海垦集团养殖场分布式光伏发电项目中的案例分享

1客户需求

海南农垦集团，原海南省农垦总公司，是中央直属三大垦区之一。集团在海南有多个养殖场，包括红华养猪场、红华肉牛繁育场等，计划在这些养殖场的屋顶安装分布式光伏系统，用于自发自用和余电上网。红华养猪场和红华肉牛繁育场的项目位于临高县，装机容量分别为5.5MW和1.39MW；白沙县邦溪镇的和牛产业扶贫养殖场装机容量为1.45MW。光伏组件安装在厂房屋顶，通过逆变器接入10kV系统，并连接到厂区的10kV母线。

2 项目概况

红华养猪场在养殖棚的屋顶上建设了一座分布式光伏电站。该电站采用了平铺式的组件布局，共安装了10108片单晶硅单面单玻545Wp的组件。这些组件以每28片为一组串联起来，整个系统配置了16台250kW的逆变器。太阳能电池板根据屋顶的具体情况进行了合理布置，所产生的直流电通过逆变器转换为800V的交流电，然后接入箱式变压器升压至10kV，最终并入电网。该并网方式为自发自用，多余电量则上网销售。

红华养猪场光伏接入系统示意图

红华肉牛繁育场区的光伏系统采用了550W的单晶硅组件，并安装了1台50kW、13台70kW、3台100kW以及1台110kW的组串逆变器。该系统的总光伏发电能力达到了1.39MW。该项目未采用汇流箱，而是将所有逆变器的出线回路直接接入升压变压器。此外，场区内设置了一座1600kVA的10kV箱式变压器，以10kV的电压等级实现并网发电。

红华肉牛繁育场光伏接入系统示意图

红华肉牛繁育场光伏组件布置图

3技术方案

红华养猪场的分布式光伏项目通过在屋顶安装光伏发电系统，实现自产自用和多余电量上网。发电通过逆变器和箱变升压至10kV，接入现有电网。为保证系统高效、稳定、安全运行并顺利并网，项目配备了继电保护、安全自动装置、远动通讯屏，以及Acrel-1000DP监控系统和AcrelCloud-1200云平台进行监控和运维。

3.1箱变内主要电气设备

本项目中的箱式变压器均配备了干式三相双绕组低损耗无励磁调压变压器，其容量为2500kVA，电压等级为10±5%/0.4kV，接线组别为“D，yn11”，交流频率为50Hz，适用于户外环境，并且其能效等级符合国家相关规范。

高压侧包括进线柜、PT柜、计量柜以及出线柜。高压配电室的门必须安装电磁锁，以确保在10kV侧带电时，高压室内门无法被打开。低压侧则与逆变器相连。箱变内部安装了专用的温湿度监控器，能够实时监测箱变内部的环境温度，并输出相应的环境温度测控接点，以确保变压器在合理温度范围内运行，并满足故障报警及跳闸要求，同时保障箱变内部的正常运行。

①继电保护及安全自动装置

并网线路继电保护及安全自动装置

分布式光伏项目并网时，若线路短路，保护机制应迅速响应，断开故障并网点断路器，限制故障影响，确保电网稳定。10kV母线需安装故障解列装置，实时监控频率和电压，异常时自动断开连接光伏系统的断路器，防止问题扩散，维护电网和用户设备安全。

②防孤岛检测

分布式光伏项目必须配备防孤岛措施，包括逆变器的孤岛检测、防孤岛保护和低压检测装置，以快速自动断开电网连接。同时，这些措施应遵循国家电网的标准和规定，确保安全有效。

2）运动通讯设备

光伏电站需配备本地监控系统，能自动执行调度部门的功率控制指令。站内应有智能边缘计算网关，连接省级配网自动化主站，向临高县调上传必要信息，如并网设备状态、电压、电流、有功和无功功率、发电量等，确保调控实时监控电站运行。

3.2系统结构

本项目旨在创建一个智能光伏电站管理系统，融合了Acrel-1000DP分布式光伏监控系统和AcrelCloud-1200光伏运维云平台，以全面控制和优化光伏发电站。系统采用分层、分布式网络结构，分为三个层次：

站控层：在值班室设置操作员站，使用C/S架构的监控系统和B/S架构的云平台，实现数据集抄、界面显示和远程通信。

通信层：通讯管理机独立于逆变器区域或箱变中，负责数据整理、分析和上传，保证即使站控层网络失效，也能独立监测电气设备。

设备层：包括微机保护、电能质量监测等设备，负责现场数据采集、处理和传送，以及接收控制命令执行设备操作。

系统网络示意图

项目配置设备清单如下表所示：

方案设备列表

3.3系统功能

综合看板

在分布式光伏电站的管理与运营过程中，一个高效且直观的综合看板是不可或缺的。该看板融合了发电功率监测、装机容量记录、发电量统计以及光伏收益计算等关键功能，并且特别强调了对环保贡献的量化评估，涵盖了二氧化碳减排量的计算以及节约的吨标煤量。

分布式光伏电站运维管理

分布式光伏运维平台的报警处理分为事故报警和预告报警。事故报警涉及非操作导致的断路器跳闸和保护装置动作，而预告报警包括设备变位、状态异常、模拟量越限/复限以及计算机站控系统部件和就地单元的状态异常。不同等级的报警有不同的处理方式，预告报警可选择性地远程发送。平台还提供设备管理模块，支持远程配置、参数调整和软件升级，这些功能能显著提升运维效率并减少现场操作成本。用户可以根据需求灵活配置和扩展平台。

设备管理界面

光伏发电效率监测

平台整合多项关键功能，来提升电站运营效率和经济收益。其数据分析能力可评估电站发电和使用效率，为运维团队提供改进方向。同时，电站收益统计功能依据发电数据和电价政策，自动计算收益情况，为投资者和管理层提供财务数据支持。逆变器状态查询功能实时监控逆变器工作状态，帮助运维团队及时解决逆变器问题，确保电站发电效率和稳定性。

发电站监测界面

4结语

分布式光伏发电，作为分布式能源的一种形式，在我国的实践中主要涵盖户用光伏和工商业分布式光伏。在畜牧业中应用分布式光伏发电，不仅能够实现生态效益与经济效益的双重提升，而且有助于推动碳减排目标的达成，为打造绿色、智能、可持续的现代养殖业提供了坚实的支持。本文阐述了畜牧业中分布式光伏监控系统与光伏运维平台相结合的策略，通过整合数据采集、传输、存储、处理分析以及远程监控和设备管理等功能，有效提升了光伏发电系统的运行效率和可靠性，同时降低了运维成本。

参考文献

[1] 吴琦.分布式光伏发电:中国光伏产业可持续发展的有效途径[J].中国电力教育，2013.DOI:CNKI: SUN:ZGDI.0.2013-36-124..

[2] 周志敏.分布式光伏发电系统工程设计与实例[M].中国电力出版社,2014.

[3] 刘跃.分布式光伏电站接入配电网继电保护配置研究[J].科技创新导报, 2015(3):1.DOI:10.3969 /j.issn.1674-098X.2015.03.019.

审核编辑 黄宇