安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏监控系统在浙江安吉成新照明电器有限公司分布式光伏发电项目中的应用

摘 要：分布式光伏发电站是指将光伏发电组件安装在用户的建筑物屋顶、空地或其他适合的场地上，利用太阳能进行发电的一种可再生能源利用方式，与传统的大型集中式光伏电站相比，分布式光伏发电具有更灵活的布局、更低的建设成本和更高的能效，能够有效满足用户的用电需求，同时减轻对环境的影响。电站通常由光伏组件、逆变器、支架系统、电缆和监控系统等几个主要部分组成，光伏组件是将太阳光转化为电能的核心部分；逆变器则将直流电转换为交流电；支架系统用于固定光伏组件；电缆用于连接各个组件；而监控系统则用于主要用于实时监测、数据分析和故障诊断。本文介绍了安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏监控系统在浙江安吉成新照明电器有限公司3234.465kWp分布式光伏发电项目中的应用，该系统的应用有效提升了光伏发电系统的运行效率和可靠性。

关键词：可再生能源；分布式光伏；光伏监控系统

01

项目概述

浙江安吉成新照明电器有限公司是螺旋节能灯毛管专业生产型企业，成立于2007年6月，拥有全自动生产线、强大的技术实力以及经验丰富的管理队伍，专业生产绿环保型产品，是政府倡导的朝阳产业。

浙江安吉成新照明电器有限公司3234.465kWp分布式光伏发电项目（以下简称“本项目”）由湖州翔傲电力科技有限公司投资，采用“全额上网”模式，建设光伏电站总容量为3234.465kWp。项目位于浙江省湖州市安吉县溪龙乡溪龙村凉亭岗自然村，利用浙江安吉成新照明电器有限公司的厂房屋顶安装太阳能光伏板，项目预计首年发电量304.77万kWh，25年总发电量7106.03万kWh，年平均发电量284.24万kWh。每年可节约燃烧标准煤约932.31吨，相应每年可减少燃煤所造成的多种有害气体的排放，其中二氧化硫（SO2）85.27吨，氮氧化合物（NOx）42.63吨，粉尘773.13吨，可减轻排放温室效应性气体二氧化碳（CO2）2833.87吨。

02

用电现状

浙江安吉成新照明电器有限公司由10kV电压等级供电，现有10kV降压配电房1座，配变总规模为630kVA+250kVA，电源来自110kV溪龙变电站10kV溪工202线#2+1杆，采用高供高计计量方式。

图2.1 一次主接线图（现状）

03

分布式光伏设计

本项目利用浙江安吉成新照明电器有限公司6个厂房屋顶，合计约24000平方米，建设总装机规模为3234.465kWp的光伏发电项目。共采用585W单晶硅太阳能电池组件5529块，通过串/并联方式组成光伏发电阵列，发电单元内每18/19/20/21/22/24/25/26块光伏组件串联为一个光伏组串，并联组串数共298串，组串式逆变器10台，容量为320kW/196kW/230kW，输出为0.8kV低压交流电压，分别接入变压器升压至10kV，经开关站后接入至10kV线路，以10kV电压等级接入电网，采用“全额上网”接入。

图3.1 光伏接入系统示意图

图3.2 光伏组件布置图

04

技术方案

本项目配置了Acrel-1000DP分布式光伏监控系统，实现对光伏电站的集中管理，包括设备的状态监测、故障报警、运行参数设置等，并通过远动网关将光伏电站的信息上传到调度中心。

新建并网点光伏开关站中电气设备包括2台1600kVA干式变压器，高压柜7台，交直流屏、综合保护屏、远动通讯屏各1面；其中10kV光伏开关站中继电保护装置采用线路保护装置，配置方向过流保护；并网点配置电能质量在线监测装置、防孤岛保护装置等设备。

4.1.二次电气设备

1）线路保护装置

线路保护装置主要功能是确保电气设备的安全运行。装置实时监测电流、电压等电气参数，一旦检测到异常，如过载、短路或接地故障，线路保护装置会迅速切断电源，从而防止设备损坏和火灾风险。

2）防孤岛装置

在电网失电的情况下，分布式电源未能够及时与电网断开连接，会形成孤岛状态，这种状态可能造成分布式电源不可控、电网恢复时的电压和频率不匹配等问题。防孤岛装置通过实时监测电网状态，一旦检测到电网断电，能够在规定的时间内迅速切断分布式电源与电网的连接，同时，防孤岛装置还具有多种保护功能，如高频、低频、过电压、低电压保护等，能保障电力系统的稳定运行。

3）故障解列装置

装置能够监测电网的实时状态，一旦检测到异常或故障信号，如短路、过载等，它会立即启动，将故障储能单元或设备与电网断开，既能防止故障设备对电网造成进一步损害，也确保其他正常运行的储能单元继续供电，保障用户的电力需求。

4.2.电能质量在线监测装置

电能质量在线监测装置能够实时监测储能站接入电网后的电能质量，包括电压偏差、频率偏差、谐波含量、三相不平衡度等关键指标。通过测量与分析，它能够及时发现电能质量问题，如电压波动、谐波污染等，为运维人员提供及时的告警信息，此外，电能质量在线监测装置的数据记录功能还可为后续的故障排查和电能质量治理提供有力支持。

4.3.Ⅱ型网络安全监测装置

Ⅱ型网络安全监测装置搭配探针软件能够实时监测系统中的网络流量和数据包，通过探针软件的深度分析，识别和记录潜在的网络安全威胁和异常行为，及时发出警报并采取相应措施，从而有效防止网络攻击、数据泄露和系统故障，为系统的可靠运行提供坚强的网络安全支撑。

05

系统结构

本项使用基于国产操作系统的分布式光伏监控系统Acrel-1000DP，系统结构采用分层分布式，分成站控层、通信层和设备层。

站控层负责对整个系统进行集中管理和控制。操作员可以实时监控系统状态，进行数据分析与处理，从而实现对生产过程的智能调度与优化。

通信层负责信息传递与数据交互，确保各个设备和系统组件之间能够无缝连接和协同工作，此外，通信层还可以支持多种网络拓扑结构，适应不同规模和需求的应用场景，保证系统的灵活性和可扩展性。

设备层涵盖了各种传感器、执行器和控制器等硬件设备。这些设备负责采集现场数据并执行控制指令，是实现自动化操作的核心。

图5.1系统拓扑图

06

现场图片

图6.1 预制舱（高压室、低压室、二次设备室）

图6.2 高压柜

图6.3二次设备组屏

07

系统功能

7.1.实时监测

系统可以直观的展示新建光伏电站的一次系统图，实时显示采集到的各类数据，包括电站内开关柜和故障解列、防孤岛装置等二次设备的电压、电流、功率等关键参数，以及开关柜内断路器、手车的分合状态等。

图7.1 实时监测

7.2.逆变器监测

逆变器数据监测功能是光伏发电监控系统中的一个关键组成部分，它负责收集、分析和处理逆变器的运行数据，包括电压、电流、功率和温度等参数，以确保光伏发电系统的稳定运行，通过数据监测，用户可以及时发现系统异常，进行故障诊断与维护，提高系统的整体效率与可靠性。

图7.2 逆变器监测

7.3.电能质量在线监测

系统可以对整个供电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。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、三相电压不平衡度百分比和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度百分比和正序/负序/零序电流值。

图7.3 电能质量实时数据监测界面

7.4.调度上传

系统通过远动装置、纵向加密装置将采集到的光伏电站信息安全上传至湖州地调，为保证数据网络的安全，配置了网络安全监测装置搭配探针软件，对网络中的数据流量、异常行为和潜在威胁进行实时监测和分析，以实现对光伏电站信息网络的保护，确保信息传输的可靠性和安全性。

图7.4 数据上传调度

7.5.电力安全防护

为了确保系统安全、稳定运作，在验收前需要结合网安设备对监控主机、交换机、网关和调度系统之间的网络安全进行测试。针对监控主机，需要对网络白名单、登陆事件、关键目录/文件篡改行为进行检测，同时识别网络端口潜在的安全风险，包括非法端口、网络外联等问题；交换机作为数据流量的枢纽，需要检测是否能够有效防御网络攻击，检验功能包括配置变更、修改用户名密码、登陆事件、网口up/down、交换机离线/上线等；对于远动网关的验收，主要在于确保数据传输过程中的安全，主要检验功能包括网络白名单、登陆事件、关键目录/文件篡改行为、网络外联和开放非法端口事件。

图7.5 网安设备安全功能验收

08

结语

分布式屋顶光伏系统作为可再生能源的重要组成部分，近年来在中国乃至全球范围内迅速发展。系统通过在建筑物的屋顶安装太阳能板来将太阳能转化为电能，既可供建筑自身使用，也可并入电网，从技术角度分析，分布式光伏监控系统的引入使得用户可以实时监测发电情况，优化能源使用，确保系统的运行与维护，进一步结合储能系统后，还能提升用户的用电自主性，增加对电网的独立性。