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。在政策與市場雙重驅(qū)動下，伴隨技術(shù)創(chuàng)新，光伏組件效率提升，安裝和維護成本降低，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提升綠色形象與社會責任感。本文詳細介紹安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)及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，鑒于項目涉及數(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)絡攻擊與數(shù)據(jù)泄露。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；光功率預測；調(diào)度上傳

一、項目概述

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)電項目（以下簡稱“本項目”）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)電項目，總裝機容量達 19.9MWp（直流側(cè)19.9MWp，交流側(cè)升壓變?nèi)萘亢嫌?0MVA）。項目共布置4個分布式光伏電站，各電站直流側(cè)裝機4.975MWp，交流側(cè)升壓變壓器容量為2×2.5MVA，且在每個電站分別新建一回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，本項目采用光纖組網(wǎng)。在4個分布式光伏電站側(cè)分別部署安全自動裝置屏；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測系統(tǒng)，用于預測光伏發(fā)電量、響應調(diào)度調(diào)控，同時配置一臺云平臺網(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)上傳至AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺，便于用戶開展日常光伏電站運維管理工作；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)，本項目僅配置調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備。

二、分布式光伏

本項目電量消納方式為“自發(fā)自用”，預計年均發(fā)電總量約1495萬kwh，年平均利用小時數(shù)達752h。每個光伏電站設(shè)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，總計使用35840塊組件組成2240個組串，每16路組串接至1臺光伏逆變器，共配置逆變器140臺、2.5MVA變壓器8臺，總?cè)萘繛?0MVA，單個并網(wǎng)點容量為5MVA。

三、技術(shù)方案

本項目運用Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)搭配光功率預測軟件，同時配置 AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺，以此實現(xiàn)對整個光伏發(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裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、防逆流保護裝置等安全自動裝置；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，而是在4個分布式光伏電站10kV并網(wǎng)開關(guān)用戶側(cè)分別設(shè)置發(fā)電量計量，并配置電能量采集終端4套，電能量數(shù)據(jù)接入國網(wǎng)四川省電力公司電力用戶用電信息采集系統(tǒng)。

（一）安全自動裝置

1. 頻率電壓緊急控制裝置

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

2. 防孤島裝置

在電網(wǎng)失電時，若分布式電源未能及時與電網(wǎng)斷開連接，便會形成孤島狀態(tài)。這種狀態(tài)易引發(fā)分布式電源不可控、電網(wǎng)恢復時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行危險操作。防孤島裝置通過實時監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)，一旦察覺到電網(wǎng)斷電，能在規(guī)定時間內(nèi)迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接，切實保障電網(wǎng)的安全運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，當光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能超出用戶自身消耗時，可有效防止多余電能逆流進入公共電網(wǎng)。具體而言，當裝置檢測到電網(wǎng)電壓低于光伏系統(tǒng)電壓時，會立即啟動，自動切斷光伏系統(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

縱向加密裝置運用加密技術(shù)，保障信息在傳輸過程中的機密性與完整性。它會將數(shù)據(jù)進行加密處理，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，把不同安全等級的網(wǎng)絡區(qū)域隔離開，有效杜絕網(wǎng)絡間的直接通信，進而避免潛在的信息泄露與攻擊。并且，該裝置支持在兩個隔離的網(wǎng)絡區(qū)域之間進行單向的、安全的數(shù)據(jù)交換，在數(shù)據(jù)傳遞過程中會對數(shù)據(jù)進行簽名驗證、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)絡安全監(jiān)測裝置

Ⅱ型網(wǎng)絡安全監(jiān)測裝置搭配探針軟件，可實時監(jiān)測系統(tǒng)中的網(wǎng)絡流量和數(shù)據(jù)包。通過探針軟件的深度分析，能夠識別并記錄潛在的網(wǎng)絡安全威脅與異常行為，及時發(fā)出警報并采取相應措施，有效防止網(wǎng)絡攻擊、數(shù)據(jù)泄露以及系統(tǒng)故障，為系統(tǒng)的可靠運行筑牢堅實的網(wǎng)絡安全防線。

（三）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)為維護電站的安全與運行提供了有力保障。通過配置顯示器、硬盤錄像機、交換機等設(shè)備，接入分布在各處的攝像頭，可實時監(jiān)測電站周邊環(huán)境，及時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)

本項目旨在構(gòu)建一個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與光伏運維云平臺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。

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

通信層負責信息傳遞與數(shù)據(jù)交互，保障各個設(shè)備和系統(tǒng)組件之間實現(xiàn)無縫連接與協(xié)同工作。此外，通信層還支持多種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，可適應不同規(guī)模及需求的應用場景，確保系統(tǒng)具備良好的靈活性和可擴展性。

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)備負責采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并執(zhí)行控制指令，是實現(xiàn)自動化操作的關(guān)鍵所在，為整個光伏電站的平穩(wěn)運行奠定了堅實基礎(chǔ)。

項目配置設(shè)備清單如下表所示：

五、現(xiàn)場圖片

六、結(jié)語

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