具備直流電源，供10kV保護及測控裝置，電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置等設(shè)備使用。光伏電站內(nèi)需配置交直流一體化電源，供關(guān)口電能表、電能量終端服務(wù)器、交換機等設(shè)備使用。系統(tǒng)繼電保護應(yīng)使用專用的電流互感器和電壓互感器的二次繞組，電流互感器準(zhǔn)確級宜采用0.2S、10P級，電壓互感器準(zhǔn)確級宜采用0.2、3P級。

5.光伏電站本體應(yīng)具備故障和異常工作狀態(tài)報警和保護的功能。

6.光伏電站應(yīng)支持調(diào)度機構(gòu)開展"四遙"(遙測、遙信、遙控、遙調(diào))應(yīng)用功能。

7.恢復(fù)并網(wǎng)：當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)因電網(wǎng)擾動脫網(wǎng)后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)到正常運行范圍之前，光伏發(fā)電系統(tǒng)不允許并網(wǎng)；在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常后，通過10kV電壓等級并網(wǎng)的分布式電源恢復(fù)并網(wǎng)應(yīng)經(jīng)過電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)的允許。

3.1.2. 調(diào)度自動化需求

根據(jù)上述調(diào)度自動化需求，本項目采用104有線、101無線兩路通道進行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)度上傳。利用安科瑞遠動網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)的調(diào)度上傳，通過方天裝置與調(diào)度之間建立的無線101通道進行數(shù)據(jù)101上傳；通過ONU裝置與調(diào)度之間建立的有線104通道進行數(shù)據(jù)104上傳。本項目具有AGC控制，通過AGC控制裝置采集數(shù)采儀數(shù)據(jù)，匯總數(shù)采儀數(shù)據(jù)，利用內(nèi)部邏輯進行處理后輸出群調(diào)群控信號，群調(diào)群控信號利用網(wǎng)關(guān)采集后上傳到調(diào)度，調(diào)度可以設(shè)置發(fā)電功率命令通過網(wǎng)關(guān)下發(fā)到AGC控制裝置，調(diào)節(jié)逆變器的發(fā)電功率。

3.1.3. 電能質(zhì)量在線監(jiān)測需求