養(yǎng)殖場(chǎng)分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

時(shí)間：2024-12-26作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：176

一. 分布式光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)

紅華養(yǎng)豬場(chǎng)在養(yǎng)殖棚屋面建設(shè)分布式光伏電站，組件采用平鋪設(shè)計(jì)，共使用單晶硅單面單玻545Wp組件10108片，每28片組件為一串，采用16臺(tái)250kW逆變器，根據(jù)屋情況布置太陽(yáng)能電池板，所發(fā)直流電由逆變器逆變成交流800V，接入箱變升壓至10kV并入電網(wǎng)，并網(wǎng)形式為自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。



圖1 紅華養(yǎng)豬場(chǎng)光伏接入系統(tǒng)示意圖

二.案例介紹
紅華肉牛繁育場(chǎng)區(qū)采用550W單晶硅組件，安裝50kW組串逆變器1臺(tái),70kW組串逆變器13臺(tái)，100kW組串逆變器3臺(tái)，110kW組串逆變器1臺(tái),整體光伏發(fā)電量1.39MW。項(xiàng)目不設(shè)置匯流箱，所有逆變器出線回路均接入升壓變，設(shè)置1座10kV箱式變壓器1600kVA，采用10kV電壓等級(jí)并網(wǎng)。

海南農(nóng)墾集團(tuán)其前身是與海南省農(nóng)墾總局實(shí)行政企合一的海南省農(nóng)墾總公司，屬直屬三大墾區(qū)之一。該集團(tuán)在海南有多個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)，本次工程涉及到紅華養(yǎng)豬場(chǎng)、紅華肉牛繁育場(chǎng)、白沙縣邦溪鎮(zhèn)和牛產(chǎn)業(yè)扶貧養(yǎng)殖場(chǎng)等多個(gè)項(xiàng)目，通過(guò)在廠房屋鋪設(shè)分布式光伏，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。

紅華養(yǎng)豬場(chǎng)、紅華肉牛繁育場(chǎng)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目均處于海南省臨高縣，實(shí)際裝機(jī)容量分別為5.5MW和1.39MW；白沙縣邦溪鎮(zhèn)和牛產(chǎn)業(yè)扶貧養(yǎng)殖場(chǎng)位于海南省白沙黎族自治縣，總建設(shè)規(guī)模為1.45MW。養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)光伏組件安裝在廠房屋，經(jīng)逆變后接入箱變升壓至10kV，再接入廠區(qū)內(nèi)原有用戶10kV母線；

本文主要針對(duì)紅華養(yǎng)豬場(chǎng)和紅華肉牛繁育場(chǎng)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目介紹光伏電站的電氣二次配置方案，包括保護(hù)站內(nèi)發(fā)電運(yùn)行的自動(dòng)裝置屏、完成調(diào)度上傳的遠(yuǎn)動(dòng)通訊屏，以及就地部署的Acrel-1000DP分布式光伏系統(tǒng)。

1. 技術(shù)方案
1.1. 箱變內(nèi)主要電氣設(shè)備
1.2. 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置
1.3. 運(yùn)動(dòng)通訊設(shè)備
2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

安裝位置	型號(hào)	數(shù)量	功能
光伏二次艙 監(jiān)控屏主機(jī)屏（1面）	Acrel-1000DP 分布式光伏監(jiān)控主機(jī)	1	具有保護(hù)、控制、通信、測(cè)量等功能，可實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)站的全功能綜合自動(dòng)化管理
	AcrelCloud-1200 分布式光伏監(jiān)控云平臺(tái)	1	B/S架構(gòu)，支持多平臺(tái)、多終端網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)； 方便運(yùn)維、設(shè)備信息管理
光伏二次艙 遠(yuǎn)動(dòng)通信屏 (1面)	ATS1200GB裝置	1	GPS與BD雙時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為站內(nèi)設(shè)備、系統(tǒng)提供對(duì)時(shí)功能。
	ANet-2E8S1	1	光伏電站內(nèi)數(shù)據(jù)采集及上傳本地平臺(tái)
	ANet-2E8S1	2	光伏電站內(nèi)數(shù)據(jù)匯總及上傳調(diào)度
	Anet-2E4SM + Anet-M4G	1	建立無(wú)線通道，將數(shù)據(jù)上傳至天樞云平臺(tái)
	縱向加密認(rèn)證裝置	2	用于電力控制系統(tǒng)區(qū)I/II的廣域網(wǎng)邊界保護(hù)，為網(wǎng)關(guān)機(jī)之間的廣域網(wǎng)通信提供具有、與加密功能的，實(shí)現(xiàn)的機(jī)密性、完整性保護(hù)
	S1224F交換機(jī)	1	站內(nèi)通信組網(wǎng)
光伏二次艙 自動(dòng)裝置屏 （1面）	AM6-A1故障解列裝置	1	適用于負(fù)荷側(cè)或小電源側(cè)的故障解列
	AM5SE-IS防孤島保護(hù)	1	當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時(shí)，可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本地與電網(wǎng)側(cè)脫離，保證電站和相關(guān)因?yàn)槿藛T
光伏二次艙 公用測(cè)控屏 （1面）	APView500 電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置	1	采集監(jiān)測(cè)諧波分析、電壓暫升/暫降/中斷、閃變監(jiān)測(cè)、電壓不平衡度、事件記錄、測(cè)量控制
	AM5SE-K公用測(cè)控裝置	1	采集站內(nèi)二次設(shè)備的異常信號(hào)

3. 系統(tǒng)功能
3.1. 綜合看板
3.2. 分布式光伏電站運(yùn)維管理
3.3. 光伏發(fā)電效率監(jiān)測(cè)




 

圖4.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖


項(xiàng)目配置設(shè)備清單如下表所示：

表4.1方案設(shè)備列表

在分布式光伏電站的管理與運(yùn)營(yíng)中，需要一個(gè)、直觀的綜合看板，該看板集成了發(fā)電功率監(jiān)測(cè)、裝機(jī)容量記錄、發(fā)電量統(tǒng)計(jì)以及光伏收益計(jì)算等功能，同時(shí)特別了對(duì)環(huán)保貢獻(xiàn)的量化評(píng)估，包括計(jì)算二氧化碳減排量和節(jié)約的噸標(biāo)煤量。

 

圖5.1 綜合看板界面

分布式光伏運(yùn)維平臺(tái)的報(bào)警處理分事故報(bào)警和預(yù)告報(bào)警。前者包括非操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)，后者包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量越限/復(fù)限、計(jì)算機(jī)站控系統(tǒng)的各個(gè)部件、就地單元的狀態(tài)異常等，針對(duì)不同等級(jí)的報(bào)警，處理方式有所區(qū)別，預(yù)告報(bào)警會(huì)有選擇地向遠(yuǎn)方發(fā)送。

平臺(tái)提供設(shè)備管理模塊，允許運(yùn)維人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程配置、參數(shù)調(diào)整、軟件升級(jí)等操作，這些功能可以大幅提高運(yùn)維效率，降低現(xiàn)場(chǎng)操作成本。平臺(tái)靈活的配置選項(xiàng)，允許用戶根據(jù)自己的需求對(duì)平臺(tái)進(jìn)行定制和擴(kuò)展。

 

圖5.2 設(shè)備管理界面

平臺(tái)集成了多項(xiàng)關(guān)鍵功能，來(lái)和提升電站的運(yùn)營(yíng)效能與經(jīng)濟(jì)效益?；谄鋸?qiáng)大的數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)能力，可以計(jì)算電站的年利用小時(shí)數(shù)，能夠客觀評(píng)估電站的發(fā)電效率和使用效率，為運(yùn)維團(tuán)隊(duì)提供改進(jìn)方向。同時(shí)，電站收益統(tǒng)計(jì)功能則根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)和電價(jià)政策等因素，自動(dòng)計(jì)算出電站的年度、季度或月度收益情況，為投資者和管理層提供直觀、準(zhǔn)確的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)支持，助力決策與優(yōu)化。

逆變器負(fù)責(zé)將光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并送入電網(wǎng)，其工作狀態(tài)直接影響到電站的發(fā)電效率和穩(wěn)定性。所以平臺(tái)提供逆變器狀態(tài)查詢功能，通過(guò)實(shí)時(shí)查詢逆變器的工作狀態(tài)、轉(zhuǎn)換效率及故障信息，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決逆變器的問(wèn)題，確保電站的發(fā)電效率和穩(wěn)定性得到。

 

圖5.3 發(fā)電站監(jiān)測(cè)界面

分布式光伏發(fā)電作為分布式能源之一，在我國(guó)實(shí)踐中通常包括戶用光伏、工商業(yè)分布式光伏，而在畜牧業(yè)中應(yīng)用分布式光伏發(fā)電，可以做到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益“雙豐收”，同時(shí)也可以大促進(jìn)碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為構(gòu)建、智能、可持續(xù)的現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)提供了強(qiáng)有力的支持。本文介紹了畜牧業(yè)中分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)與光伏運(yùn)維平臺(tái)相結(jié)合的方案，通過(guò)集成數(shù)據(jù)采集、、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理分析以及遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備管理等功能，顯著提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和性，降低了運(yùn)維成本。

以紅華養(yǎng)豬場(chǎng)分布式光伏項(xiàng)目為例（以下簡(jiǎn)稱“本項(xiàng)目”），本項(xiàng)目利用屋建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，所發(fā)電量采用就地消納，自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的模式，光伏發(fā)電經(jīng)逆變器、箱變升壓至10kV，并網(wǎng)接入10kV電網(wǎng)原有線路。

為確保光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、穩(wěn)定、地運(yùn)行，并順利并入電網(wǎng)，我們配置了繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)通訊屏和就地部署的Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)與AcrelCloud-1200光伏運(yùn)維云平臺(tái)。

本項(xiàng)目箱變均配備干式三相雙繞組低損耗無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，容量為2500kVA，電壓等級(jí)為10±5%/0.4kV，接線組別為“D，yn11”，交流頻率為50Hz，可以戶外使用，能效等級(jí)滿足國(guó)家規(guī)范要求。

高壓側(cè)包含進(jìn)線柜、PT柜，計(jì)量柜，出線柜，高壓配電室要求門(mén)加裝電磁鎖，當(dāng)10kV側(cè)帶電時(shí)高壓室內(nèi)門(mén)不能打開(kāi)；低壓側(cè)與逆變器連接。箱變內(nèi)采用溫濕度監(jiān)控器，能測(cè)量箱變內(nèi)部環(huán)境溫度，輸出環(huán)境溫度測(cè)控接點(diǎn)，以滿足變壓器溫度合理運(yùn)行故障報(bào)警跳閘要求及箱變內(nèi)部正常運(yùn)行要求。

本項(xiàng)目致力于構(gòu)建一個(gè)、智能的光伏電站管理體系，集成了一套的分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-1000DP與光伏運(yùn)維云平臺(tái)AcrelCloud-1200，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)光伏發(fā)電站的掌控與優(yōu)化，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為分層、分布式，整體可分為三層：

層：站控層。在值班室設(shè)置操作員站，采用C/S架構(gòu)分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，配置工控機(jī)和管理軟件，工控機(jī)主要完成對(duì)光伏電站的數(shù)據(jù)集抄和界面顯示功能；同時(shí)配置光伏運(yùn)維云平臺(tái)，采用B/S架構(gòu)，支持多平臺(tái)、多終端網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，形成了全站監(jiān)控、管理，并具備與遠(yuǎn)方控制通信的接口。

二層：通信層。通訊管理機(jī)以相對(duì)立的方式分散在逆變器區(qū)域或箱變中，將整理分析采集到的數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者4G上傳至光伏服務(wù)器和系統(tǒng)，確保在站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能立完成就地各電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)。

三層：設(shè)備層。主要包括微機(jī)保護(hù)、防孤島保護(hù)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、故障解列裝置、多功能儀表、逆變器、箱變測(cè)控等設(shè)備?？梢灾苯硬杉幚憩F(xiàn)場(chǎng)的原始數(shù)據(jù)，通過(guò)通信層傳送給站控層，同時(shí)接收站控層發(fā)來(lái)的控制操作命令，經(jīng)過(guò)有效性判斷、閉鎖檢測(cè)、同步檢測(cè)等，后對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作控制。


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