摘 要：分布式光伏發電利用太陽能光伏板，分散布置在各區域，通過小規模、模塊化并網或獨立使用。其特點為就近發電、并網、轉換和使用。技術進步和政策支持降低了光伏組件成本，推動了分布式光伏監控系統在多個領域的廣泛應用。在全球能源轉型的背景下，提升能源利用效率和優化管理流程成為新能源科技公司的迫切需求。本文介紹了安科瑞分布式光伏監控系統在鄂托克旗巴音烏蘇六保煤礦5MW項目中的應用，展示了針對分布式光伏發電站的整體方案。

0項目概述

鄂托克旗巴音烏蘇六保煤礦5MW分布式光伏項目位于內蒙古鄂爾多斯市六保煤礦排土場，接入客戶內部電網，選擇自發自用、余電上網。項目利用閑置排土場安裝光伏組件，總面積約4.6萬平方米，實際安裝容量4.9995MWp。光伏組件經逆變器轉換后，接至箱變低壓開關柜，升壓后匯入電纜分支箱，送至10KV升壓站并網。項目打造高效智能分布式光伏監控系統，通訊管理機實現高效通信與遠程監控，Acrel-1000DP軟件分析數據，繼電保護裝置確保安全，電能質量在線監測裝置監測電網情況，遠動上傳設備完成數據無線安全上送。

1分布式光伏設計

本項目光伏接入鄂托克旗東辰匯通礦業10kV配電室，進線電源為110kV盤山變913備用線。采用單晶硅組件550Wp共9090片，逆變器13臺，變壓器2臺，總容量5000kVA。1#箱變光伏系統裝機22688.4KWp，4888塊組件組成188組串，每25/27/28路組串接至1臺逆變器，共7臺；2#箱變光伏系統裝機2311.1KWp，4202塊組件組成159組串，每26/27/28路組串接至1臺逆變器，共6臺。

圖1 光伏接入系統示意圖

圖2 1#箱變光伏發電子系統圖

圖3 2#箱變光伏發電子系統圖

圖4 光伏組件布置圖

2技術方案

本項目建設分布式光伏系統，采用自發自用、余電上網模式。光伏發電經逆變器、箱變升壓至10kV并入電網。新建10kV配電部分包括光伏進線柜、并網柜、計量柜及PT柜二次線。項目以Acrel-1000DP為核心，結合先進設備和技術，構建集成化綜合監控系統，含組屏、繼保裝置、電能監測、通訊管理機、遠動設備及煙霧傳感器。系統監控光伏運行狀態和效率，實時監測發電線路并保護，降低故障損失。電能監測裝置記錄電壓波動、諧波等。煙霧傳感器監測火災威脅并上傳報警信息。

2.1二次電氣設備

1）線路保護裝置

線路保護裝置的核心功能在于保障電氣設備的安全運行。該裝置持續監控電流、電壓等關鍵電氣參數，一旦偵測到任何異常情況，例如過載、短路或接地故障，線路保護裝置將立即切斷電源，有效預防設備損壞及火災風險。

2）防孤島裝置

防孤島裝置防止電網故障時光伏發電站與主電網隔離，形成孤島現象，引發安全隱患。它通過監測電網狀態，檢測電流、電壓、頻率等參數，發現異常時迅速切斷連接，確保電力系統安全穩定。裝置還具備自恢復功能，故障排除后自動恢復連接，保障電力供應連續。為光伏并網提供更安全環境。

3）電能質量在線監測裝置

電能質量在線監測裝置實時監測和分析電力系統中的電能質量。它精確測量和記錄電壓、電流、頻率、諧波等參數，識別電壓波動、諧波污染及瞬態電壓等問題，為電力用戶提供改進建議。

2.2運動通訊設備

1）對時裝置

GPS與北斗導航系統提供高精度時間信號，助力設備協調同步，降低時間誤差故障風險，便于問題精確定位分析。

2）縱向加密裝置

縱向加密裝置增強數據上傳安全性。采用先進加密技術，保護電力數據傳輸安全，防止數據被篡改或竊取。。

3）遠動通訊管理機

遠動通訊管理機是監控和控制遠程設備的設備，主要功能為數據采集、實時監測、故障報警和遠程控制。它能實時獲取設備狀態和環境參數，通過多通訊協議與系統交互，實現遠程管理和故障診斷。

3系統結構

該系統為分層分布式結構，包括站控層、通信管理層和間隔層。間隔層在站控層、通信管理層及網絡失效時仍能獨立完成監測和斷路器控制。

站控層設備負責集中監控，包括主機、打印機等。

通信管理層負責與間隔層通訊并采集數據，通訊管理機為中心，采用與保護裝置同品牌設備。

間隔層配置繼電保護裝置，具備測控、保護及通訊功能，可安裝在開關柜或組屏，通過開放型總線式標準通訊網絡進行信息交換和指令執行。

圖5系統網絡示意圖

項目配置設備清單如下表所示：

表1 方案設備列表

現場圖片

4系統功能

光伏監測

系統實時采集光伏電站關鍵數據，監控其運行。通過分析處理，系統提供實時評估和故障診斷，確保最優運行狀態。同時支持遠程調度與維護，提升管理效率和安全性能。

圖5.1 光伏監控界面

電能質量在線監測

系統可持續監測供電系統電能質量，包括穩態和暫態狀態，幫助管理人員實時掌握情況，及時發現并消除不穩定因素。主界面應實時顯示監測點通信狀態、電壓總畸變率、三相電壓不平衡度及正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度及正序/負序/零序電流值。

圖5.2 電能質量穩態數據監測界面

逆變器監測

逆變器數據監測是光伏監控系統核心，收集、分析逆變器運行數據，如電壓、電流、功率和溫度，保障系統穩定與最優性能。監測可及時發現異常，進行故障診斷與維護，提升系統效率與可靠性。

圖5.3 逆變器監測界面

5結語

隨著物聯網技術的不斷進步，眾多智能監控解決方案正被廣泛引入分布式光伏發電領域，促進了該領域向更高效率和智能化的轉型。Acrel-1000DP分布式光伏監控系統通過實時采集、分析和處理光伏發電站的數據，實現了對整個發電流程的精確監控與管理。這不僅確保了發電系統的安全、穩定和高效運作，而且該系統還擁有卓越的數據分析能力，能夠為運營維護提供堅實的數據支持，進一步優化光伏發電的整體性能。這些優勢不僅提高了光伏發電的經濟收益，而且為可再生能源的普及和應用打下了堅實的基礎。

參考文獻

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