0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

屋顶分布式光伏发电技术:设计思路与应用场景探析

安科瑞直发 来源:jf_31793424 作者:jf_31793424 2024-11-18 16:24 次阅读

安科瑞鲁一扬15821697760

摘要:为舒缓城市用电的紧张局面,削减民众用电成本,可于工业园区、办公楼屋顶等场所运用屋顶分布式光伏发电技术达成就近转换并实现并网发电,充分挖掘建筑物屋顶的太阳能源潜力。本文对屋顶分布式光伏发电技术予以概述,深入剖析其系统构成,探讨该技术的应用优势与应用模式,并以某项目为例剖析其实际应用状况,旨在为屋顶光伏发电项目提供有益参照。

关键词:屋顶分布式光伏发电技术;太阳能源;光伏组件;并网

0 引言

伴随我国经济水准的持续攀升,清洁能源的开发与利用愈发受到重视。太阳能作为当下极为理想的清洁能源,屋顶分布式光伏发电技术则是借助太阳能进行发电的先进技术手段。此技术操作简便、实用性强,能够将太阳能高效转换为电能,为生产生活提供有力支持。展望未来,太阳能光伏发电技术有望成为我国可再生能源发电领域的关键力量。在太阳能光伏发电的两大类别中,集中式光伏发电投资规模大、占地面积广、容量高,但系统繁杂且受地域限制明显;分布式光伏发电则投资较小、占地少、容量低,不过其系统安装与维护相对简易,且不受地域约束,通常将光伏组件安置于屋顶即可开展发电作业。

1 屋顶分布式光伏发电技术

屋顶分布式光伏发电技术属于新型发电技术范畴,其系统安装于屋顶之上,借助光伏组件把太阳能转化为电能,进而实现发电功能。我国传统的火力发电与水力发电存在较大能源损耗,在节能减排方面亦存在不足,而屋顶分布式光伏发电技术无地域局限,智能化程度高,在节能减排方面表现卓越,是当前利用清洁能源效率颇高的技术形式之一。该技术主要依靠光伏组件完成太阳能到电能的转换,与供电配网相连后便可就近供电。相较于火力发电,屋顶分布式光伏发电技术在节能减排方面优势显著,且电能输送过程中的损耗极低,对于用电需求较大的区域,应用此项技术能够有效化解电能短缺困境。

2 屋顶分布式光伏发电系统组成

屋顶分布式光伏发电系统主要涵盖离网与并网两大类型。离网光伏发电主要借助蓄电池储能,其组件构成相对简易,仅需光伏发电阵列、电力电子交换器与蓄电池即可组装成离网光伏发电组件。其中,蓄电池应用灵活,蓄电完成后可应用于各类用电设施。并网光伏发电技术含量较高,通过转化光伏发电阵列,运用电力电子交换器与供电配网连接,从而为周边用户供电,其系统规模较离网光伏发电组件更大,但经济效益更为可观,应用范围广泛。

2.1 光伏发电阵列

光伏发电阵列是一种整合多块光伏模组的大规模光伏发电体系,利用光生伏特效应实现太阳能到直流电能的转换。所谓阵列,即多块光伏组件的组合形式,单块光伏组件所转换的电能难以满足一般用电需求,因此需将多块组件组合成阵列。

2.2 电力电子交换器

在光伏发电阵列吸收太阳能并转化为电能后,需对电能电压进行转换,以契合电能输配网络的要求。电力电子交换器在屋顶分布式光伏发电系统中承担着电压转换的关键任务,常见设备包括整流器与逆变器等。

2.3 储能元件

在屋顶分布式光伏发电系统里,储能元件是极为关键的组成部分。该元件在交流电路的能源转化过程中不会产生能量损耗。在电路中设置储能元件,能够使能源转化过程更为平稳,增强能量的稳定性。在屋顶分布式光伏发电技术的应用进程中,储能元件的合理应用至关重要,它与电力电子交换器协同作用,可大幅提升能源利用率,将太阳能高效转化为电能,减少转化环节的能源消耗,产出更多清洁能源,以满足周边用户的用电需求。

2.4 智能化控制系统

屋顶分布式光伏发电系统的正常运行主要依赖智能化控制系统的支撑。在同一区域的不同位置与角度,所采集的太阳能量存在差异,即便生产批次相同的储能元件与电力电子交换器,在功率方面也会有一定的差别。智能化控制系统主要用于功率调控,可确保容量各异的光伏发电单元输出相同比率的电能。当前,我国屋顶分布式光伏发电技术中的智能化控制系统多借助本地通信网络对整个光伏发电系统中的多个发电单元功率进行自动化调节,使各发电单元功率稳定在特定的输出比率,进而提升输出电压的稳定性。由于屋顶分布式光伏发电系统通常与供电配网相连,若系统输出电压稳定性欠佳,可能会对整个配电网络的电压产生影响,干扰用户的正常用电。故而,为避免电压波动故障的出现,有必要在屋顶分布式光伏发电系统中安装智能化控制系统。

3 屋顶分布式光伏发电技术的应用优势和应用方式

现阶段,我国已推出 “光电建筑一体化”“国家金太阳” 等一系列光伏发电扶持项目,这在一定程度上推动了我国分布式光伏发电行业的进步,促使人们逐渐接纳并使用具有高环保性的清洁能源。

3.1 屋顶分布式光伏发电技术的应用优势

首先,随着我国城市化建设的推进,城市人口密度不断增大,结合当前大中小城市的土地利用现状来看,即便太阳能源具备显著的经济优势,在城区内单独规划一块光伏发电场地也不切实际。而屋顶分布式光伏发电设备能够直接安装在用户周边建筑物的屋顶及外墙面等原本闲置的空间,有效节约光伏发电的用地资源。其次,屋顶分布式光伏发电设备安装于建筑物屋顶与外墙面,在一定程度上能够阻挡太阳光直射建筑物外墙,有助于强化建筑物内部的温度调控效果,间接减少用户使用空调等控温设备的时长,从而实现电能节约。同时,屋顶分布式光伏发电设备可对建筑物起到保护作用,降低其因太阳直射而产生的损耗,延长建筑物的使用寿命,削减运营维护成本,具有较高的经济性。再者,屋顶分布式光伏发电设备的安装位置与用户距离更近,可降低大用电量区域重新构建供电配网、增设线路的成本投入。最后,城市用电需求在夏季较为集中,而夏季太阳能源充沛,电能转化量较大,屋顶分布式光伏发电技术恰好能满足夏季这一用电高峰时期的需求,大幅降低用户的用电成本。即便在冬季、阴雨天、夜晚等太阳能源吸收较少的时段,用户依然可依靠现有供电配网获取电能,用电的稳定性与安全性得以保障。此外,屋顶分布式光伏发电技术能够有效减少传统发电方式导致的能源消耗与污染排放,缓解城市用电紧张的状况。

3.2 屋顶分布式光伏发电技术的应用方式

3.2.1 光伏发电设备取代屋顶材料

光伏发电设备大多安装于建筑物屋顶或外墙表面,在一定程度上可节约屋顶材料。直接采用光伏发电设备替代屋顶材料,不仅能够提升光伏发电的效率与稳定性,还可降低建筑成本。一般而言,屋顶的光伏发电效率相对较高,而外墙表面因角度等因素影响,在太阳能收集量方面可能存在不稳定情况。并且,光伏发电设备安装于屋顶,能够有效规避风力因素的干扰,节省制作、安装支架的费用,同时具备保温隔热功效。在实际应用过程中,若直接将光伏发电设备安装于屋顶,需确保其防水与防渗漏性能,并关注设备的适用区域。由于我国地域辽阔,不同地区的温度、气候差异较大,尤其是北方地区冬季气温较低,在北方建筑物屋顶安装光伏发电设备时需考量其抗冻性能,若设备各项性能达标,则完全能够用光伏发电设备替代屋顶材料。未来,相关科研人员应致力于屋面瓦与光伏发电设备融合的研究,以便在充分利用太阳能源的同时,确保建筑物屋顶具备防漏、防冻、防裂、保温等性能。

3.2.2 光伏发电设备替代建筑物外墙材料

在我国城市建设进程中,随着建筑行业的持续发展,建筑材料不断更新换代,涌现出众多新型建筑物外墙材料,如玻璃幕墙、墙砖、保温材料等,建筑物外墙材料已成为建筑行业的重要组成部分。然而,在更新建筑物外墙材料时,需综合考量材料的实用性、环保性与安全性等多方面性能。例如,玻璃幕墙虽能增加建筑物内部光照,但易对周边居民造成光污染。而光伏发电设备不仅能够吸收、利用太阳能源,在夏季还可阻挡太阳光直射,降低室内温度,减少空调使用,进而节约电能并避免污染。同时,光伏发电设备接入供电配网后,能够直接为周边用户及公共基础设施供电,如建筑物周边的发光二极管(light emitting diodeLED)屏幕、路灯、公交站牌等,提升人们的生活品质。

4 屋顶分布式光伏发电技术应用实例

4.1 工程概况

某项目为某市盘南工业园区、周边政府办公楼及居民楼的屋顶分布式光伏发电项目,项目覆盖范围约 22 万 m²,所安装的分布式光伏发电组件单面装机容量为 550Wp,组件尺寸为 2278mm×1134mm,整体装机容量约为 46MWp。光伏发电组件安装于楼顶部位,采用固定式安装方式,安装倾斜角为 20°。

4.2 方案设计

本工程一期计划装机容量为 30MWp,依据各类型屋顶布局的实际情形,以 220V 和 380V 的电压并网,就近接入每栋楼房原配电房或 T 接入屋前的电能表。

4.2.1 机关、医院、学校接入系统

机关、医院、学校位于城镇中心区域,配电网资源较为丰富。鉴于该项目分布式光伏装机规模较小,分布式电源接入对配网影响微弱,可采用 380/220V 电压就近接入附近台区或线路。

机关、医院、学校采用 “自发自用余电上网” 的运行模式。在实施过程中,需核实用户与电网公司售电关口计量表的位置,分布式光伏接入位置应处于售电关口计量表之后,同时将原计量表更换为双向计量表,且计量表精度与原计量表相同。

4.2.2 工商业接入系统

某工商业建筑的屋顶光伏直流侧装机容量为 3.0MWp,考虑 1.2 的容配比,交流侧容量为 2.5MW,采用 4 台光伏柜接入厂区 380V 低压配电段。

工商业用户采用 “自发自用余电上网” 的运行方式,在实施时应核实用户与电网公司售电关口计量表位置,分布式光伏接入位置应在售电关口计量表之后,同时将原计量表更换为双向计量表,计量表精度与原计量表相同。

4.2.3 居民户用接入系统

居民户用屋顶分布式光伏建设规模较大,且部分地区配电网资源相对薄弱,需对分布式光伏系统承载能力展开评估。

居民户用项目采用 “全额上网” 的运行模式。在实施过程中,要核实用户与电网公司售电关口计量表位置,分布式光伏接入位置应在售电关口计量表之前。

4.3 光伏主件选型

光伏电站太阳能电池应选用技术成熟、转换效率较高、已实现规模化生产且在国内有工程应用实例的组件作为光电转换的核心器件。综合考量电池组件的价格、发电量、占地面积等特性以及本工程的具体情况,本项目采用单晶硅单面容量为 550Wp 组件。

4.4 容量配置及发电情况

本项目采用 8 - 100kW 的逆变器,各个乡镇依据分散程度选用适配的逆变器型号与台数,逆变器总容量为 37.95MW。本项目配置容配比在 1.16 - 1.30 之间,综合容配比约为 1.23。经计算,本项目直流侧装机容量为 46MWp。在运行期 25 年内,首年利用小时数为 1105.40h,年平均发电量为 4392.05 万 kW・h,年平均利用小时数为 1030.96h。

5 Acrel - 2000MG 充电站微电网能量管理系统

5.1 平台概述

Acrel - 2000MG 微电网能量管理系统是我司依据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求,在总结国内外研究与生产先进经验的基础上,专门研制的企业微电网能量管理系统。该系统可接入光伏系统、风力发电、储能系统以及充电站,能够进行数据采集分析,直接监控光伏、风能、储能系统、充电站的运行状态与健康状况,是集监控系统与能量管理于一体的管理系统。其以安全稳定为前提,以经济优化运行为目标,推动可再生能源应用,提升电网运行稳定性,补偿负荷波动;有效实现用户侧需求管理,消除昼夜峰谷差,平滑负荷,提高电力设备运行效率,降低供电成本,为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行的全新解决方案。

微电网能量管理系统采用分层分布式结构,在物理层面分为设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及 TCP/IP 通信协议,物理媒介可选用光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持 Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC 60870 - 5 - 101、IEC 60870 - 5 - 103、IEC 60870 - 5 - 104、MQTT 等通信规约。

5.2 平台适用场合

该系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区等可再生能源系统的监控与能量管理需求场景。

5.3系统架构

本平台采用分层分布式结构进行设计,即站控层、网络层和设备层,详细拓扑结构如下:

wKgaoWc6-ZaAITcUAA5EHiPvfCI413.png

图1典型微电网能量管理系统组网方式

6充电站微电网能量管理系统解决方案

6.1实时监测

微电网能量管理系统人机界面友好,能够以系统一次电气图的形式直观呈现各电气回路的运行状态,实时监测光伏、风电、储能、充电站等各回路的电压、电流、功率、功率因数等电参数信息,动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态以及相关故障、告警信号。其中,各子系统回路电参量主要包括:相电压、线电压、三相电流、有功 / 无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功 / 无功电度、频率和正向有功电能累计值;状态参数主要有:开关状态、断路器故障脱扣告警等。

系统可对分布式电源、储能系统进行发电管理,使管理人员能够实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态以及发电单元与储能单元的运行功率设置等。

系统可对储能系统进行状态管理,依据储能系统的荷电状态及时发出告警,并支持定期的电池维护操作。

微电网能量管理系统的监控系统界面涵盖系统主界面,包含微电网光伏、风电、储能、充电站及总体负荷的组成情况,如收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同需求,还可展示充电、储能及光伏系统的详细信息。

wKgZoWc6-ZeAXpLkAAVnYYl1r3c948.png

图1系统主界面

子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电站信息、通讯状况及一些统计列表等。

6.1.1光伏界面

wKgaoWc6-ZeAfcrgAALnxVIfgI8827.pngwKgZoWc6-ZiAE1C6AAK4CT6QOQA441.png

图2光伏系统界面

此界面用于展示光伏系统的相关信息,主要涵盖逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计与分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度 / 风力 / 环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析;同时展示系统的总功率、电压电流以及各个逆变器的运行数据。

6.1.2储能界面

wKgaoWc6-ZmATsxSAAKrn1scvwQ926.png

图3储能系统界面

本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。

wKgZoWc6-ZqAZRoDAAMytCgSbDg243.png

图4储能系统PCS参数设置界面

本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置,包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。

wKgaoWc6-ZqAf9SRAANPpaUgEF8510.png

图5储能系统BMS参数设置界面

本界面用来展示对BMS的参数进行设置,主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。

wKgZoWc6-ZuAed4zAALPpl_kNKY415.png

图6储能系统PCS电网侧数据界面

本界面用来展示对PCS电网侧数据,主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。

wKgaoWc6-ZuANv8BAAOBS55idmU194.png

图7储能系统PCS交流侧数据界面

本界面用来展示对PCS交流侧数据,主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。

wKgZoWc6-ZyAQotOAAM1cLlRxik429.png

图8储能系统PCS直流侧数据界面

本界面用来展示对PCS直流侧数据,主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。

wKgaoWc6-Z2AM_DeAANey8c4-_I533.png

图9储能系统PCS状态界面

本界面用来展示对PCS状态信息,主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。

wKgaoWc6-amAFK9aAANEc2-u95E989.png

图10储能电池状态界面

本界面用来展示对BMS状态信息,主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等,同时展示当前储能电池的SOC信息。

wKgZoWc6-aqAd-pIAAMFuYgbOr8602.png

图11储能电池簇运行数据界面

本界面用来展示对电池簇信息,主要包括储能各模组的电芯电压与温度,并展示当前电芯的电压、温度值及所对应的位置。

6.1.3风电界面

wKgaoWc6-aqAUTnEAALHpHuNVzw622.pngwKgaoWc6-auAS9p3AAKyKEs0als093.png

图12风电系统界面

本界面用来展示对风电系统信息,主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析;同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

6.1.4充电站界面

wKgZoWc6-ayAaDooAAKsQPfG6Xg667.pngwKgaoWc6-ayAPgLAAALfrnEV_Sg607.png

图13充电站界面

本界面用来展示对充电站系统信息,主要包括充电站用电总功率、交直流充电站的功率、电量、电量费用,变化曲线、各个充电站的运行数据等。

6.1.5视频监控界面

wKgZoWc6-a2AM1b6AAXDtC7DXAY936.png

图14微电网视频监控界面

本界面主要展示系统所接入的视频画面,且通过不同的配置,实现预览、回放、管理与控制等。

6.1.6发电预测

系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据,对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测,并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划,便于用户对该系统新能源发电的集中管控。

wKgaoWc6-a6AJrTLAAJIvrqZrQ8537.png

图15光伏预测界面

6.1.7策略配置

系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息,进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、防逆流、有序充电、动态扩容等。

具体策略根据项目实际情况(如储能柜数量、负载功率、光伏系统能力等)进行接口适配和策略调整,同时支持定制化需求。

wKgZoWc6-a6ANegHAACZHqIrlUY650.pngwKgaoWc6-a-AbHNVAADcNH3PYuE326.png

图16策略配置界面

6.1.8运行报表

应能查询各子系统、回路或设备*时间的运行参数,报表中显示电参量信息应包括:各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能、尖峰平谷时段电量等。

wKgZoWc6-a-AEyqsAADPwd5mL9o151.png

图17运行报表

6.1.9实时报警

应具有实时报警功能,系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位,及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警,应能实时显示告警事件或跳闸事件,包括保护事件名称、保护动作时刻;并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。

wKgaoWc6-bCAGG_UAABWxhPAWpI498.png

图18实时告警

6.1.10历史事件查询

应能够对遥信变位,保护动作、事故跳闸,以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度(锂离子电池)、压力(液流电池)、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理,方便用户对系统事件和报警进行历史追溯,查询统计、事故分析。

wKgZoWc6-bGAP4osAAEn8_ZlufA524.png

图19历史事件查询

6.1.11电能质量监测

应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测,使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况,以便及时发现和消除供电不稳定因素。

1)在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度*和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度*和正序/负序/零序电流值;

2)谐波分析功能:系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率;应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5~63.5次间谐波电压含有率、0.5~63.5次间谐波电流含有率;

3)电压波动与闪变:系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值;应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线;应能显示电压偏差与频率偏差;

4)功率与电能计量:系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率;应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素;应能提供有功负荷曲线,包括日有功负荷曲线(折线型)和年有功负荷曲线(折线型);

5)电压暂态监测:在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时,系统应能产生告警,事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员;系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。

6)电能质量数据统计:系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据,包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。

7)事件记录查看功能:事件记录应包含事件名称、状态(动作或返回)、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。

wKgaoWc6-bKAXMybAARUQnaBNsE565.png

图20微电网系统电能质量界面

6.1.12遥控功能

应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作,并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序,可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。

wKgaoWc6-bKAAgJfAABktTFbL5k568.png

图21遥控功能

6.1.13曲线查询

应可在曲线查询界面,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、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。

wKgZoWc6-bSALEwvAADaggcyenU414.png

图22曲线查询

6.1.14统计报表

具备定时抄表汇总统计功能,用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的发电、用电、充放电情况,即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析;对系统运行的节能、收益等分析;具备对微电网供电可靠性分析,包括年停电时间、年停电次数等分析;具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。

wKgaoWc6-bSACfW6AACwxQP-0As738.png

图23统计报表

6.1.15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。

wKgZoWc6-bWAQPCiAAMadQ9Ji7k549.png

图24微电网系统拓扑界面

本界面主要展示微电网系统拓扑,包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。

6.1.16通信管理

可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序,然后选择通信控制启动所有端口或某个端口,快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。

wKgaoWc6-baAWEjkAACxz8mGskA254.png

图25通信管理

6.1.17用户权限管理

应具备设置用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作(如遥控操作,运行参数修改等)。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限,为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

wKgZoWc6-baAYdZcAAA4-AiqNNU831.png

图26用户权限

6.1.18故障录波

应可以在系统发生故障时,自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况,通过对这些电气量的分析、比较,对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条,每条录波可触发6段录波,每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形,总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。

wKgaoWc6-beABUcVAAI3v_Z5uuA386.png

图27故障录波

6.1.19事故追忆

可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据,包括开关位置、保护动作状态、遥测量等,形成事故分析的数据基础。

用户可自定义事故追忆的启动事件,当每个事件发生时,存储事故前10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户随意修改。

wKgZoWc6-beAOYoLAAA_GlmtIME510.png

6.2硬件及其配套产品

序号 设备 型号 图片 说明
1 能量管理系统 Acrel-2000MG wKgZoWc6-biAEtSCAAB6lBQQOuk094.png 内部设备的数据采集与监控,由通信管理机、工业平板电脑、串口服务器、遥信模块及相关通信辅件组成。
数据采集、上传及转发至服务器及协同控制装置
策略控制:计划曲线、需量控制、削峰填谷、备用电源等
2 显示器 25.1英寸液晶显示器 wKgaoWc6-bmAaUBDAACG7UaZbWo561.png 系统软件显示载体
3 UPS电源 UPS2000-A-2-KTTS wKgZoWc6-bmANv5NAAA_uOuAmwk361.png 为监控主机提供后备电源
4 打印机 HP108AA4 wKgZoWc6-buASR26AABCpsp6kYU712.png 用以打印操作记录,参数修改记录、参数越限、复限,系统事故,设备故障,保护运行等记录,以召唤打印为主要方式
5 音箱 R19U wKgaoWc6-byACxoGAABeP2EFbGE112.png 播放报警事件信息
6 工业网络交换机 D-LINKDES-1016A16 wKgZoWc6-cCAd_p0AAA_KQ4vlt8455.png 提供16口百兆工业网络交换机解决了通信实时性、网络安全性、本质安全与安全防爆技术等技术问题
7 GPS时钟 ATS1200GB wKgaoWc6-cCACTq_AABGMP7eXRo218.png 利用gps同步卫星信号,接收1pps和串口时间信息,将本地的时钟和gps卫星上面的时间进行同步
8 交流计量电表 AMC96L-E4/KC wKgZoWc6-cGAKioGAABviBTN8lM504.png 电力参数测量(如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率,频率、功率因数等)、复费率电能计量、
四象限电能计量、谐波分析以及电能监测和考核管理。多种外围接口功能:带有RS485/MODBUS-RTU协议:带开关量输入和继电器输出可实现断路器开关的"遜信“和“遥控”的功能
9 直流计量电表 PZ96L-DE wKgaoWc6-cKAAWKXAAA9jFCHPec736.png 可测量直流系统中的电压、电流、功率、正向与反向电能。可带RS485通讯接口、模拟量数据转换、开关量输入/输出等功能
10 电能质量监测 APView500 wKgZoWc6-cKAMugoAAAwcjxdK5E274.png 实时监测电压偏差、频率俯差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、诺波等电能质量,记录各类电能质量事件,定位扰动源。
11 防孤岛装置 AM5SE-IS wKgZoWc6-cKAA3PYAABUDZT9nkc258.png 防孤岛保护装置,当外部电网停电后断开和电网连接
12 箱变测控装置 AM6-PWC wKgaoWc6-cOAZ57pAABBTc6_r8U061.png 置针对光伏、风能、储能升压变不同要求研发的集保护,测控,通讯一体化装置,具备保护、通信管理机功能、环网交换机功能的测控装置
13 通信管理机 ANet-2E851 wKgZoWc6-cSAJnoVAAAs5OmKen8353.png 能够根据不同的采集规的进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据果集汇总:
提供规约转换、透明转发、数据加密压缩、数据转换、边缘计算等多项功能:实时多任务并行处理数据采集和数据转发,可多路上送平台据:
14 串口服务器 Aport wKgaoWc6-cSAW0SZAAAxewzGY8o471.png 功能:转换“辅助系统"的状态数据,反馈到能量管理系统中。
1)空调的开关,调温,及完全断电(二次开关实现)
2)上传配电柜各个空开信号
3)上传UPS内部电量信息等
4)接入电表、BSMU等设备
15 遥信模块 ARTU-K16 wKgZoWc6-cWAV3hEAAAv3-g-Oss200.png 1)反馈各个设备状态,将相关数据到串口服务器:
读消防VO信号,并转发给到上层(关机、事件上报等)
2)采集水浸传感器信息,并转发3)给到上层(水浸信号事件上报)
4)读取门禁程传感器信息,并转发

7结语

太阳能是现阶段以及未来*为理想的清洁能源,光伏发电具有非常高的环保价值,非常适合进行推广应用。屋顶分布式光伏发电技术是近年出现的一种新兴发电技术,具有较高的经济性和环保性,相关人员要深入研究这项技术,加大研发力度,促进我国电力行业的蓬勃发展。

参考文献

[1] 王志敏.分布式光伏发电的现状分析及技术改进研究[C]//中国电力设备管理协会.中国电力设备管理协会*二届*一次会员代表大会论文集(1).北京:中国电力设备管理协会*二届*一次会员代表大会,2022:206-211.

[2] 向萌.分布式光伏发电的现状分析及技术改进研究[J].工程

[3] 张建设玺.与谈“设双计碳,20”目22(标8下广):39-41.西农村屋顶分布式光伏发电的技术与发展[J].红水河,2022,41(2):80-83.

[4] 李义,刘志胜.高速公路沿线发展分布式光伏发电项目可行性研究[J].科技与创新,2022(4):173-176,181.

[5] 崔宗海,分布式光伏发电应用分析及技术研究[J].电力设备管理,2023(7):63-65.

[6] 张西宇.屋顶分布式光伏发电技术应用研究

[7] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022年05版

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    分布式为企业带来哪些便捷!

    发改能源〔2022〕206号文件指出:“在农村地区优先支持屋顶分布式发电以及沼气发电等生物质
    的头像 发表于 11-18 15:34 91次阅读
    <b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>为企业带来哪些便捷!

    浅谈屋顶分布式发电技术的设计与应用

    【摘要】为了缓解城市用电紧张袁降低人们的用电成本,可以在工业园区、办公楼屋顶等场所应用屋顶分布式发电
    的头像 发表于 11-11 15:10 276次阅读
    浅谈<b class='flag-5'>屋顶</b><b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b><b class='flag-5'>发电</b><b class='flag-5'>技术</b>的设计与应用

    &quot;互联网+在分布式发电监控系统设计起到什么作用

    满足这一需求的重要手段,本文介绍了安科瑞分布式监控系统在鄂托克旗巴音乌苏六保煤矿5MW分布式
    的头像 发表于 10-31 14:54 199次阅读
    &quot;互联网+在<b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b><b class='flag-5'>发电</b>监控系统设计起到什么作用

    分布式电站380V并网运维管理方案

    1、背景 国家政策 发改能源〔2022〕206号文件指出:“在农村地区优先支持屋顶分布式
    的头像 发表于 10-31 10:55 243次阅读
    <b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>电站380V并网运维管理方案

    解决电网逆流难题,实现分布式发电全部自发自用

    2024年10月9日,国家能源局综合司发布了《分布式发电开发建设管理办法(征求意见稿)》,意见稿规定了户用分布式
    的头像 发表于 10-31 08:09 437次阅读
    解决电网逆流难题,实现<b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b><b class='flag-5'>发电</b>全部自发自用

    浅谈宜宾高新区和同程一期屋顶分布式发电项目的研究与设计

    本文就Acrel-1000DP分布式监控系统和功率预测软件在和同程一期屋顶
    的头像 发表于 10-09 10:03 344次阅读
    浅谈宜宾高新区和<b class='flag-5'>光</b>同程一期<b class='flag-5'>屋顶</b><b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b><b class='flag-5'>发电</b>项目的研究与设计

    分布式监控系统在养殖场分布式发电项目中的应用

    项目,通过在厂房屋顶铺设分布式,实现发电自发
    发表于 09-23 17:46 0次下载

    4.03MW分布式监控系统并网需要哪些功能

    1.发电主要包括集中式发电分布式
    的头像 发表于 09-10 13:52 250次阅读
    4.03MW<b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>监控系统并网需要哪些功能

    分布式发电对低压电网的影响与对策

    分布式发电作为一种新型的能源与能源的综合利用模式,具有形式灵活、管理与运行成本低廉等优点,在无噪声、无空气与水体污染的情况下,具有显著的环保效益,对于优化能源结构,实现节能减排,具
    的头像 发表于 07-31 09:25 672次阅读
    <b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b><b class='flag-5'>发电</b>对低压电网的影响与对策

    某制造公司屋顶分布式发电案例分享--分布式电力监控系统解决方案

    分布式监控系统 分布式监控电力系统遵循安全可靠、经济合理原则,满足电力系统自动化总体规
    的头像 发表于 05-08 14:23 686次阅读
    某制造公司<b class='flag-5'>屋顶</b><b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b><b class='flag-5'>发电</b>案例分享--<b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>电力监控系统解决方案

    分布式发电有哪些优点?分布式发电有哪些应用形式?

    分布式发电是一种在用户附近或用电现场配置的小型发电
    的头像 发表于 04-29 17:44 3891次阅读

    分布式监控系统解决方案

    程瑜 安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801 摘 要: 分布式发电特指在用户场地附近建设,运行方式多为自发自用,余电上网,部分项目采用全额上网模式。
    的头像 发表于 04-22 15:56 904次阅读
    <b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>监控系统解决方案

    分布式电站的运维管理/分布式监控系统

    安科瑞薛瑶瑶 摘要:随着近些年我国对节能降耗关注力度的持续加大,为满足人们不断增长的电能需求,发电产业得到迅猛发展,其中分布式
    的头像 发表于 04-15 15:30 721次阅读
    <b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>电站的运维管理/<b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>监控系统

    工商业企业屋顶 分布式发电系统

    安科瑞 程瑜 云平台简介 目前我国的两种分布式用场景分别是:广大农村屋顶的户用光和工商业企业屋顶
    的头像 发表于 03-15 14:21 1126次阅读
    工商业企业<b class='flag-5'>屋顶</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b> <b class='flag-5'>分布式</b><b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b><b class='flag-5'>发电</b>系统

    分布式发电有哪些应用场景分布式发电的经济效益如何?

    建筑物屋顶:在城市和农村的建筑屋顶安装电池板,利用阳光发电,可以满足建筑物的电力需求,同时也可以为电网提供电力。
    的头像 发表于 12-12 10:27 3131次阅读