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摘 要：分布式光伏作為可再生能源的一種重要形式，能夠根據不同場(chǎng)地的實(shí)際情況進(jìn)行定制，*大限度地利用可用空間，減少對傳統化石燃料的依賴(lài)，也對降低溫室氣體排放、改善環(huán)境質(zhì)量具有積極意義。在政策支持和市場(chǎng)需求的雙重推動(dòng)下，隨著(zhù)技術(shù)的不斷創(chuàng )新，光伏組件的效率不斷提高，同時(shí)安裝和維護成本持續降低，更多企業(yè)、工廠(chǎng)通過(guò)在其辦公樓、研發(fā)中心和生產(chǎn)基地等場(chǎng)所安裝光伏發(fā)電設施，有效降低能源成本的同時(shí)也提升了企業(yè)的綠色形象和社會(huì )責任感。本文就安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監控系統和光功率預測軟件在和光同程一期屋頂分布式光伏發(fā)電項目中的應用方案進(jìn)行了介紹，項目同時(shí)涉及到數據的調度上傳，因此配備了縱向加密和正反向隔離等裝置來(lái)確保數據的安全，防止潛在的網(wǎng)絡(luò )攻擊和數據泄露。 關(guān)鍵詞：分布式光伏；光功率預測；調度上傳 項目概述和光同程光伏科技（宜賓）有限公司成立于2023年3月，落地于四川省宜賓市敘州區，總占地926畝，公司專(zhuān)注于有效晶硅太陽(yáng)能電池的制造、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。 宜賓高新區和光同程一期屋頂分布式光伏發(fā)電項目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“本項目”）利用和光同程一期電池生產(chǎn)車(chē)間屋頂建設分布式光伏發(fā)電項目，總裝機容量為19.9MWp（指直流側19.9MWp，交流側升壓變容量合計20MVA）。本項目布置4個(gè)分布式光伏電站，每個(gè)電站直流側裝機4.975MWp，交流側升壓變壓器容量為2×2.5MVA，在每個(gè)電站分別新建一回10kV線(xiàn)路接入和光同程廠(chǎng)區內既有的四個(gè)配電室：S1-配電室1、S1-配電室2、S2-配電室1、S2-配電室2，經(jīng)同程220kV專(zhuān)用站接入公網(wǎng)。 由于各配電室之間距離較遠，本項目通過(guò)光纖組網(wǎng)。在4個(gè)分布式光伏電站側分別部署安全自動(dòng)裝置屏；Acrel-1000DP分布式光伏監控系統部署在S2-配電室1中，搭配一套光功率預測系統，用于預測光伏發(fā)電量、響應調度調控，配置一臺云平臺網(wǎng)關(guān)，將數據上傳至AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺，便于用戶(hù)日常運維管理光伏電站；調度數據網(wǎng)屏安裝在220KV電站通訊室，新建光伏的數據借用220kV變電站原有光傳輸設備接入調度系統，本項目?jì)H配置調度數據網(wǎng)設備。 分布式光伏設計本項目電量消納方式采用“自發(fā)自用”，預計年均發(fā)電總量約1495萬(wàn)kwh，年平均利用小時(shí)數為752h。每個(gè)光伏電站設置兩臺箱變，經(jīng)升壓變就地升壓為10kV，集中匯流至就近10kV光伏開(kāi)關(guān)站，接入既有配電房10kV母線(xiàn)后供全站使用。光伏組件采用平鋪設計，共使用35840塊組件組成2240個(gè)組串，每16路組串接至1臺光伏逆變器，逆變器140臺，2.5MVA變壓器8臺，總容量為20MVA，單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)容量為5MVA。 圖2.1 光伏接入系統示意圖 圖2.2 光伏組件布置圖 技術(shù)方案本項目采用Acrel-1000DP分布式光伏監控系統搭配光功率預測軟件，同時(shí)配置AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺，來(lái)實(shí)現對整個(gè)光伏發(fā)電站的整體掌控與優(yōu)化。 在分布式光伏電站側分別配置防孤島保護裝置、電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置、防逆流保護裝置等安全自動(dòng)裝置；在220KV電站配置1套調度數據專(zhuān)網(wǎng)接入設備及其配套的二次系統安全防護裝置；由于光伏電站自發(fā)自用不上網(wǎng)，所以不設置貿易關(guān)口點(diǎn)，在4個(gè)分布式光伏電站10kV并網(wǎng)開(kāi)關(guān)用戶(hù)側分別設置發(fā)電量計量，并配置電能量采集終端4套，電能量數據接入國網(wǎng)四川省電力公司電力用戶(hù)用電信息采集系統。 安全自動(dòng)裝置1）頻率電壓緊急控制裝置 裝置能夠實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)的頻率和電壓，一旦檢測到超出設定范圍的異常情況，立即啟動(dòng)控制策略，通過(guò)調整發(fā)電機出力、切除部分負荷或投入補償設備等方式，快速恢復電網(wǎng)的頻率和電壓至正常水平，確保電力供應的連續性和可靠性。 2）防孤島裝置 在電網(wǎng)失電的情況下，分布式電源未能夠及時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)連接，會(huì )形成孤島狀態(tài)，這種狀態(tài)可能造成分布式電源不可控、電網(wǎng)恢復時(shí)的電壓和頻率不匹配等問(wèn)題，也可能導致電力工作人員在不知情的情況下進(jìn)行危險的操作。防孤島裝置通過(guò)實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦檢測到電網(wǎng)斷電，能夠在規定的時(shí)間內迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接，從而保障電網(wǎng)的安全運行和維修人員的人身安全。 3）防逆流裝置 防逆流裝置的主要功能是在光伏發(fā)電系統產(chǎn)生的電能超過(guò)用戶(hù)自身消耗時(shí)，防止多余的電能逆流進(jìn)入公共電網(wǎng)。當裝置檢測到電網(wǎng)電壓低于光伏系統電壓時(shí)，會(huì )立即啟動(dòng)，自動(dòng)切斷光伏系統與電網(wǎng)的連接，保證電網(wǎng)的穩定和安全。 調度數據網(wǎng)設備1）縱向加密裝置 縱向加密裝置通過(guò)采用先進(jìn)的加密技術(shù)，來(lái)確保信息在傳輸過(guò)程中的機密性和完整性。裝置通過(guò)將數據進(jìn)行加密處理，使得即使信息在傳輸過(guò)程中被截獲，未經(jīng)授權的第三方也無(wú)法解讀其中的內容。 2）正反向隔離裝置 正反向隔離裝置通過(guò)物理或邏輯手段將不同安全等級的網(wǎng)絡(luò )區域隔離開(kāi)來(lái)，有效防止了網(wǎng)絡(luò )間的直接通信，從而避免了潛在的信息泄露和攻擊。同時(shí)，裝置支持在兩個(gè)隔離的網(wǎng)絡(luò )區域之間進(jìn)行單向的、安全的數據交換，在數據傳遞過(guò)程中會(huì )對數據進(jìn)行簽名驗證、內容過(guò)濾、有效性檢查等處理，以抵御病毒、黑客等惡意攻擊，確保數據的合法性和安全性。 3）Ⅱ型網(wǎng)絡(luò )安全監測裝置 Ⅱ型網(wǎng)絡(luò )安全監測裝置搭配探針軟件能夠實(shí)時(shí)監測系統中的網(wǎng)絡(luò )流量和數據包，通過(guò)探針軟件的深度分析，識別和記錄潛在的網(wǎng)絡(luò )安全威脅和異常行為，及時(shí)發(fā)出警報并采取相應措施，從而有效防止網(wǎng)絡(luò )攻擊、數據泄露和系統故障，為系統的可靠運行提供堅強的網(wǎng)絡(luò )安全支撐。 視頻監控子系統視頻監控系統為維護電站的安全與有效運行提供了堅實(shí)保障。通過(guò)配置顯示器、硬盤(pán)錄像機、交換機等設備，接入分布在各地的攝像頭，可以實(shí)時(shí)監測電站周邊環(huán)境，防止非法入侵或破壞行為。 系統結構本項目致力于構建一個(gè)有效、智能的光伏電站管理體系，集成了一套先進(jìn)的分布式光伏監控系統Acrel-1000DP與光伏運維云平臺AcrelCloud-1200，系統結構采用分層分布式，分成站控層、通信層和設備層。 站控層負責對整個(gè)系統進(jìn)行集中管理和控制。操作員可以實(shí)時(shí)監控系統狀態(tài)，進(jìn)行數據分析與處理，從而實(shí)現對生產(chǎn)過(guò)程的智能調度與優(yōu)化。 通信層負責信息傳遞與數據交互，確保各個(gè)設備和系統組件之間能夠無(wú)縫連接和協(xié)同工作，此外，通信層還可以支持多種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，適應不同規模和需求的應用場(chǎng)景，保證系統的靈活性和可擴展性。 圖4.1系統拓撲圖 項目配置設備清單如下表所示： 表4.1 方案設備列表 現場(chǎng)圖片 系統功能綜合看板 在分布式光伏電站的管理與運營(yíng)中，集成了發(fā)電功率監測、裝機容量記錄、發(fā)電量統計及光伏收益計算等核心功能的綜合看板非常有必要，可以幫助管理人員整體掌握電站的運行狀況，同時(shí)，通過(guò)數據可視化，用戶(hù)能夠看到清晰的環(huán)保效益展示。 圖6.1 云平臺綜合看板 運維管理運維管理其核心在于有效、規范地處理各種運維任務(wù)，涵蓋了任務(wù)發(fā)布、記錄與閉環(huán)等多個(gè)環(huán)節，同時(shí)平臺支持運維事件打分功能。 操作票管理也是運維管理的重要環(huán)節，系統能夠對操作票的創(chuàng )建、審批和執行進(jìn)行整體管理，確保每個(gè)操作都有據可依，提高整體運維效率。 圖6.2 運維管理界面 光伏發(fā)電功率預測：系統統通過(guò)傳感器、監測設備采集光伏電站的實(shí)時(shí)數據，包括光照強度、溫度、風(fēng)速等氣象信息，結合歷史發(fā)電數據，利用先進(jìn)的算法和模型對光伏發(fā)電系統輸出功率進(jìn)行預測。光功率預測的準確性對電力調度、能源管理以及電網(wǎng)的穩定性至關(guān)重要，能夠幫助電力公司優(yōu)化能源分配、減少棄光現象，并提高可再生能源的利用效率。 圖6.3 光伏功率預測界面 電能質(zhì)量在線(xiàn)監測系統可以對整個(gè)供電系統的電能質(zhì)量包括穩態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續監測，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現和消除供電不穩定因素。在供電系統主界面上應能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監測點(diǎn)的監測裝置通信狀態(tài)、各監測點(diǎn)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6.4 電能質(zhì)量諧波數據監測界面 結語(yǔ)在屋頂光伏發(fā)電項目中，分布式光伏監控系統可以實(shí)現能源資源的有效整合。系統通過(guò)對分散的光伏發(fā)電設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，不僅能夠收集和分析各個(gè)發(fā)電單元的運行數據，還能將這些信息匯總上傳云平臺，為用戶(hù)提供整體的電能管理解決方案。配套光功率預測軟件，系統采用了先進(jìn)的數據分析技術(shù)，能夠實(shí)時(shí)掌握光照變化、設備狀態(tài)及發(fā)電效率，從而生成準確的光功率預測信息，幫助用戶(hù)更科學(xué)地規劃光伏發(fā)電與用電策略，實(shí)現經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏(yíng)。 參考文獻 [1] 黃立場(chǎng),葉秉森.并網(wǎng)光伏電站的繼電保護和安全自動(dòng)裝置配置探析[J].電子測試,2017(9X):2.DOI:10.3969/ j.issn.1000-8519.2017.18.037. 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