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江蘇安科瑞電器制造有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第5年

18761509873

系統(tǒng)解決方案
馬達(dá)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng) 碳資產(chǎn)管理平臺(tái) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng) EIOT物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái) 電能管理系統(tǒng) 配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) 船舶岸電收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái) 企業(yè)能源管控平臺(tái) 重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控管理系統(tǒng) 電能質(zhì)量分析與治理系統(tǒng) IT配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 微電網(wǎng)能量管理控制系統(tǒng) 變電站監(jiān)控管理系統(tǒng) 充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái) 電瓶車充電樁收費(fèi)云平臺(tái) 公交站安全用電云平臺(tái) 基站智慧用電管理云平臺(tái) 路燈安全用電云平臺(tái) 智慧消防云平臺(tái) 銀行業(yè)安全用電云平臺(tái) 安全用電管理云平臺(tái) 遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管控系統(tǒng) 環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái) 電力監(jiān)控系統(tǒng) 變電所運(yùn)維云平臺(tái)
電力監(jiān)控與保護(hù)
電能管理
數(shù)據(jù)中心/鐵塔基站
電氣安全
新能源
智能網(wǎng)關(guān)
電能質(zhì)量治理
電量傳感器
數(shù)采儀
智能照明

分布式光伏電站運(yùn)維管理策略 —— 以荊門新眾和紡織項(xiàng)目為例

時(shí)間:2025/7/16閱讀:43
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安科瑞 宣依依

摘 要:隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展和新能源技術(shù)的普及應(yīng)用,太陽能作為一種清潔能源已逐步成為社會(huì)生產(chǎn)生活的重要能源來源。分布式光伏電站憑借其建設(shè)投入少、空間需求小的優(yōu)勢(shì),在緩解電力供應(yīng)緊張方面發(fā)揮著重要作用,特別是在我國(guó)推進(jìn)節(jié)能減排和綠色發(fā)展的政策背景下,其發(fā)展勢(shì)頭尤為迅猛。然而,這類電站長(zhǎng)期處于戶外環(huán)境,運(yùn)行過程中更容易出現(xiàn)各類故障問題。由于其分布范圍廣、布局分散,缺乏統(tǒng)一的運(yùn)維管理體系,導(dǎo)致運(yùn)維工作面臨諸多挑戰(zhàn):效率低下、成本居高不下、操作難度大、經(jīng)濟(jì)效益不理想,這些因素都嚴(yán)重影響了運(yùn)維人員的積極性,使得運(yùn)維質(zhì)量難以得到有效保證,如何建立一套完善的運(yùn)維管理機(jī)制成為重中之重。


關(guān)鍵詞:新能源技術(shù);分布式光伏;運(yùn)維管理

一、概述

湖北荊門新眾和紡織等屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“本項(xiàng)目")是響應(yīng)國(guó)家“優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),提供更加清潔、可靠的能源"的號(hào)召,投資建設(shè)的分布式光伏發(fā)電應(yīng)用示范項(xiàng)目。

本項(xiàng)目位于湖北荊門銘然裝飾工程有限公司旁,利用現(xiàn)有廠房屋頂建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目,總建設(shè)規(guī)模約為8340kW。光伏發(fā)電組件位于荊門市東寶區(qū)新臺(tái)西路,通過用戶配電站接入公共電網(wǎng),屬于荊門市供電公司管理范圍。

本文首先應(yīng)對(duì)電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況;其次要科學(xué)規(guī)劃運(yùn)維調(diào)度方案,提升運(yùn)維效率和質(zhì)量,同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本。

分布式光伏電站運(yùn)維管理策略 —— 以荊門新眾和紡織項(xiàng)目為例

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)

二、現(xiàn)有電網(wǎng)情況

現(xiàn)有用戶配電站為10kV用戶變,站內(nèi)新建7臺(tái)10kV變壓器,變壓器容量為2000、1600、1250、2000、630、1250、1000kVA,光伏發(fā)電單元所發(fā)直流電通過逆變器逆變?yōu)榻涣麟姾蠼?jīng)7臺(tái)新建變壓器升壓至10kV通過10kV電纜T接至220kV變電站。目前該變電站已接入及在途分布式電源總?cè)萘繛?27.1MW,因此剩余可接入容量 52.71MW。滿足本期接入需求。

現(xiàn)有供電示意圖如下:

分布式光伏電站運(yùn)維管理策略 —— 以荊門新眾和紡織項(xiàng)目為例

 

用戶配電站現(xiàn)供電示意圖

三、技術(shù)方案

本項(xiàng)目通過2個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)上網(wǎng),2個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)的裝機(jī)容量分別為5.99MW、2.535MW(交流側(cè))由7個(gè)光伏發(fā)電單元構(gòu)成。該項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)模式為全額上網(wǎng)。利用廠房屋頂建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng),關(guān)鍵設(shè)備光伏組件、逆變器、變壓器等采用國(guó)內(nèi)zhi名產(chǎn)品。本項(xiàng)目光伏發(fā)電系統(tǒng)所輸出的直流電經(jīng)組串式逆變器轉(zhuǎn)換成交流電后,就地升壓至10KV,經(jīng)開關(guān)柜通過1回出線接入至廠區(qū)10KV進(jìn)線母線的用戶側(cè),實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。變電站近三年至小負(fù)荷平均-0.15MW,考慮主變 N-1 情況下,另一主變負(fù)載不超過80%,則該變電站可接入的分布式光伏容量為 179.81MW,目前該變電站已接入及在途分布式光伏容量共 127.1W,因此剩余可接入容量 52.71MW。滿足本期接入需求。光伏監(jiān)控系統(tǒng)按站控層、就地層、架構(gòu),通過通信管理機(jī)或協(xié)議轉(zhuǎn)換器對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備層的各種設(shè)備(逆變器、防孤島保護(hù)、故障解列裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置、直流屏等設(shè)備)信息進(jìn)行采集和處理,將處理好的數(shù)據(jù)上傳至SCADA系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置。遠(yuǎn)動(dòng)裝置數(shù)據(jù)經(jīng)縱向加密后通過4G/5G無線通信網(wǎng)將上傳至荊門供電公司配調(diào)。

1.升壓變壓器及高低壓配電設(shè)備

本項(xiàng)目配備7臺(tái)三相交流2000KVA的干式變壓器。額定電壓10.5±2×2.5%/0.38kV,接線組別為Dy11。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。

2.繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置

本光伏電站內(nèi)主要電氣設(shè)備采用微機(jī)保護(hù),以滿足信息上送。元件保護(hù)按照《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》(GB14285-2006)配置。

1)線路保護(hù)

本項(xiàng)目為10kV并網(wǎng),建議光伏開關(guān)站總出線開關(guān)建議光伏開關(guān)站總出線開關(guān)配置線路方向過流等保護(hù),包括三段可經(jīng)復(fù)壓和方向閉鎖的過流保護(hù),三段零序過流保護(hù)、過負(fù)荷并具備低周減載功能,以便線路發(fā)生故障時(shí)快速切除,避免事故范圍擴(kuò)大。

2)頻率電壓異常緊急控制裝置

本項(xiàng)目光伏并網(wǎng)點(diǎn)斷路器要求具備失壓跳閘功能,不設(shè)重合閘,可通過逆變器內(nèi)低壓保護(hù)與頻率保護(hù)實(shí)現(xiàn)解列,不配置獨(dú)立的安全自動(dòng)裝置。

3)防孤島檢測(cè)及安全自動(dòng)裝置

采用具備防孤島能力的逆變器,逆變器需要具備快速監(jiān)測(cè)孤島且監(jiān)測(cè)到孤島后立即斷開與電網(wǎng)連接的能力,其防孤島保護(hù)方案應(yīng)與繼電保護(hù)配置、頻率電壓異常緊急控制裝置配置和低電壓穿越相配合。

4)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

在公共連接點(diǎn)裝設(shè)滿足 GB/T 19862《電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備通用要求》標(biāo)準(zhǔn)要求的A 類電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置一套。監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量參數(shù),包括電壓、頻率、諧波、功率因數(shù)等,電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)至少保存一年。

3.系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

本項(xiàng)目為10kV電壓等級(jí)并網(wǎng),需通過獨(dú)立信息傳輸設(shè)備將光伏電站有功、無功、功率因數(shù)、逆變器數(shù)據(jù)、電量及開關(guān)、刀閘狀態(tài)量、功率調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)和功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)等信息上傳至調(diào)度端,場(chǎng)站應(yīng)配置AGC裝置,具備接收并自動(dòng)執(zhí)行有功功率控制指令的能力;需要具備一次調(diào)頻能力;10kV 發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)上報(bào)中期、短期和超短期功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

4.計(jì)量

本項(xiàng)目采用的運(yùn)營(yíng)模式為全額上網(wǎng),并網(wǎng)點(diǎn)共2個(gè),關(guān)口點(diǎn)共1個(gè),均設(shè)置在光伏出線處。本項(xiàng)目計(jì)量配置原則如下。

(1)在關(guān)口計(jì)量點(diǎn)配置 1 塊三相三線電能表,具有雙向計(jì)量功能,用于計(jì)量用戶與電網(wǎng)間的上、下網(wǎng)電量。在關(guān)口計(jì)量點(diǎn)配置 GPRS 用電現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng),用于采集數(shù)據(jù)及用戶用電結(jié)算。

(2)在并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置C級(jí)電能表和 GPRS 用電現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng),用于發(fā)電量信息采集及營(yíng)銷系統(tǒng)遠(yuǎn)傳。具體設(shè)備配置規(guī)模以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際為準(zhǔn)。

分布式光伏電站運(yùn)維管理策略 —— 以荊門新眾和紡織項(xiàng)目為例

 

新建并網(wǎng)點(diǎn)一光伏一次圖

分布式光伏電站運(yùn)維管理策略 —— 以荊門新眾和紡織項(xiàng)目為例

新建并網(wǎng)點(diǎn)二光伏一次圖

四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目光伏電站配置一套綜合自動(dòng)化系統(tǒng),采用安科瑞電氣股份有限公司所提供的Acrel-1000分布式光伏電力監(jiān)控系統(tǒng)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)、開關(guān)站的全功能綜合自動(dòng)化管理。本項(xiàng)目逆變器、高低壓設(shè)備等狀態(tài)信號(hào)都要接入本監(jiān)控系統(tǒng)。

本項(xiàng)目光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)包括兩部分:站控層和就地層,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為開放式分層、分布式結(jié)構(gòu)。

監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與就地層相連,就地層按照不同的功能、系統(tǒng)劃分,以相對(duì)獨(dú)立的方式分散在逆變器區(qū)域或箱變中,在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下,就地層仍能獨(dú)立完成就地各電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)。

站控層由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的服務(wù)器、操作員站、遠(yuǎn)動(dòng)站等組成,提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)界面,實(shí)現(xiàn)管理控制就地層設(shè)備等功能,形成全站監(jiān)控、管理中心,并具備與遠(yuǎn)方控制中心通信的接口。

就地層設(shè)備由智能測(cè)控單元、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通訊單元、逆變器數(shù)據(jù)采集單元、多功能電能表等構(gòu)成,主要電氣設(shè)備包括微機(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。它直接采集處理現(xiàn)場(chǎng)的原始數(shù)據(jù),通過網(wǎng)絡(luò)傳送給站控層監(jiān)控主站,同時(shí)接收站控層發(fā)來的控制操作命令,經(jīng)過有效性判斷、閉鎖檢測(cè)、同步檢測(cè)等,最后對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作控制。

每個(gè)光伏發(fā)電單元配帶無線發(fā)射功能的數(shù)據(jù)采集裝置,采集每組光伏組件數(shù)據(jù),逆變器參數(shù),測(cè)控裝置、智能計(jì)量表計(jì)的數(shù)據(jù),打包后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視。

分布式光伏電站運(yùn)維管理策略 —— 以荊門新眾和紡織項(xiàng)目為例

監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

項(xiàng)目配置設(shè)備清單如下表所示:

分布式光伏電站運(yùn)維管理策略 —— 以荊門新眾和紡織項(xiàng)目為例

五、系統(tǒng)功能

1. 分布式光伏電站運(yùn)維管理

Acrel-1000分布式光伏電力監(jiān)控系統(tǒng)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)異常等等。

(1)事故報(bào)警

事故報(bào)警發(fā)生時(shí),公用事故報(bào)警器將立即發(fā)出音響報(bào)警,監(jiān)控畫面上用顏色改變和閃爍表示該設(shè)備變位,同時(shí)顯示紅色報(bào)警條文,打印機(jī)打印報(bào)警條文,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置向遠(yuǎn)方控制中心發(fā)送報(bào)警信息。事故報(bào)警通過手動(dòng)或自動(dòng)方式確認(rèn)。

(2)預(yù)告報(bào)警

預(yù)告報(bào)警發(fā)生時(shí),其處理方式除與事故報(bào)警處理相同外,音響和提供信息顏色可區(qū)別于事故報(bào)警。能有選擇地向遠(yuǎn)方發(fā)送信息。

(3)實(shí)時(shí)事件

實(shí)時(shí)事件告警列表包括序號(hào)、發(fā)生時(shí)間、告警內(nèi)容、告警等級(jí)、確認(rèn)狀態(tài)等分列展示,告警信息默認(rèn)按照發(fā)生時(shí)間降序排列顯示,以不同的顏色區(qū)分已確認(rèn)、未確認(rèn)信號(hào)。

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(4)歷史事件

點(diǎn)擊歷史事件圖標(biāo),切換到歷史事件查詢界面,查看歷史數(shù)據(jù)庫中記錄的所有系統(tǒng)事件。

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(5)監(jiān)控界面

監(jiān)測(cè)逆變器當(dāng)前電壓、電流、輸出功率、溫度及當(dāng)前狀態(tài)等信息。

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(6)光伏收益界面

支持實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)電站發(fā)電量和收益,降低了運(yùn)行維護(hù)成本

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2.光字牌監(jiān)測(cè)

隨著變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)光字牌逐漸被監(jiān)控后臺(tái)的虛擬光字牌所取代。這種變化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

傳統(tǒng)光字牌:依賴于硬件接點(diǎn)觸發(fā),通過中央信號(hào)屏上的燈光顯示設(shè)備狀態(tài)。這種方式在有人值班的變電站中應(yīng)用廣泛,但隨著無人值班技術(shù)的普及,其局限性逐漸顯現(xiàn)。

智能光字牌:在無人值班變電站中,光字牌的功能被集成到監(jiān)控后臺(tái)系統(tǒng)中,以虛擬形式實(shí)現(xiàn)。智能光字牌不僅保留了傳統(tǒng)光字牌的直觀性,還增加了信息過濾、分級(jí)顯示和導(dǎo)航功能。例如,通過導(dǎo)航燈閃爍提示異常信號(hào),運(yùn)行人員可以快速確認(rèn)并處理。

六、結(jié)語

當(dāng)前,我國(guó)分布式光伏發(fā)電呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),在政策紅利的持續(xù)推動(dòng)下,其并網(wǎng)模式正由分散式向規(guī)?;焖俎D(zhuǎn)型。這種發(fā)展態(tài)勢(shì)在為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型注入新動(dòng)能的同時(shí),也對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了全新挑戰(zhàn)。高滲透率分布式光伏的接入不僅會(huì)引發(fā)電壓波動(dòng)、潮流反送等系列技術(shù)難題,還可能影響光伏產(chǎn)業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展。值得注意的是,規(guī)?;⒕W(wǎng)正倒逼電力系統(tǒng)調(diào)控模式進(jìn)行深度變革。為此,需要立足電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行需求和場(chǎng)站管理特點(diǎn),系統(tǒng)性地研究電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù),從而構(gòu)建智能化程度高、安全性能you越的電網(wǎng)能量管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)多層級(jí)協(xié)調(diào)平衡能力和新能源消納水平的提升。



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