光伏監(jian)控系(xi)統的應(ying)用(yong)及光伏發(fa)電系(xi)統組成(cheng)

1、光伏組(zu)件

光伏組(zu)件也叫光伏電池板，是光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)實現(xian)光電轉換(huan)的核心(xin)部件，也是光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)價值最高(gao)的部(bu)分(fen)。其(qi)作用(yong)是將太陽(yang)光的輻(fu)射能量(liang)轉換(huan)為直流電能，並(bing)通過光伏逆(ni)變器轉換(huan)為交流電為用(yong)戶供電或並網發電。

2、光伏逆(ni)變器

光伏逆(ni)變器的主(zhu)要(yao)功能是把光伏組(zu)件輸出(chu)的(de)直流電能盡(jin)可能多(duo)的轉換(huan)成(cheng)交流電能，提供給電網或者(zhe)用戶使(shi)用。光伏逆(ni)變器按(an)運行(xing)方式(shi)不(bu)同，可(ke)分(fen)為(wei)並(bing)網逆變器和(he)離網(wang)逆(ni)變器。並網(wang)逆(ni)變器用於並網(wang)運行(xing)的光伏發(fa)電系(xi)統。離網(wang)逆(ni)變器用於獨(du)立(li)運(yun)行(xing)的光伏發(fa)電系(xi)統。

3、直(zhi)流匯流箱(xiang)

直(zhi)流匯流箱(xiang)主(zhu)要(yao)是用在(zai)幾百(bai)千(qian)瓦(wa)以上的光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)，其用途是把光伏組(zu)件方陣的(de)多(duo)路直流輸(shu)出(chu)電纜集中(zhong)輸入(ru)、分(fen)組(zu)連接到(dao)直(zhi)流匯流箱(xiang)中(zhong)，並通過直流匯流箱(xiang)中(zhong)的光伏專用熔(rong)斷(duan)器(qi)、直流斷(duan)路(lu)器、電湧(yong)保護(hu)器及智(zhi)能(neng)監(jian)控裝置等的(de)保護(hu)和(he)檢(jian)測後，匯流輸(shu)出(chu)到(dao)光伏逆(ni)變器。直流匯流箱(xiang)的(de)使用，大(da)大(da)簡化(hua)了(le)光伏組(zu)件與(yu)逆變器之(zhi)間(jian)的連線，提高(gao)了(le)系(xi)統的可(ke)靠性與(yu)實用(yong)性，不(bu)僅使(shi)線(xian)路連接井然有序，而且(qie)便(bian)於分(fen)組(zu)檢(jian)查(zha)和(he)維護(hu)。當光伏方(fang)陣局(ju)部(bu)發(fa)生(sheng)故(gu)障時(shi)，可以局部分(fen)離檢(jian)修(xiu)，不(bu)影(ying)響整體(ti)發電系(xi)統的連續工(gong)作，保證(zheng)光伏發(fa)電系(xi)統發揮(hui)最大(da)效能(neng)。

4、直(zhi)流配(pei)電櫃

大(da)型(xing)的(de)光伏發(fa)電系(xi)統，除了(le)采用(yong)許(xu)多(duo)個直(zhi)流匯流箱(xiang)外，還(hai)要用(yong)若幹個直(zhi)流配(pei)電櫃作為(wei)光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)二、三級匯流之(zhi)用。直(zhi)流配(pei)電櫃主(zhu)要(yao)是將各個直(zhi)流匯流箱(xiang)輸(shu)出(chu)的(de)直流電纜接入(ru)後再(zai)次(ci)進行(xing)匯流，然(ran)後輸(shu)出(chu)再(zai)與(yu)並網(wang)逆變器連接，有利(li)於光伏發(fa)電系(xi)統的安(an)裝、操(cao)作和(he)維護(hu)。

5、交流配(pei)電櫃與(yu)匯流箱(xiang)

交流配(pei)電櫃是在光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)連接在(zai)逆(ni)變器與(yu)交流負(fu)載(zai)或公(gong)共電網之(zhi)間(jian)的電力設(she)備，它(ta)的(de)主(zhu)要(yao)功能是對電能進(jin)行(xing)接收、調度、分(fen)配(pei)和(he)計量(liang)，保證(zheng)供電安(an)全(quan),顯(xian)示各種電能參數(shu)和(he)監測(ce)故(gu)障。交流匯流箱(xiang)壹(yi)般用在(zai)組(zu)串(chuan)式逆(ni)變器系(xi)統中(zhong)，主(zhu)要(yao)作用(yong)是把多(duo)個逆(ni)變器輸出(chu)的(de)交流電經(jing)過二(er)次(ci)集中(zhong)匯流後送入(ru)交流配(pei)電櫃中(zhong)。

6、升壓變壓器

升壓變壓器在(zai)光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)主(zhu)要(yao)用於將逆變器輸出(chu)的(de)低壓交流電(0.4kV)升壓到與(yu)並網(wang)電壓等級相同的(de)中(zhong)高(gao)壓電網中(zhong)(如(ru)10kV、35kV、110kV、220kV 等(deng))，通(tong)過(guo)高(gao)壓並網(wang)實現(xian)電能的(de)遠距離傳(chuan)輸(shu)。小(xiao)型(xing)並(bing)網光伏發(fa)電系(xi)統基(ji)本(ben)都(dou)是在用(yong)戶側(ce)直(zhi)接並(bing)網(wang)，自發自用、余電直接饋(kui)入(ru)0.4kV低壓電網，故(gu)不(bu)需(xu)要(yao)升壓環節(jie)。光伏發(fa)電系(xi)統用的(de)升壓變壓器主(zhu)要(yao)為單相或三相變壓器，壹(yi)般(ban)有幹式和(he)油浸(jin)式兩(liang)種。

7、光伏支(zhi)架(jia)

光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)使用的光伏支(zhi)架(jia)主(zhu)要(yao)有固定(ding)傾(qing)角支(zhi)架(jia)、傾角(jiao)可調支(zhi)架(jia)和(he)自動跟(gen)蹤支(zhi)架(jia)幾種。目(mu)前(qian)，在分(fen)布(bu)式(shi)光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)，以固定(ding)傾(qing)角支(zhi)架(jia)和(he)傾角(jiao)可調(tiao)支(zhi)架(jia)的應(ying)用(yong)最為(wei)廣泛。

8、光伏發(fa)電系(xi)統附屬(shu)設(she)施

光伏發(fa)電系(xi)統的附(fu)屬(shu)設(she)施包括(kuo)系(xi)統運行(xing)的監(jian)控和(he)檢(jian)測系(xi)統、防雷(lei)接地系(xi)統等。監(jian)控檢(jian)測系(xi)統是全面(mian)監控光伏發(fa)電系(xi)統的運(yun)行(xing)狀況，包(bao)括(kuo)光伏組(zu)件的運(yun)行(xing)狀況，逆(ni)變器的工(gong)作狀(zhuang)態，光伏方(fang)陣的(de)電壓、電流數(shu)據(ju)，發電輸出(chu)功(gong)率(lv)，電網電壓頻率(lv)以(yi)及太(tai)陽(yang)輻射(she)數(shu)據(ju)等，並可(ke)以通(tong)過(guo)有線或無線網絡(luo)的遠程(cheng)連接進(jin)行(xing)監控，通(tong)過(guo)計算機(ji)、手機(ji)等終端設(she)備獲(huo)得(de)數據(ju)。

9、儲(chu)能蓄(xu)電池

儲(chu)能蓄(xu)電池主(zhu)要(yao)用於離網(wang)光伏發(fa)電系(xi)統和(he)帶儲(chu)能裝置的並(bing)網(wang)光伏發(fa)電系(xi)統中(zhong)，其作用(yong)主(zhu)要(yao)是存儲(chu)光伏電池發出(chu)的(de)電能，並(bing)可隨時(shi)向負(fu)載供電。光伏發(fa)電系(xi)統對蓄(xu)電池的基(ji)本(ben)要(yao)求(qiu)是:自放電率(lv)低，使(shi)用(yong)壽命(ming)長(chang)，充(chong)電效率(lv)高(gao)，深放電能力(li)強，工作溫(wen)度範圍寬，少維(wei)護(hu)或免維護以及價(jia)格(ge)低廉(lian)。

10、光伏控制(zhi)器(qi)

光伏控制(zhi)器(qi)是離網(wang)光伏發(fa)電系(xi)統的主(zhu)要(yao)部件，其作用(yong)是控制(zhi)整(zheng)個系(xi)統的充(chong)放電工作狀(zhuang)態，實現(xian)蓄(xu)電池的充(chong)電、放電管理，維(wei)持(chi)光伏發(fa)電系(xi)統的供電平衡(heng)，保護(hu)蓄(xu)電池。防止(zhi)蓄(xu)電池過充(chong)電、過放電、系(xi)統短(duan)路(lu)、系(xi)統極(ji)性反接和(he)夜間(jian)防反充(chong)等(deng)。

運(yun)維(wei)平臺(tai)介(jie)紹

AcrelCloud-1200分(fen)布(bu)式(shi)光伏運(yun)維(wei)雲平臺(tai)通(tong)過監測(ce)光伏站點(dian)的逆(ni)變器設備，氣(qi)象(xiang)設(she)備以(yi)及攝(she)像頭(tou)設備、幫(bang)助(zhu)用戶管理分(fen)散(san)在各地的光伏站點(dian)。主(zhu)要(yao)功能包括(kuo)：站點(dian)監測(ce)，逆(ni)變器監測(ce)，發(fa)電統計，逆(ni)變器壹次(ci)圖，操(cao)作日誌，告警(jing)信(xin)息，環境監測(ce)，設(she)備檔案(an)，運(yun)維管理，角(jiao)色(se)管理。用(yong)戶可(ke)通過(guo)WEB端以(yi)及APP端(duan)訪(fang)問平臺(tai)，及時(shi)掌(zhang)握(wo)光伏發(fa)電效率(lv)和(he)發電收益。

應(ying)用(yong)場所

目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)的(de)兩(liang)種分(fen)布(bu)式(shi)應(ying)用(yong)場景分(fen)別(bie)是：廣大(da)農村(cun)屋(wu)頂的戶用(yong)光伏和(he)工商業企(qi)業屋(wu)頂光伏，這(zhe)兩(liang)類分(fen)布(bu)式(shi)光伏電站今(jin)年(nian)都(dou)發(fa)展(zhan)迅速。

系(xi)統結構(gou)

在(zai)光伏變電站安(an)裝逆變器、以及多(duo)功能電力計量(liang)儀表(biao)，通(tong)過網(wang)關將采集的(de)數據上傳至(zhi)服務器(qi)，並(bing)將數據(ju)進(jin)行(xing)集中(zhong)存儲(chu)管理。用(yong)戶可(ke)以通(tong)過PC訪(fang)問平臺(tai)，及時(shi)獲(huo)取(qu)分(fen)布(bu)式(shi)光伏電站的(de)運行(xing)情況以(yi)及各逆變器運行(xing)狀況。平臺(tai)整(zheng)體結構(gou)如(ru)圖(tu)所示。

系(xi)統功能(neng)

AcrelCloud-1200分(fen)布(bu)式(shi)光伏運(yun)維(wei)雲平臺(tai)軟(ruan)件采用(yong)B/S架(jia)構(gou)，任何(he)具(ju)備權(quan)限(xian)的用(yong)戶都(dou)可(ke)以(yi)通過WEB瀏覽(lan)器(qi)根(gen)據權(quan)限(xian)範圍監視(shi)分(fen)布(bu)在(zai)區域(yu)內(nei)各建築(zhu)的光伏電站的(de)運行(xing)狀態(tai)（如(ru)電站地理分(fen)布(bu)、電站信(xin)息、逆(ni)變器狀態(tai)、發(fa)電功率(lv)曲(qu)線、是否(fou)並(bing)網(wang)、當前(qian)發(fa)電量(liang)、總發電量(liang)等信(xin)息）。

光伏發(fa)電

綜(zong)合(he)看(kan)板(ban)

●顯(xian)示所有光伏電站的(de)數量(liang)，裝機(ji)容(rong)量(liang)，實時(shi)發(fa)電功率(lv)。

●累計日、月、年(nian)發電量(liang)及發(fa)電收益。

●累計社(she)會(hui)效(xiao)益。

●柱(zhu)狀(zhuang)圖展(zhan)示月發(fa)電量(liang)

電站狀(zhuang)態

●電站狀(zhuang)態展(zhan)示當前(qian)光伏電站發(fa)電功率(lv)，補(bu)貼(tie)電價，峰值功(gong)率(lv)等(deng)基(ji)本(ben)參數(shu)。

●統計當前(qian)光伏電站的(de)日、月、年(nian)發電量(liang)及發(fa)電收益。

●攝(she)像頭(tou)實時(shi)監(jian)測(ce)現場環境，並且(qie)接入(ru)輻照(zhao)度(du)、溫(wen)濕度(du)、風速等(deng)環境參數(shu)。

●顯(xian)示當前(qian)光伏電站逆(ni)變器接入(ru)數量(liang)及基(ji)本(ben)參數(shu)。

逆(ni)變器狀態(tai)

●逆(ni)變器基(ji)本(ben)參數(shu)顯(xian)示。

●日、月、年(nian)發電量(liang)及發(fa)電收益顯(xian)示。

●通(tong)過(guo)曲(qu)線圖(tu)顯(xian)示逆變器功率(lv)、環(huan)境輻照(zhao)度(du)曲(qu)線。

●直(zhi)流側(ce)電壓電流查(zha)詢。

●交流電壓、電流、有功功率(lv)、頻(pin)率(lv)、功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)查(zha)詢。

4.4.1.4電站發(fa)電統計

●展(zhan)示所選(xuan)電站的(de)時、日、月、年(nian)發電量(liang)統計報(bao)表(biao)。

逆(ni)變器發電統計

●展(zhan)示所選(xuan)逆變器的時(shi)、日、月、年(nian)發電量(liang)統計報(bao)表(biao)

配(pei)電圖

●實時(shi)展(zhan)示逆變器交、直(zhi)流側(ce)的(de)數(shu)據(ju)。

●展(zhan)示當前(qian)逆(ni)變器接入(ru)組件數量(liang)。

●展(zhan)示當前(qian)輻(fu)照(zhao)度(du)、溫(wen)濕度(du)、風速等(deng)環境參數(shu)。

●展(zhan)示逆變器型(xing)號(hao)及廠(chang)商。

逆(ni)變器曲(qu)線分(fen)析(xi)

●展(zhan)示交、直(zhi)流側(ce)電壓、功率(lv)、輻(fu)照(zhao)度(du)、溫(wen)度曲(qu)線。

事件記(ji)錄(lu)

●操(cao)作日誌：用戶登(deng)錄情(qing)況查(zha)詢。

●短(duan)信(xin)日誌：查(zha)詢短(duan)信(xin)推送時(shi)間(jian)、內容(rong)、發送結(jie)果(guo)、回復等。

●平臺(tai)運(yun)行(xing)日誌：查(zha)看(kan)儀表(biao)、網(wang)關離線(xian)狀(zhuang)況。

●報(bao)警(jing)信(xin)息：將報(bao)警(jing)分(fen)進(jin)行(xing)分(fen)級處(chu)理，記(ji)錄(lu)報(bao)警(jing)內(nei)容(rong)，發生(sheng)時(shi)間(jian)以及確(que)認狀態。

運(yun)行(xing)環境

●視(shi)頻(pin)監控：通(tong)過(guo)安(an)裝在現場的視(shi)頻(pin)攝(she)像頭(tou)，可以(yi)實時(shi)監(jian)視(shi)光伏站運(yun)行(xing)情況。對於有硬件條件的攝(she)像頭(tou)，還支(zhi)持(chi)錄像回放以及雲臺控制(zhi)功(gong)能。

系(xi)統硬件配置(zhi)

交流220V並(bing)網(wang)

交流220V並(bing)網(wang)的光伏發(fa)電系(xi)統多(duo)用於居(ju)民屋(wu)頂光伏發(fa)電，裝機(ji)功率(lv)在(zai)8kW左(zuo)右。

部(bu)分(fen)小(xiao)型(xing)光伏電站為(wei)自發自用，余電不(bu)上網模(mo)式，這(zhe)種類型(xing)的(de)光伏電站需(xu)要(yao)安(an)裝防逆(ni)流保護(hu)裝置，避(bi)免往(wang)電網輸(shu)送電能。光伏電站規模較(jiao)小，而且(qie)比較分(fen)散(san)，對於光伏電站的(de)管理者(zhe)來說，通過雲平臺(tai)來(lai)管理此(ci)類(lei)光伏電站非常(chang)有必要，安(an)科瑞在(zai)這(zhe)類光伏電站提供的解決方(fang)案(an)包(bao)括(kuo)以(yi)下(xia)方(fang)面：

交流380V並(bing)網(wang)

根(gen)據(ju)國家(jia)電網Q/GDW1480-2015《分(fen)布(bu)式(shi)電源接入(ru)電網技(ji)術規定》，8kW~400kW可(ke)380V並網，超(chao)出(chu)400kW的(de)光伏電站視(shi)情(qing)況也可(ke)以采用(yong)多(duo)點380V並網，以(yi)當地電力部(bu)門(men)的審批意(yi)見為(wei)準(zhun)。這(zhe)類分(fen)布(bu)式(shi)光伏多(duo)為工商業企(qi)業屋(wu)頂光伏，自發自用，余電上網。分(fen)布(bu)式(shi)光伏接入(ru)配電網前(qian)，應(ying)明(ming)確(que)計量(liang)點，計量(liang)點設(she)置除(chu)應(ying)考(kao)慮產(chan)權(quan)分(fen)界(jie)點(dian)外，還(hai)應(ying)考(kao)慮分(fen)布(bu)式(shi)電源出(chu)口(kou)與(yu)用戶自用電線路(lu)處(chu)。每個計量(liang)點均應(ying)裝設雙(shuang)向電能計量(liang)裝置，其設(she)備配(pei)置(zhi)和(he)技(ji)術要(yao)求(qiu)符(fu)合(he)DL/T448的相關規定，以(yi)及相關標準(zhun)、規程(cheng)要(yao)求(qiu)。電能表(biao)采用(yong)智(zhi)能(neng)電能表(biao)，技(ji)術性能應(ying)滿(man)足國(guo)家(jia)電網公(gong)司關於智(zhi)能(neng)電能表(biao)的(de)相關標準(zhun)。用(yong)於結算和(he)考(kao)核(he)的(de)分(fen)布(bu)式(shi)電源計量(liang)裝置，應(ying)安(an)裝采集設(she)備，接入(ru)用電信息(xi)采集系(xi)統，實現(xian)用(yong)電信息(xi)的遠程(cheng)自動采集。

光伏陣列(lie)接入(ru)組串(chuan)式光伏逆(ni)變器，或者(zhe)通過(guo)匯流箱(xiang)接入(ru)逆變器，然後接入(ru)企業380V電網，實現(xian)自發自用，余電上網。在(zai)380V並網(wang)點(dian)前(qian)需(xu)要(yao)安(an)裝計量(liang)電表(biao)用(yong)於計量(liang)光伏發(fa)電量(liang)，同時(shi)在(zai)企業電網和(he)公(gong)共電網連接處(chu)也需(xu)要(yao)安(an)裝雙(shuang)向計量(liang)電表(biao)，用(yong)於計量(liang)企業上網電量(liang)，數據(ju)均應(ying)上傳供電部門(men)用電信息(xi)采集系(xi)統，用於光伏發(fa)電補(bu)貼(tie)和(he)上網電量(liang)結算。

部(bu)分(fen)光伏電站並(bing)網點(dian)需(xu)要(yao)監測並網(wang)點(dian)電能質量(liang)，包括(kuo)電源頻率(lv)、電源電壓的大(da)小、電壓不(bu)平衡(heng)、電壓驟升/驟降(jiang)/中(zhong)斷、快速電壓變化(hua)、諧波(bo)/間(jian)諧波(bo)THD、閃(shan)變等，需(xu)要(yao)安(an)裝單獨(du)的(de)電能質量(liang)監測(ce)裝置。部分(fen)光伏電站為(wei)自發自用，余電不(bu)上網模(mo)式，這(zhe)種類型(xing)的(de)光伏電站需(xu)要(yao)安(an)裝防逆(ni)流保護(hu)裝置，避(bi)免往(wang)電網輸(shu)送電能，系(xi)統圖如(ru)下(xia)。

這(zhe)種並網(wang)模式(shi)單(dan)體(ti)光伏電站規模適(shi)中(zhong)，可通過雲平臺(tai)采用(yong)光伏發(fa)電數據(ju)和(he)儲(chu)能系(xi)統運行(xing)數據(ju)，安(an)科瑞在(zai)這(zhe)類光伏電站提供的解決方(fang)案(an)包(bao)括(kuo)以(yi)下(xia)方(fang)面：

10kV或35kV並網

根(gen)據(ju)《國家(jia)能源局關於2019年(nian)風電、光伏發(fa)電項目(mu)建(jian)設有關事項通知》（國發(fa)新能(neng)〔2019〕49號(hao)），對於需(xu)要(yao)國家(jia)補(bu)貼(tie)的新建(jian)工(gong)商業分(fen)布(bu)式(shi)光伏發(fa)電項目(mu)，需(xu)要(yao)滿(man)足單(dan)點並網裝機(ji)容(rong)量(liang)小於6兆(zhao)瓦(wa)且為非戶用(yong)的要(yao)求(qiu)，支(zhi)持(chi)在符(fu)合(he)電網運(yun)行(xing)安(an)全(quan)技(ji)術要(yao)求(qiu)的(de)前(qian)提下(xia)，通(tong)過內部多(duo)點接入(ru)配電系(xi)統。

此(ci)類(lei)分(fen)布(bu)式(shi)光伏裝機(ji)容(rong)量(liang)壹般(ban)比較大(da)，需(xu)要(yao)通過升壓變壓器升壓後接入(ru)電網。由(you)於裝機(ji)容(rong)量(liang)較大(da)，可能(neng)對公(gong)共電網造成(cheng)比較大(da)的幹擾，因(yin)此(ci)供電部門(men)對於此規模的(de)分(fen)布(bu)式(shi)光伏電站穩(wen)控系(xi)統、電能質量(liang)以及和(he)調度(du)的通(tong)信(xin)要(yao)求(qiu)都(dou)比較高(gao)。

光伏電站並(bing)網點(dian)需(xu)要(yao)監測並網(wang)點(dian)電能質量(liang)，包括(kuo)電源頻率(lv)、電源電壓的大(da)小、電壓不(bu)平衡(heng)、電壓驟升/驟降(jiang)/中(zhong)斷、快速電壓變化(hua)、諧波(bo)/間(jian)諧波(bo)THD、閃(shan)變等，需(xu)要(yao)安(an)裝單獨(du)的(de)電能質量(liang)監測(ce)裝置。

上圖為(wei)壹個1MW分(fen)布(bu)式(shi)光伏電站的(de)示意(yi)圖(tu)，光伏陣列(lie)接入(ru)光伏匯流箱(xiang)，經(jing)過直(zhi)流櫃(gui)匯流後接入(ru)集中(zhong)式逆變器(直流櫃(gui)根(gen)據情況可(ke)不(bu)設置(zhi))，最後經(jing)過升壓變壓器升壓至10kV或35kV後並(bing)入(ru)中(zhong)壓電網。由(you)於光伏電站裝機(ji)容(rong)量(liang)比較大(da)，涉(she)及到(dao)的(de)保護(hu)和(he)測控設(she)備比較多(duo)，主(zhu)要(yao)如(ru)下(xia)表(biao)：