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正反向直流电能表分布式光伏电站

简要描述:DJSF1352-RN导轨式直流电能表支持双路直流输入,主要针对电信基站、直流充电桩、太阳能光伏等应用场合而设计,该系列仪表可测量直流系统中的电压、电流、功率和正反向电能等电参量。在实际使用现场中,该系列仪表不仅可以计量总电能,还能计量规定时间段内的电能,它检测的数据可以本地显示,也可以和工控设备、计算机连接组成测控系统。

  • 产品型号:DJSF1352-RN/2C(RS485通信)
  • 厂商性质:生产厂家
  • 更新时间:2024-03-24
  • 访  问  量:550
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Acrel-1000DP分布式光伏系统

在某重工企18MW分布式光伏中应用

 

摘要:分布式光伏发电特指在用户场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用、余电上网,且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施,是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问,发展分布式光伏发电对优化能源结构、实双碳目"、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义

 

关键词:分布式光伏自发自用余电上网双碳目"

1.                      概述

光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益,是优质的绿色能源之一,在我国平均日照条件下安1千瓦光伏发电系统1年可发1200度电,可减少煤(标准)使用量400千克,减少二氧化碳排放1吨。根据世界自然基金会研究结果:从减少二氧化碳效果而言,安1平米光伏发电系统相当于植树造100平米,目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一。

本次建设规模18000千瓦分布式光伏发电。本项目电量结算原则为:自发自用、余电上网。项目计20237月底建成投产,本期项目投运后年均发电量2400万千瓦时。该重工企业光伏电站至公共连接(丰山开闭904开关、丰山第三开闭924开关10KV955线路新城支线15)所有工程由投资建设;在丰山开闭904开关、丰山第三开闭924开关10kV955线路新城支线15杆、该重工企业光伏配电3个并网点处装设电能质量在线监测装置;丰山开闭904开关、丰山第三开闭924开关10kV955线路新城支线15杆的、重工企业配电室内的计量表、重工企业光伏开关室3个并网点装设供电公司提供的光伏发电计量表。

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1项目现场图

2.                      系统结构

分布式光伏监控系统是指:通过执行规定功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合,利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备的功能进行重新组合、优化设计,对光伏电站全部设备的运行情况执行监视、测量。

系统可分为三层结构:即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。

现场设备层:包含微机保护、电能质量在线监测装置、故障解列装置、多功能仪表、计量表等设备,用于采集站内配电柜内电气运行参数、开关状态等数据,同时分别10kV变电所配置多套直流电源,保障现场设备良好的运行环境。

网络通讯层:包ANet-2E4SM智能网关。网关主动采集现场设备层设备的数据,并可进行规约转换,数据存储,分10kV变电站通过数据采集箱(内置智能网关)采集数据通过光纤上传至通信室分布式光伏监控系统统平台;同时网关充当远动通信装置,将现场设备数据采集后通过交换机经纵向加密数据加密后上传调度网。

平台管理层分布式光伏监控系统平台、国网漳州供电公司调度控制中心平台。

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2监控系统网络结构图

3.                      解决方案

本项园区采10kV供电,电源接入点4处,变压器总容量5600+3250+800+3150=12800kVA

1#计配电房东南测新建一18.8M*4.5M配电房做1#光伏配电房;7#计配电房东测新建一6.2M*7.2M配电房做2#光伏配电房;5#配电房西测新建一18.8M*5M配电房做3#光伏配电房。三个压并网点采XGF10-Z-1国网典型设计方案。

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3光伏电站一次系统图

该项目为一般厂房用电,按三级负荷要求供电10kV采用单母线接线方式。。拟在重工企业内十二个屋面建17.99985MWp分布式光伏发电项目,项目采自发自用,余电上"模式,共利用原有三个电源点作为光伏压并网点并入电网端,每个并网点均设置光伏进线柜、光伏并网计量柜、光伏出线柜。新增的光伏系统配置自动化系统,实时采集并网信息,信息上传至当地调控中DMS系统。光伏发电逆变器电源电压800V,经室内升压变升压10kV,通过压电缆接入新增10kV光伏压,并入10kV市电压柜。

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4光伏电站原有一次系统图

 

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5光伏电站原有开闭所屏柜布置图

3.1.                      方案综述

本次工程为17.99985MWp的分布式光伏发电项目,项目采自发自用,余电上"模式,新1#2#3#光伏配电室,分别接入三个区域屋顶光伏发电设备。根据用户配电系统管理需求,需要10kV开关柜、光伏逆变器、交直流系统等进行全方面监控与保护,及时发现故障故障,保证配电系统可靠运行。

3#光伏配电室配置一Acrel-1000DP分布式光伏监控系统,通过通信管理机及网络交换机实时采集各个光伏配电间的继电保护装置、电能质量、安全自动装置、光伏逆变器等二次设备数据,实现整个厂区供配电系统的全面电力监控与自动化管理。

各个配电室配置一套直流电源系(带蓄电)UPS电源,为整个光伏电站断路器执行机构、二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源

在每间光伏配电室光伏计量柜配置关口计量电能表、并网电能表、自用电计量电能表,并网电能表,用于光伏发电计费补偿;关口计量电能表,用于用户与电网间的上、下网电量计量及余电上网的计费;自用电计量电能表,用于计量用电客户自用电量。

本项目5G无线专用通道方式,通过光伏纵向加密上传到漳州供电公16楼通信机房,并接入配网主站。一面远动通讯屏,远动通讯屏配置数15G无线路由器2台交换机2台纵向加密装置1台正向隔离装置1台远动装置1台群调群控装置。具备与电网调度机构进行双向通信的能力,能够实现远程监测和控制功能,应能接收、执行调度端远方控制/并列、启停和发电功率的指令,具备群调群控及远动功能,有关光伏电站本体信息的采集、处理采用监控系统来完成,具备符合相关标准通信协议的远传功能。

3.2.                      功能需求

3.2.1.                      继电保护及安全自动装置需求

分布式电源继电保护和安全自动装置配置应符合相关继电保护技术规程、运行规程和反事故措施的规定,装置定值应与电网继电保护和安全自动装置配合整定,防止发生继电保护和安全自动装置误动、拒动,确保人身、设备和电网安全10kV接入的分布式电源,保护和安全自动装置配置还应满足《分布式电源涉网保护技术规范(Q/GDW 11198)的要求。

1.线路保护:光伏电站线路发生短路故障时,线路保护能快速动作,瞬时跳开相应并网点断路器,满足全线故障时快速可靠切除故障的要求。为保障供电可靠性,减少停电范围,#1压配电10kV进线901开关#7压配电10kV进线901开关#5压配电10kV进线901开关各配1套带方向过流保(保护测控一)及安全解列装置。#1压配电室光伏接入906开关#7压配电室光伏接入903开关5压配电室光伏接入904开关各配1套带方向过流保(保护测控一)

2.安全自动装置:在非压配电10kV进线901开关#7压配电10kV进线901开关5压配电10kV进线901开关各装1套安全自动装置,实现频率电压异常紧急控制功能,跳开光伏电站侧断路器。

3.防孤岛保护:分布式电源应具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力,防孤岛保护动作时间不大2S,其防孤岛保护应与配电网侧线路重合闸和安全自动装置动作时间相配合。在本光伏电站并网点装设防孤岛保护装置,防止产生非计划性孤岛。

4.光伏电站本体应具备故障和异常工作状态报警和保护的功能。

5.光伏电站应支持调度机构开""(遥测、遥信、遥控、遥)应用功能。

6.恢复并网:当光伏发电系统因电网扰动脱网后,在电网电压和频率恢复到正常运行范围之前,光伏发电系统不允许并网;在电网电压和频率恢复正常后,通10kV电压等级并网的分布式电源恢复并网应经过电网调度机构的允许。

7.逆变器应具备/低压解列及/低频解列功能,应具备防孤岛保护功能以实现快速监测到孤岛后立即断开与电网的连接,防孤岛方案应与继电保护、安全自动装置等相配合;逆变器应符合国家、行业相关技术标准,具备/低电压闭锁、检有压自动并网功能,检有压定值宜整定85%UN(实际定值以设计方案为)

8.防孤岛保护是针对电网失压后分布式电源可能继续运行、且向电网线路送电的情况提出。孤岛运行一方面危及电网线路维护人员和用户的生命安全,干扰电网的正常合闸;另一方面孤岛运行电网中的电压和频率不受控制,将对配电设备和用户设备造成损坏。防孤岛装置应具备线路故障时,确保电源能及时断开与电网连接,确保重合闸能正确动作。

9.系统继电保护应使用专用的电流互感器和电压互感器的二次绕组,电流互感器准确级宜采5P10P级,电压互感器准确级宜采0.53P级。

10.光伏电站内需配置直流电源(带蓄电)UPS电源,供新配置的保护装置、测控装置、电能质量在线监测装置等设备使用。

3.2.2.                      调度自动化需求

光伏电站应满足《国网福建电力做好中低压分布式电源接入系统优质服务指导意见(闽电发(2022381)有关自动化的规定10kV接入的分布式电源,信息采集、控制调节等应满足《分布式电源并网技术要求(GB/T 33593-2017)及闽电调2022268号国网福建电力关于印发《福建省中低压分布式电源采集信号规()》要求。

光伏电站投运后,由县调调度,并由县级供电公司对运行进行管理。因此,需建立光伏电站至县调的调度通信以及远动等信息和数据传输通道。

10kV光伏电站本体需配置配电自动化终端监控系统,具备与电网调度机构进行双向通信的能力,能够实现远程监测和控制功能,应能接收、执行调度端远方控制/并列、启停和发电功率的指令,具备群调群控及远动功能,有关光伏电站本体信息的采集、处理采用监控系统来完成,具备符合相关标准通信协议的远传功能。光伏电站配电自动化终端监控系统实时采集并网运行信息,主要包括主断路器状态、并网点开关状(具备遥控功)、并网点电压和电流、光伏发电系统有功功率和无功功率、光伏发电量、频率等,上传至市供电公司配网自动化系统主站,再由市供电公司调度中心将数据下发至县调,当调度端对分布式电源有功功率和无功电压有控制要求时,就地监控系统应能够接收和执行上级调度主站系统的控制命令。

站内对时方式:分布式电10kV接入时,应能够实现对时功能,可采用北斗对时方式GPS对时方式或网络对时方式。

3.2.3.                      电能计量需求

Q/GDW10347-2016《电能计量装置通用设计规范》规定,运营模式为自发自用余电上网的分布式电源应采用三点计量法,本项目需设置关口计量电能表、并网电能表、自用电计量电能表:并网电能表,用于光伏发电计费补偿;关口计量电能表,用于用户与电网间的上、下网电量计量及余电上网的计费;自用电计量电能表,用于计量用电客户自用电量,具体见项目方案原则电气主接线示意图。

1.安装位置与要求

在丰山开闭904开关、丰山第三开闭924开关10kV955线路新城支线15杆各新增某重工企业的下网关口计量表一个,共新增三个关口计量表。

将某重工企业原有下网关口计量表,视为用于计量用电客户自用电量计量表。

在某重工企1#光伏开关10kV并网911开关2#光伏开关10kV并网911开关3#光伏开关10kV并网911开关3个并网点分别设置并网电能表,用于光伏发电计费补偿。

2.技术要求

(1)电能计量装置的配置和技术要求应符DL/T 448DU/T 614的要求。电能表采用智能电能表,至少应具备双向有功和四象限无功计量功能、事件记录功能,配有标准通信接口,具备本地通信和通过电能信息采集终端远程通信的功能,电能表通信协议符DL/T 645(根据结算精度要求,必要时应具698通讯协)

(2)10kV关口计量电能表精度要求不低0.5S级,并且要求有关电流互感器、电压互感器的精度需分别达0.2S0.2级。计量用互感器的二次计量绕组应专用,不得接入与电能计量无关的设备。

(3)电能计量装置应配置专用的整体式电能计量(),电流、电压互感器宜在一个柜内,

(4)并网点计量柜安装专变采集终端,将信息传输到用电信息采集系统,应按照《福建省电力有限公司专变采集终端安装规范(营计201186)中的有关规定设计。

(5)光伏并网计量点应加一面计量屏,且都要有独立的负控小室和计量小室;需各增加一组负控独立的电压电流互感器,计量装置等级应与计CTPT一样。

3.计量信息统计与传输

计费表采集信息通过专变采集终端接入计费主站系(电费计量信)和光伏发电管理部(部门或部)电能信息采集系(电价补偿计量信),作为电费计量和电价补贴依据;各表计信息统一汇集至计量终端服务器。关口点电能计量装置应满足《电能计量装置技术管理规程(DL/T448-2016)要求,关口电能计量装置的设计方案、施工图须经漳州供电公司电能计量专业审查合格后方可实施。

3.2.4.                      电能质量在线监测需求

Q/GDW106512015《电能质量评估技术导则》的相关要求;通10(6 kV35kV电压等级并网的变流器类型电源应在公共连接点装设满GB/T19862要求*级电能质量在线监测装置,以满足接入福建电网电能质量监测子站通信机的接入规范,对电压、频率、谐波、功率因数等电能质量参数进行监测,电能质量监测数据应至少保存一年。本项目在丰山开闭904开关、丰山第三开闭924开关10kV955线路新城支线#15杆、某重工企业光伏开关3个并网点处分别装设一套电能质量在线监测装置。本项目应在并网前向县供电公司提供由具备相应资质的机构出具的电能质量在线监测设备检测报告。

光伏电站应满足《国网福建电力做好中低压分布式电源接入系统优质服务指导意见(闽电发展2022381)有关电能质量要求的规定,当接入配电网的分布式电源导致公共连接点电能质量不满足相关要求时,运营管理方应在规定时间内采取改善电能质量措施,未采取治理措施或采取改善措施后电能质量仍无法满足要求时,电网运营管理部门采取断开该分布式电源管控措施,直至电能质量满足要求时方可重新并网。

10KV电压等级并网的分布式电源,应具备低电压穿越能力和电压穿越能力,低电压穿越的考核曲线应满足现行技术规范要求。

10(6)kV35kV电压等级并网的分布式电源,应在并网运行6个月内向县供电公司提供运行特性检测报告,检测结果应符Q/GDW106512015《电能质量评估技术导则》的相关要求。分布式电源接入电网的检测点为电源并网点,应由具有相应资质的单位或部门进行检测,并在检测前将检测方案报县供电公司调控中心备案。

()建谐波源用户投运后,县供电公司营销部组织对用户谐波进行测试。如发现评估不超标而实测超标的用户,县供电公司营销部应对该用户下发谐波整改通知,及时落实用户谐波治理措施。

3.2.5.                      电力安全防护需求

根据能监36号文及国家电网公司二次安防要求,配电自动化通道需要加装安全防护设备。本工程应配1.台纵向加密认证装置,且在电力监控系统投运前应通过具有国家认证许可的安全评估机构进行安全评估工作,并向县调提交安全评估测评报告。

业主单位需内部集控信息进行远程监视时,不得与传送上级调度单位共用传输设备,不得使用相同的传送规约和端口。

 

3.3.                      配置设备清单

3我司提供方案设备列表

设备名称

型号

数量

功能

本地监控屏1面)

Acrel-1000DP分布式光伏监控主机

1

集中采集、监视、管理站内二次设备、逆变器数据与运行状态

时钟同步及通信屏

(3)

ATS1200GB装置

1

GPSBD双时钟数据,为站内设备、系统提供对时功能。

ANet-2E4SM

2

光伏电站内数据采集及上传平台

S1224F交换机

1

站内通信组网

安全自动装置屏

3套)

AM5SE-K公用测控装置

1

采集站内二次设备的异常信号

AM5SE-IS防孤岛保护

1

当发生孤岛现象时,可以快速切除并网点,使本地与电网侧快速脱离,保证电站和相关因为人员安全

APView500电能质量在线监测装置

1

采集监测谐波分析、电压暂//中断、闪变监测、电压不平衡度、事件记录、测量控制

AM6-A1故障解列装置

1

适用110kV以下电压等级的负荷侧或小电源侧的故障解列

远动通讯屏

1面)

无线路由器

1

5G无线专用通道方式,通过光伏纵向加密上传到调度主站

纵向加密认证装置

2

用于电力控制系统安全I/II的广域网边界保护,为网关机之间的广域网通信提供具有认证、与加密功能VPN,实现数据传输的机密性、完整性保护

正向隔离装置

1

用于安全I/II到安全III的单向数据传递。

网络交换机

2

远东装置与群调群控数据上传调度通信组网

ANet-2E4SM远动装置

1

104协议经专网上传光伏电站数据至供电公司调度中心

IPC500-II群调群控

1

采集光伏发电系统有功功率和无功功率、光伏发电量、频率等数据,上传至市供电公司调度平台,同时接受调度端对分布式电源有功功率调节控制

直流电源屏3套)

GZDWJM-40/220-M

1

每个配电1(带蓄电)UPS电源

3.4.                      现场应用图

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6 3#光伏电站屏柜布置图

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7 3#光伏电站监控主机与远动通讯屏柜布置图

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8 3#光伏电站公用测控屏、通信及时钟同步屏柜布置图

4.                      系统功能

4.1.                      实时监测

Acrel-1000DP分布式光伏监控系统人机界面友好,能够以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态,实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息,动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。同时可以设计整体界面,供用户选择对应配电房对应光伏组件或压部分进行查看。

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9实时监测主界面图

4.2.                      逆变器监视

在逆变器监控图中,可以直接查看该回路详逆变器的交直流两侧电压电流情况、输入功率、输出功率、逆变器的温度等信息。并根据项目光伏发电实际接入情况,分开查看对应光伏逆变器组件数据。

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10逆变器监视界面图

4.3.                      网络拓扑图

系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态,能够完整的显示整个系统网络结构;可在线诊断设备通信状态,发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

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11站内设备系统网络拓扑图

4.4.                      曲线查询

在曲线查询界面可以直接查看各电参量曲线,包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数等曲线。

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12曲线查询界面图

5.                      结语

"背景下,随着分布式新能源的广泛建设,渗透率分布式光伏接入配电网后势必产生的电压问题,因此在促进分布式光伏并网过程中需要一套安全可靠的分布式光伏监控系统解决方案,为用户、电网助力分布式光伏比例有序并网,强化分布式光伏的统一管控,推动分布式光伏和大电网的协调运行,搭建数据透明、调控便捷、能源互动的新型分布式新能源调度管理体系。

 

参考文献

[1]分布式光伏并网方式及数据采集与控制的方式综[J].田由甲.农村电气,2023,No.431(04)

[2]中国分布式光伏并网发电现状及应用研[J].许建;曹庆.能源与节,2020(06)

[3]分布式光伏并网问题分析与建[J].裴哲;;.中国电,2018(10)

[4]中国分布式光伏并网发电现状及应用研[J].许建;曹庆.能源与节,2020(06)

 

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1.       【技术支持卫星:CDD-9888】【公从号:安科瑞能效管理解决方案】

2.       云平台:变电所运维云平台、分布式光伏运维云平台、建筑能耗云平台、企业能源管控平台、远程预付费管控云平台、宿舍预付费管控云平台、充电桩收费运营云平台、智慧消防云平台、安全用电管理云平台、环保用电监管云平台;

3.       系统解决方案:变电站综合自动化系统、电力监控系统、配电室综合监控系统、能耗管理系统、电能管理系统、马达保护与监控系统、动环监控及能效分析系统、智能照明监控系统、消防设备电源监控装置、防火门监控系统、余压监控系统、消防应急照明和疏散指示系统;无线测温系统

4.       中压测控装置:环网柜综合保护装置、微机保护装置、开关柜综合测控装置、线路保护装置、配电变保护装置、电动机保护装置、备自投保护装置、电容器保护装置、PT检测装置、低压备自投装置、公共测控装置、防孤岛保护装置、电流互感器过电压保护器、温湿度控制器、无源无线测温传感器、CT取电无线测温传感器

5.       电力监控与保护:弧光保护装置、电能质量在线监测装置、电气接点在线测温装置(智能湿度巡检仪)、电动机(马达)保护器、低压线路保护器、智能剩余电流继电器、三遥单元;

6.       电能管理:可编程交流电测仪表、可编程直流电测仪表、多功能全电量电表、精度网络电力仪表、谐波表、电能质量表、海拔仪表、逆电流监测电表、电子式电能表、导轨式电能表、面板表嵌入式电表、预付费表、多用户计量箱、物联网仪表、无线多回路计量交流/直流表、无线多回路环保检测模块、正反向直流电能表、无线通讯转换器、智能照明控制装置;

7.       电能质量治理:有源电力滤波器、中线安防保护器、谐波保护器、静止无功发生器、滤波补偿装置、电力电容补偿装置、集成式谐波抑制电力电容补偿装置、投切开关、功率因数补偿控制器、自愈式低压并联电容器、串联电抗器;

8.       电气安全:电气火灾监控探测器、剩余电流探测器、电气火灾监控装置、在线监控路灯计量、无线测温显示单元、故障电弧探测器、故障电弧传感器、隔离电源绝缘监测装置、医疗机构绝缘报警显示仪、医疗医院用隔离变压器、工业用绝缘监测装置、电气防火限流式保护器;

9.       新能源:光伏采集装置、电瓶车智能充电桩、汽车充电桩、光伏汇流采集装置;

10.       数据中心/铁塔基站:数据采集模块、机房数据柜监控装置、多回路电表、母线监控装置、电力监控屏;

11.       智能网关:通信管理机、无线通信终端(无线通讯转换器)、数据转换模块、串口服务器;

12.       电量传感器:低压电流互感器、开口式互感器、一次小电流互感器、0.2级电流互感器、低压电动机保护器专用互感器、剩余电流互感器、霍尔传感器、罗氏线圈电流变送器、模拟信号隔离器、有功功率变送器、无功功率变送器、直流电压传感器、浪涌保护器;

13.       环保监控:油烟在线监测仪、环保数据采集传输装置;

进储能群、电力群、光伏群;找供应商、找客户、找圈子,

卫星:CDD-9888(分享资源 合作共赢)

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