光伏電站管理系統(tǒng)，發(fā)電功率監(jiān)測

光伏發(fā)電功率預測是解決此問題的關鍵技術之一，開展光伏電站發(fā)電功率預測方法與系統(tǒng)研究具有重要的學術與應用價值。因此，如何準確的開展光伏電站的功率預測，近幾年成為研究的熱點。

1 概述

“十四五"期間，隨著“雙碳"目標提出及逐步落實，本就呈現出較好發(fā)展勢頭的分布式光伏發(fā)展有望大幅提速。就“十四五"光伏發(fā)展規(guī)劃，能源研究所可再生能源發(fā)展中心副主任陶冶表示，“雙碳"目標意味著產業(yè)結構的調整，未來10年，新能源裝機將保持在110GW以上的年增速，這里面包含集中式光伏電站和分布式光伏電站。相較于集中式電站來說，分布式對土地等自然資源沒有依賴，各個地方的屋頂就是分布式電站的形成基礎，在碳中和方案的可選項中，分布式光伏由于其靈活性必將被大力發(fā)展，目前已有河北、甘肅、安徽、浙江、陜西等9省發(fā)布關于分布式光伏整縣推進工作的通知。

目前我國的兩種分布式應用場景分別是：廣大農村屋頂的戶用光伏和業(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。

2 相關標準

根據電網Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術規(guī)定》：分布式電源并網電壓等級可根據各并網點裝機容量進行初步選擇，推薦如下：8kW 及以下可接入220V；8kW~400kW可接入380V；400kW~6000kW可接入10kV；5000kW~30000kW以上可接入35kV。最終并網電壓等級應根據電網條件，通過技術經濟比選論證確定。若高低兩級電壓均具備接入條件，優(yōu)先采用低電壓等級接入。

Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術規(guī)定》

GB/T 29319-2012  《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網技術規(guī)定》

GB 50797-2012  《光伏發(fā)電站設計規(guī)范》

Q/GDW1617-2015 《光伏電站接入電網技術規(guī)定》

JGJ203-2010      《民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應用技術規(guī)范》

3 解決方案

3.1 交流220V并網

交流220V并網的光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于居民屋頂光伏發(fā)電，裝機功率在8kW左右。戶用光伏電站今年發(fā)展非常迅猛，根據網站提供的數據，截至2021年6月底，全國累計納入2021年財政補貼規(guī)模戶用光伏項目裝機容量為586.14萬千瓦，這相當于6個月在居民屋頂建造了四分之一個三峽水電站。

部分小型光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。光伏電站規(guī)模較小，而且比較分散，對于光伏電站的管理者來說，通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

3.2 交流380V并網

根據電網Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術規(guī)定》，8kW~400kW可380V并網，超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點380V并網，以當地電力部門的審批意見為準。這類分布式光伏多為業(yè)企業(yè)屋頂光伏，自發(fā)自用，余電上網。分布式光伏接入配電網前，應明確計量點，計量點設置除應考慮產權分界點外，還應考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個計量點均應裝設雙向電能計量裝置，其設備配置和技術要求符合 DL/T 448 的相關規(guī)定，以及相關標準、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術性能應滿足電網公司關于智能電能表的相關標準。用于結算和考核的分布式電源計量裝置，應安裝采集設備，接入用電信息采集統(tǒng)，實現用電信息的遠程自動采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然后接入企業(yè)380V電網，實現自發(fā)自用，余電上網。在380V并網點前需要安裝計量電表用于計量光伏發(fā)電量，同時在企業(yè)電網和公共電網連接處也需要安裝雙向計量電表，用于計量企業(yè)上網電量，數據均應上傳供電部門用電信息采集系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電補貼和上網電量結算。

部分光伏電站并網點需要監(jiān)測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波 THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監(jiān)測裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。

這種并網模式單體光伏電站規(guī)模適中，可通過云平臺采用光伏發(fā)電數據和儲能系統(tǒng)運行數據，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

3.3 10kV或35kV并網

跟據《關于2019年風電、光伏發(fā)電項目建設有關事項通知》（國發(fā)新能〔2019〕49號），對于需要補貼的新建業(yè)分布式光伏發(fā)電項目，需要滿足單點并網裝機容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網運行安全技術要求的前提下，通過內部多點接入配電系統(tǒng)。

此類分布式光伏裝機容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓后接入電網。由于裝機容量較大，可能對公共電網造成比較大的干擾，因此供電部門對于此規(guī)模的分布式光伏電站穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質量以及和調度的通信要求都比較高。

光伏電站并網點需要監(jiān)測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波 THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監(jiān)測裝置。

上圖為一個1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據情況可不設置)，經過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網。由于光伏電站裝機容量比較大，涉及到的保護和測控設備比較多，主要如下表：

4.光伏運維平臺

Acrelcloud-1200光伏智能監(jiān)測系統(tǒng)方案采用B/S架構，任何具備權限的用戶都可以通過WEB 瀏覽器根據權限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內各建筑的光伏電站的運行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

1）顯示接入的電站位置、數量、裝機容量、發(fā)電量信息、社會效益以及年發(fā)電量排名。

2）顯示單個場站當日實時發(fā)電功率、氣象數據（溫度、濕度、風力、太陽輻照度）、日/月/年發(fā)電量、收益、發(fā)電功率及發(fā)電量趨勢曲線、現場視頻信息以及逆變器信息等。

3）顯示單個逆變器詳細數據，包括逆變器信息、實時發(fā)電功率、日/月/年發(fā)電量、收益、發(fā)電功率及發(fā)電量趨勢曲線、直流側和交流側數據等。

4）異常報警：異常事件分為三個級別：普通、嚴重和事故，便于用戶篩選異常信息。

太陽能屬于可再生能源，具有清潔無污染、儲量大、可再生等特點，是目前人類所知的可利用的新能源之一。黨的報告中提出了要推動能源轉型，減少煤炭消費，堅定不移地推進清潔發(fā)展。2018年據相關機構預測，新增光伏裝機約106GW，新增裝機規(guī)模約40GW。光伏電站管理系統(tǒng)，發(fā)電功率監(jiān)測

說起發(fā)電功率，我們就會起到與它相關的功率因數，功率因數是衡量一個企業(yè)用電是否經濟運行的重要指標，在如今光伏發(fā)電普及的情況下，多數企業(yè)在安裝光伏發(fā)電后，會遇到功率因素降低的情況，那么具體原因是什么呢？功率因數的高低,直接關系到電力網中的電能損耗,供電線路的電壓波動和電壓損失,以及電力系統(tǒng)的安全和經濟運行及合理利用能源。