摘要

隨著新能源產業(yè)的迅猛發(fā)展，用戶側新能源接入規(guī)模不斷擴大。然而，隨之而來的安全隱患、監(jiān)控缺失、發(fā)電效率及收益管理難題，以及運行維護效率低下等問題，嚴重制約了新能源的有效利用和可持續(xù)發(fā)展。本文深入探討了安科瑞Acrel - 1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺，詳細闡述該系統(tǒng)在保障全站安全穩(wěn)定運行、提升發(fā)電效益與收益、實現標準規(guī)范并網，以及優(yōu)化全站電力監(jiān)控與運維等方面的功能和應用效果，旨在為新能源接入和光伏電站管理提供有效解決方案。

關鍵詞

新能源接入；Acrel - 1000DP；光伏監(jiān)控系統(tǒng)；安全穩(wěn)定運行；電力監(jiān)控與運維

一、引言

在全球能源轉型的大背景下，以太陽能為代表的新能源憑借清潔、可再生等顯著優(yōu)勢，在能源結構中的占比持續(xù)攀升。用戶側分布式光伏作為太陽能利用的重要形式，近年來實現了快速發(fā)展，不僅有助于緩解能源危機，還能推動節(jié)能減排目標的實現。但在實際應用中，用戶新能源接入后暴露出諸多問題，如部分分布式光伏電站因缺乏有效的安全防護措施，頻繁發(fā)生火災、觸電等安全事故；多數小型光伏電站依靠人工定期巡檢，無法實時掌握設備運行狀態(tài)，導致故障難以及時發(fā)現和處理，嚴重影響發(fā)電效率；不同地區(qū)、不同類型的光伏電站并網標準存在差異，部分電站因不符合標準，面臨并網難或并網后不穩(wěn)定的問題。

安科瑞Acrel - 1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺的出現，為解決這些問題提供了有效途徑。該平臺融合了先進的物聯網、大數據和云計算技術，實現對用戶電站的全面、實時監(jiān)控，有效提升了電站的安全性、可靠性和運營效率，在推動新能源產業(yè)健康發(fā)展方面具有重要的研究價值和實踐意義。

二、新能源接入面臨的主要問題

2.1 安全隱患突出

新能源設備在運行過程中，由于電氣設備老化、安裝不規(guī)范、環(huán)境因素影響等原因，存在較大的安全風險。例如，光伏組件長期暴露在戶外，易受紫外線、雨水等侵蝕，導致絕緣性能下降，引發(fā)漏電事故；逆變器在高溫、高濕環(huán)境下運行，可能出現過熱保護失效，甚至引發(fā)火災。此外，部分用戶對新能源設備的操作和維護缺乏專業(yè)知識，違規(guī)操作也增加了安全事故的發(fā)生概率。

2.2 監(jiān)控手段匱乏

目前，許多用戶新能源電站缺乏有效的監(jiān)控系統(tǒng)，無法實時獲取設備的運行參數和狀態(tài)信息。部分電站雖安裝了簡單的監(jiān)控設備，但功能單一，數據傳輸不穩(wěn)定，無法實現對電站的全面監(jiān)控。這使得運維人員難以及時發(fā)現設備故障和異常情況，導致故障處理不及時，影響電站的正常運行，降低發(fā)電效率。

2.3 發(fā)電效率難以保障

發(fā)電效率受多種因素影響，如光照強度、溫度、光伏組件的性能和清潔程度等。在實際運行中，由于缺乏對這些因素的實時監(jiān)測和分析，無法及時采取有效的優(yōu)化措施，導致發(fā)電效率低下。此外，部分光伏電站的設備選型不合理，系統(tǒng)配置不科學，也進一步降低了發(fā)電效率。

2.4 收益計算困難

新能源電站的收益計算涉及多個環(huán)節(jié)，包括發(fā)電量、上網電量、補貼政策、電價等。由于數據來源分散，計算過程復雜，且不同地區(qū)的補貼政策和電價標準存在差異，導致收益計算困難，準確性難以保證。這給電站投資者和運營者的決策帶來了較大困擾。

2.5 運行維護效率低

傳統(tǒng)的光伏電站運行維護主要依靠人工巡檢，這種方式不僅耗費大量的人力、物力和時間，而且容易出現漏檢、誤檢等問題。同時，由于缺乏有效的故障預警和診斷機制，故障處理響應速度慢，維修周期長，進一步降低了運行維護效率，增加了運維成本。

三、Acrel - 1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺架構與功能

3.1 系統(tǒng)架構

Acrel - 1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺采用分層分布式架構，主要包括設備層、通訊層和平臺層。設備層由光伏組件、逆變器、箱式變壓器、電能質量監(jiān)測裝置等設備組成，負責采集和傳輸電站的各種運行數據；通訊層通過有線或無線通信方式，將設備層的數據傳輸到平臺層，實現數據的實時交互；平臺層是整個系統(tǒng)的核心，由服務器、監(jiān)控軟件等組成，負責對采集到的數據進行存儲、分析和處理，并提供可視化的監(jiān)控界面和管理功能。

架構圖

3.2 功能模塊

3.2.1 實時監(jiān)控功能

系統(tǒng)能夠實時采集光伏電站的各項運行參數，包括光伏組件的電壓、電流、功率，逆變器的輸入輸出參數、運行狀態(tài)，箱式變壓器的溫度、負載等，并以直觀的圖表形式展示在監(jiān)控界面上。運維人員可以通過電腦、手機等終端設備，隨時隨地查看電站的實時運行情況，及時掌握設備的工作狀態(tài)。

3.2.2 安全預警功能

平臺內置了多種安全預警模型，通過對采集到的數據進行實時分析，能夠及時發(fā)現設備的異常情況和安全隱患，并發(fā)出預警信號。例如，當光伏組件的溫度過高、逆變器的輸出功率異常或電網電壓波動超出允許范圍時，系統(tǒng)會立即向運維人員發(fā)送報警信息，提醒其采取相應的措施進行處理，有效避免安全事故的發(fā)生。

3.2.3 發(fā)電效率分析功能

系統(tǒng)對光伏電站的發(fā)電數據進行長期的統(tǒng)計和分析，結合光照強度、溫度等環(huán)境參數，評估電站的發(fā)電效率。通過對比不同時間段、不同設備的發(fā)電效率，找出影響發(fā)電效率的因素，并提出針對性的優(yōu)化建議。例如，根據光照強度的變化，調整逆變器的工作參數，以提高發(fā)電效率；定期對光伏組件進行清洗，減少灰塵對發(fā)電效率的影響。

3.2.4 收益計算功能

平臺根據電站的發(fā)電量、上網電量、補貼政策和電價標準，自動計算電站的收益。運維人員可以隨時查看電站的收益報表，了解收益的構成和變化情況，為決策提供準確的數據支持。同時，系統(tǒng)還能對不同的運營方案進行模擬分析，幫助投資者和運營者選擇最優(yōu)的運營策略，提高電站的經濟效益。

3.2.5 遠程運維功能

借助物聯網技術，運維人員可以通過平臺對電站設備進行遠程操作和維護，如遠程啟停逆變器、調整設備參數、進行軟件升級等。這大大減少了現場運維的工作量，提高了運維效率。此外，系統(tǒng)還具備故障診斷功能，當設備發(fā)生故障時，能夠快速定位故障點，并提供相應的故障處理方案，縮短故障維修時間。

四、案例分析

4.1 某重工企業(yè)18MW分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)

（1）光伏配電房對A#車間,1#車間,2#車間新建屋頂分布式光伏進行并網。

（2）光伏配電房對新長誠3#車間,4#車間,6#車間,10#車間新建屋頂分布式光伏發(fā)電進行并網。

（3）光伏配電房擬在新長誠5#車間,7#車間與7#車間擴建擴建部分,8#車間,9#車間,11#車間新建屋頂分布式光伏進行并網。

光伏并網平面布置圖

4.2本項目整體采用XGF10-Z-1國網典型設計方案，10kV并網。

（1）光伏配電房擬在新長誠A#,1#,2#車間新建屋頂分布式光伏發(fā)電項目。

（2）光伏配電房擬在新長誠3#車間,4#車間,6#車間,10#車間新建屋頂分布式光伏發(fā)電項目。

（3）光伏配電房擬在新長誠5#車間,7#車間與7#車間擴建部分,8#車間,9#車間,11#車間新建屋頂分布式光伏發(fā)電項目。

每個光伏配電房廠區(qū)安裝550Wp單晶單面組件10909塊，裝機容量5999.95kWp，共計總裝機容量18MW。

光伏組件選用550Wp單晶硅光伏組件;逆變器選用組串式逆變器，1500V系統(tǒng)，容量為225kW，1#光伏配電房30臺、2#光伏配電房28臺、3#光伏配電房27臺，共計85臺。更多資料請聯系安科瑞陳芳芳136/119655/14

一次設計

計量方式：本光伏項目發(fā)電量采用“自發(fā)自用，余電上網”的方式，向系統(tǒng)上送功率。在光伏10kV并網柜內配置一套并網計量電能表，作為光伏發(fā)電量統(tǒng)計。

微機保護部分：10kV光伏并網柜應配置方向電流速斷、過流保護，防孤島，故障解列裝置；逆變器應配置防孤島保護，輸出過流保護，輸入反接保護.。

二次設計

本項目共三個光伏配電房，每個配電房分別提供通訊屏、站控屏（1防孤島保護*1、電能質量監(jiān)測裝置*1、公共測控裝置*1、故障解列*1）、直流屏。

每面通訊屏配置通信采集裝置、光網交換機以及時鐘同步裝置，3#通訊屏內部署時鐘同步主模塊，1#、2#部署從模塊，確保全站光伏配電房數據時間統(tǒng)一。

3#光伏配電房為集中監(jiān)控室，單獨部署遠動屏與監(jiān)控主機屏，進行集中監(jiān)控查看，并于調度端建立聯接，將數據上傳調度，同時接受調度調節(jié)指令，合理規(guī)劃分布式光伏發(fā)電。

其他14臺分散保護和3臺電度表分散安裝于就地開關柜實現各自功能。

項目清單分解

光伏監(jiān)控系統(tǒng)按三層式（站控層、通信層、設備層）架構，通過通信管理機或協議轉換器對光伏發(fā)電系統(tǒng)的各種設備（逆變器、防孤島保護、故障解列裝置、電能質量監(jiān)測裝置、直流屏等設備）信息進行存儲和處理。將處理好的數據上傳至SCADA系統(tǒng)和遠動裝置，遠動裝置經調度數據網（無線通信網）將數據上傳至漳州供電公司配調，計量系統(tǒng)經用采終端直采直傳至漳州供電公司配調主站用采系統(tǒng)光伏發(fā)電管理部門。

群調群控裝置接收調度指令，按要求調整光伏場站的出力，將調度指令發(fā)電量分解到各個并網點，緩沖分布式光伏對主電網的沖擊，同時利用分布式光伏協控裝置調節(jié)逆變器的無功輸出實現配電網的電壓協調優(yōu)化控制，緩解甚至是解決分布式光伏并網點電壓過高等諸多風險.

拓撲圖

系統(tǒng)界面

五、結論與展望

本文對用戶新能源接入后存在的問題進行了深入分析，并詳細介紹了安科瑞Acrel - 1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺的架構、功能以及在解決新能源接入問題中的應用實踐。實踐證明，該系統(tǒng)平臺能夠有效解決新能源接入后存在的安全隱患、監(jiān)控缺失、發(fā)電效率及收益管理難題，以及運行維護效率低下等問題，為用戶實現降低能源使用成本、提高收益、節(jié)能減碳的目標提供了有力支持。

隨著新能源技術的不斷發(fā)展和應用，未來分布式光伏電站將朝著智能化、規(guī)模化方向發(fā)展。Acrel - 1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺也將不斷升級和完善，進一步融合人工智能、區(qū)塊鏈等新技術，提升系統(tǒng)的智能化水平和安全性。同時，加強與其他能源管理系統(tǒng)的互聯互通，實現能源的綜合優(yōu)化管理，為推動新能源產業(yè)的高質量發(fā)展做出更大貢獻。

審核編輯 黃宇