安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)助力宜賓高新區(qū)和光同程一期屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目

安科瑞 丁佳雯

摘要：分布式光伏作為可再生能源的關(guān)鍵形式，具備依場(chǎng)地定制、充分利用空間、減少傳統(tǒng)化石燃料依賴、降低溫室氣體排放及改善環(huán)境質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)。在政策與市場(chǎng)雙重驅(qū)動(dòng)下，伴隨技術(shù)創(chuàng)新，光伏組件效率提升，安裝和維護(hù)成本降低，眾多企業(yè)通過安裝光伏發(fā)電設(shè)施，在降低能源成本的同時(shí)提升綠色形象與社會(huì)責(zé)任感。本文詳細(xì)介紹安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)及光功率預(yù)測(cè)軟件在和光同程一期屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目中的應(yīng)用方案，鑒于項(xiàng)目涉及數(shù)據(jù)調(diào)度上傳，配備縱向加密和正反向隔離等裝置保障數(shù)據(jù)安全，防范網(wǎng)絡(luò)攻擊與數(shù)據(jù)泄露。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；光功率預(yù)測(cè)；調(diào)度上傳

一、項(xiàng)目概述

和光同程光伏科技（宜賓）有限公司于2023年3月在四川省宜賓市敘州區(qū)成立，占地926畝，專注晶硅太陽(yáng)能電池制造、生產(chǎn)與銷售。

宜賓高新區(qū)和光同程一期屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“本項(xiàng)目”）利用和光同程一期電池生產(chǎn)車間屋頂建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，總裝機(jī)容量達(dá) 19.9MWp（直流側(cè)19.9MWp，交流側(cè)升壓變?nèi)萘亢嫌?jì)20MVA）。項(xiàng)目共布置4個(gè)分布式光伏電站，各電站直流側(cè)裝機(jī)4.975MWp，交流側(cè)升壓變壓器容量為2×2.5MVA，且在每個(gè)電站分別新建一回10kV線路接入和光同程廠區(qū)內(nèi)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，最終經(jīng)同程 220kV專用站接入公網(wǎng)。

因各配電室距離較遠(yuǎn)，本項(xiàng)目采用光纖組網(wǎng)。在4個(gè)分布式光伏電站側(cè)分別部署安全自動(dòng)裝置屏；Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)部署于S2-配電室1中，并搭配一套光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，用于預(yù)測(cè)光伏發(fā)電量、響應(yīng)調(diào)度調(diào)控，同時(shí)配置一臺(tái)云平臺(tái)網(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)上傳至AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)，便于用戶開展日常光伏電站運(yùn)維管理工作；調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)屏安裝在220KV電站通訊室，新建光伏的數(shù)據(jù)借助220kV變電站原有光傳輸設(shè)備接入調(diào)度系統(tǒng)，本項(xiàng)目?jī)H配置調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備。

二、分布式光伏

本項(xiàng)目電量消納方式為“自發(fā)自用”，預(yù)計(jì)年均發(fā)電總量約1495萬kwh，年平均利用小時(shí)數(shù)達(dá)752h。每個(gè)光伏電站設(shè)置兩臺(tái)箱變，經(jīng)升壓變就地升壓為10kV，集中匯流至就近10kV光伏開關(guān)站，接入既有配電房10kV母線后供全站使用。光伏組件采用平鋪設(shè)計(jì)，總計(jì)使用35840塊組件組成2240個(gè)組串，每16路組串接至1臺(tái)光伏逆變器，共配置逆變器140臺(tái)、2.5MVA變壓器8臺(tái)，總?cè)萘繛?0MVA，單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)容量為5MVA。

三、技術(shù)方案

本項(xiàng)目運(yùn)用Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)搭配光功率預(yù)測(cè)軟件，同時(shí)配置 AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)光伏發(fā)電站的全面掌控與優(yōu)化。

在分布式光伏電站側(cè)分別配置防孤島保護(hù)裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、防逆流保護(hù)裝置等安全自動(dòng)裝置；在220KV電站配置1套調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)接入設(shè)備及其配套的二次系統(tǒng)安全防護(hù)裝置；鑒于光伏電站自發(fā)自用不上網(wǎng)，故不設(shè)置貿(mào)易關(guān)口點(diǎn)，而是在4個(gè)分布式光伏電站10kV并網(wǎng)開關(guān)用戶側(cè)分別設(shè)置發(fā)電量計(jì)量，并配置電能量采集終端4套，電能量數(shù)據(jù)接入國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力用戶用電信息采集系統(tǒng)。

（一）安全自動(dòng)裝置

1. 頻率電壓緊急控制裝置

該裝置能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的頻率和電壓情況。一旦檢測(cè)到頻率和電壓超出設(shè)定范圍的異常狀況，會(huì)即刻啟動(dòng)控制策略，通過諸如調(diào)整發(fā)電機(jī)出力、切除部分負(fù)荷或投入補(bǔ)償設(shè)備等方式，迅速使電網(wǎng)的頻率和電壓恢復(fù)至正常水平，有力確保電力供應(yīng)的連續(xù)性與可靠性。

2. 防孤島裝置

在電網(wǎng)失電時(shí)，若分布式電源未能及時(shí)與電網(wǎng)斷開連接，便會(huì)形成孤島狀態(tài)。這種狀態(tài)易引發(fā)分布式電源不可控、電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)電壓和頻率不匹配等諸多問題，甚至可能致使電力工作人員在不知情的情況下進(jìn)行危險(xiǎn)操作。防孤島裝置通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，一旦察覺到電網(wǎng)斷電，能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接，切實(shí)保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行以及維修人員的人身安全。

3. 防逆流裝置

防逆流裝置的核心功能在于，當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能超出用戶自身消耗時(shí)，可有效防止多余電能逆流進(jìn)入公共電網(wǎng)。具體而言，當(dāng)裝置檢測(cè)到電網(wǎng)電壓低于光伏系統(tǒng)電壓時(shí)，會(huì)立即啟動(dòng)，自動(dòng)切斷光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，以此保證電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。

（二）調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備

1. 縱向加密裝置

縱向加密裝置運(yùn)用加密技術(shù)，保障信息在傳輸過程中的機(jī)密性與完整性。它會(huì)將數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，如此一來，即便信息在傳輸途中被截獲，未經(jīng)授權(quán)的第三方也無法解讀其中內(nèi)容，從而確保數(shù)據(jù)安全。

2. 正反向隔離裝置

正反向隔離裝置借助物理或邏輯手段，把不同安全等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域隔離開，有效杜絕網(wǎng)絡(luò)間的直接通信，進(jìn)而避免潛在的信息泄露與攻擊。并且，該裝置支持在兩個(gè)隔離的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間進(jìn)行單向的、安全的數(shù)據(jù)交換，在數(shù)據(jù)傳遞過程中會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名驗(yàn)證、內(nèi)容過濾、有效性檢查等處理，以此抵御病毒、黑客等惡意攻擊，保障數(shù)據(jù)的合法性與安全性。

3.Ⅱ型網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)裝置

Ⅱ型網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)裝置搭配探針軟件，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)流量和數(shù)據(jù)包。通過探針軟件的深度分析，能夠識(shí)別并記錄潛在的網(wǎng)絡(luò)安全威脅與異常行為，及時(shí)發(fā)出警報(bào)并采取相應(yīng)措施，有效防止網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)泄露以及系統(tǒng)故障，為系統(tǒng)的可靠運(yùn)行筑牢堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)安全防線。

（三）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)為維護(hù)電站的安全與運(yùn)行提供了有力保障。通過配置顯示器、硬盤錄像機(jī)、交換機(jī)等設(shè)備，接入分布在各處的攝像頭，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電站周邊環(huán)境，及時(shí)察覺并防范非法入侵或破壞行為的發(fā)生。

四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目旨在構(gòu)建一個(gè)智能的光伏電站管理體系，集成分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-1000DP與光伏運(yùn)維云平臺(tái)AcrelCloud-1200，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式，具體分為站控層、通信層和設(shè)備層。

站控層承擔(dān)著對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制的重任。操作員借助站控層，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，開展數(shù)據(jù)分析與處理工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的智能調(diào)度與優(yōu)化。

通信層負(fù)責(zé)信息傳遞與數(shù)據(jù)交互，保障各個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)組件之間實(shí)現(xiàn)無縫連接與協(xié)同工作。此外，通信層還支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)不同規(guī)模及需求的應(yīng)用場(chǎng)景，確保系統(tǒng)具備良好的靈活性和可擴(kuò)展性。

設(shè)備層涵蓋了各類傳感器、執(zhí)行器和控制器等硬件設(shè)備。這些設(shè)備負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并執(zhí)行控制指令，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的關(guān)鍵所在，為整個(gè)光伏電站的平穩(wěn)運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

項(xiàng)目配置設(shè)備清單如下表所示：

五、現(xiàn)場(chǎng)圖片

六、結(jié)語

在屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目中，分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)能源資源的有效整合。系統(tǒng)通過對(duì)分散的光伏發(fā)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能夠收集和分析各個(gè)發(fā)電單元的運(yùn)行數(shù)據(jù)，還能將這些信息匯總上傳云平臺(tái)，為用戶提供電能管理解決方案。配套光功率預(yù)測(cè)軟件，系統(tǒng)采用了數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)掌握光照變化、設(shè)備狀態(tài)及發(fā)電效率，從而生成光功率預(yù)測(cè)信息，幫助用戶更科學(xué)地規(guī)劃光伏發(fā)電與用電策略，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙贏。