1.概述

針對用戶新能源接入后存在安全隱患、缺少有效監(jiān)控、發(fā)電效率無法保證、收益計(jì)算困難、運(yùn)行維護(hù)效率低等通點(diǎn)，提出的Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，對整個(gè)用戶電站全面監(jiān)控，為用戶實(shí)現(xiàn)降低能源使用成本、減輕變壓器負(fù)載、余電上網(wǎng)，提高收益；節(jié)能減碳，符合國家政策。

2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本次工程的方案設(shè)計(jì)過程中，我們遵循的基本原則：先進(jìn)、可靠、實(shí)用、安全。本次設(shè)計(jì)參考如下標(biāo)準(zhǔn)：

1）主要國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50053-2013

（2）《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50052-2009

（3）《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50054-2011

4）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50057-2010

（5）《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB51348-2019

（6）《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB 50034-2013

（7）《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50227-2017

（8）《電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB 50217-2018

（9）《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB/T 50062-2008

（10）《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》 GB/T 14285-2006

（11）《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50065-2011

（12）《交流電氣裝置的過壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB/T 50064-2014

（13）《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T  50063-2017

（14）《光伏發(fā)電站無功補(bǔ)償技術(shù)規(guī)范》GB/T29321-2012

（15）《光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB/T 50865 - 2013

（16）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018版） GB 50016-2014

（17）《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》  GB50055-2011

（18）《3~110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》  GB50060-2008

2）主要行業(yè)、地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）《電力工程直流電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T 5044-2014

（2）《電力工程制圖標(biāo)準(zhǔn)第1部分：一般規(guī)則部分》DL/T 5028.1-2015

（3）《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》  DL/T 5222

（4）《10kV及以下電力用戶業(yè)護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》DB35/T 1036-2019

（5）《戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 第2-5部分：設(shè)計(jì)規(guī)范系統(tǒng)接入設(shè)計(jì)》T/CPIA 0011.205-2019

（6）《戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》 T/CEC 333-2020

3）主要企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及圖集

（1）《電能計(jì)量裝置通用設(shè)計(jì)規(guī)范》 Q/GDW 10347-2016

（2）《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》Q/GDW 617-2011

（3）《分布式電源接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》Q/GDW11147-2017

（4）《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》Q/GDW 1617-2015

（5）《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》Q/GDW 1480-2015

（6）《分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目接入系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)》

以上引用文件，隨最新版本相應(yīng)更改為最新版本引用文件。

3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含：

1、光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)

2、光功率預(yù)測系統(tǒng)

3、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)

4、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置

5、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

6、箱變測控裝置

7、無線測溫裝置

8、電能量計(jì)量系統(tǒng)

9、AGC/AVC 調(diào)控系統(tǒng)

10、遠(yuǎn)方調(diào)度上傳系統(tǒng)

4.主要功能與技術(shù)參數(shù)

4.1 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

1、數(shù)據(jù)采集和處理

監(jiān)控系統(tǒng)通過通信管理機(jī)實(shí)時(shí)采集光伏逆變器的模擬量、狀態(tài)量等信息量；通過公共接口設(shè)備接受來自其他通信裝置的數(shù)據(jù)。

對所采集的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行數(shù)字濾波、有效性檢查，工程值轉(zhuǎn)換、信號(hào)接點(diǎn)抖動(dòng)消除、刻度計(jì)算、人工置入等加工。從而提供電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、系統(tǒng)總功率、總發(fā)電量、溫度等各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

1）采集信號(hào)的類型。采集信號(hào)的類型分為模擬量、狀態(tài)量（開關(guān)量）。

a）模擬量包括各逆變器電流、電壓、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、溫度量、總有功無功、日發(fā)電量、總發(fā)電量等。

b）狀態(tài)量包括斷路器、隔離開關(guān)以及接地開關(guān)的位置信號(hào)、一次設(shè)備的告警信號(hào)、繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作及告警信號(hào)、運(yùn)行監(jiān)視信號(hào)等。

2）信號(hào)輸入方式。

a）模擬量輸入。間隔層測控裝置電氣量除直流電壓、溫度通過變送器輸入外，其余電氣量采用交流采樣。

b）狀態(tài)量（開關(guān)量）輸入。通過外部無源接點(diǎn)輸入，斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)（手車位置）等取雙位置接點(diǎn)信號(hào)。

c）保護(hù)信號(hào)的輸入。重要的保護(hù)動(dòng)作、裝置故障信號(hào)等通過無源接點(diǎn)輸入；其余保護(hù)信號(hào)通過以太網(wǎng)接口或串口與監(jiān)控系統(tǒng)相連，或通過繼電保護(hù)及故障信息管理子站獲得各類保護(hù)信息。

d）公共接口設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)的公用接口設(shè)備采用數(shù)據(jù)通信方式收集各類信息，負(fù)責(zé)直流電源系統(tǒng)、交流不停電系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警裝置及主要設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)等子系統(tǒng)的接入，其容量及接口數(shù)量滿足以上所有設(shè)備的接入，并留有一定的余度，具備可擴(kuò)充性以滿足終期要求。

3）數(shù)據(jù)處理。

a）模擬量處理。實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行相轉(zhuǎn)換、濾波及數(shù)據(jù)庫更新等。

b）狀態(tài)量處理。實(shí)時(shí)采集狀態(tài)量并進(jìn)行濾波及數(shù)據(jù)庫更新等。

2、數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)

1）數(shù)據(jù)庫的建立。

a）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。存儲(chǔ)監(jiān)控系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其數(shù)值根據(jù)運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)變化而不斷更新，記錄被監(jiān)控設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。

b）歷史數(shù)據(jù)庫。對于需要長期保存的重要數(shù)據(jù)將存放在歷史數(shù)據(jù)庫中。提供通用數(shù)據(jù)庫，記錄周期為1min、5min、30min、60min任意調(diào)節(jié)。歷史數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線滾動(dòng)存儲(chǔ)5年，無需人工干預(yù)。所有的歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到光盤或磁帶等大容量存儲(chǔ)設(shè)備上作為長期存檔。對于狀態(tài)量變位、事件、模擬量越限等信息，按時(shí)間順序分類保存在歷史事件庫中，并保存10年，以供查詢。

2）數(shù)據(jù)庫的維護(hù)。

a）數(shù)據(jù)庫便于擴(kuò)充和維護(hù)，保證數(shù)據(jù)的一致性、安全性；具備在線修改或離線生成數(shù)據(jù)庫的功能；用人—機(jī)交互方式對數(shù)據(jù)庫中的各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行修改和增刪。修改的主要內(nèi)容有：各數(shù)據(jù)項(xiàng)的編號(hào)，各數(shù)據(jù)項(xiàng)的文字描述，對狀態(tài)量的狀態(tài)描述，各輸入量報(bào)警處理的定義，模擬量的告警上限、物理上限，告警下限、物理下限，模擬量的采集周期，模擬量越限處理的超越定值，模擬量轉(zhuǎn)換的計(jì)算系數(shù)，狀態(tài)量狀態(tài)正常、異常的定義，電能量計(jì)算的各種參數(shù)，輸出控制的各種參數(shù)，對多個(gè)狀態(tài)量的邏輯運(yùn)算定義等；

b）具備交互式查詢和調(diào)用的功能。

3、報(bào)警處理

監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報(bào)警功能。事故報(bào)警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)；預(yù)告報(bào)警包括一般逆變器狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1） 事故報(bào)警。事故狀態(tài)方式時(shí)，事故報(bào)警立即發(fā)出音響報(bào)警（報(bào)警音量任意調(diào)節(jié)），操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設(shè)備變位，同時(shí)彈窗顯示紅色報(bào)警條文，報(bào)警分為實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警，歷史報(bào)警條文具備選擇查詢并打印的功能。

事故報(bào)警通過手動(dòng)，每次確認(rèn)一次報(bào)警。報(bào)警一旦確認(rèn)，聲音、閃光即停止。

第一次事故報(bào)警發(fā)生階段，允許下一個(gè)報(bào)警信號(hào)進(jìn)入，即第二次報(bào)警不覆蓋上一次的報(bào)警內(nèi)容。報(bào)警處理具備在主計(jì)算機(jī)上予以定義或退出的功能。

2） 對每一測量值（包括計(jì)算量值），由用戶序列設(shè)置四種規(guī)定的運(yùn)行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預(yù)告報(bào)警和事故報(bào)警。

3） 開關(guān)事故跳閘到次數(shù)或開關(guān)拉閘到次數(shù)，推出報(bào)警信息，提示用戶檢修。

4）報(bào)警方式。

報(bào)警方式具有多種表現(xiàn)形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報(bào)警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據(jù)自己的需要添加或修改報(bào)警信息。

a）彈窗告警（內(nèi)容包括事件發(fā)生時(shí)間、事件類型、事件位置）；

b）畫面閃爍告警；

c）驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器告警；

d）語言告警；

e）短信告警；

f）電話告警；

4、事件順序記錄

當(dāng)光伏電站一次設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，將引起繼電保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)跳閘，事件順序記錄功能將事件過程中各設(shè)備動(dòng)作順序，帶時(shí)標(biāo)記錄、存儲(chǔ)、顯示、打印，生成事件記錄報(bào)告，供查詢。系統(tǒng)保存1年的事件順序記錄條文。事件分辨率：測控裝置小于或等于1ms，站控層小于或等于2ms。事件順序記錄帶時(shí)標(biāo)及時(shí)送往調(diào)度主站。

系統(tǒng)具備生成事故追憶表的功能，自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù)，包括開關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

用戶具備自定義事故追憶的啟動(dòng)事件的功能，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)由用戶和隨意修改。

5、畫面生成及顯示

分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)具有電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龉δ?，?shí)時(shí)查看各個(gè)設(shè)備狀態(tài)。所有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)畫面存儲(chǔ)。具有圖元編輯圖形制作功能，使用戶實(shí)現(xiàn)在任一臺(tái)主計(jì)算機(jī)或操作員工作站上均方便直觀的完成實(shí)時(shí)畫面的在線編輯、修改、定義、生成、刪除、調(diào)用和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫連接等功能。在主控室操作員工作站顯示器上顯示的各種信息以報(bào)告、圖形等形式提供給運(yùn)行人員。

1）畫面顯示內(nèi)容。

a）所有光伏電站的數(shù)量、裝機(jī)容量、實(shí)時(shí)發(fā)電功率；累計(jì)日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益；以及所累積社會(huì)效益并通過柱狀圖展示月發(fā)電量。

b）電站狀態(tài)展示當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補(bǔ)貼電價(jià)，峰值功率等基本參數(shù)；統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。點(diǎn)擊右上角視頻畫面可全屏觀看，點(diǎn)擊最下方逆變器的查看詳情可跳轉(zhuǎn)至逆變器狀態(tài)頁面查看該逆變器運(yùn)行詳情。

c）全站電氣主接線圖包括實(shí)時(shí)展示逆變器交、直流側(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)前逆變器接入組件數(shù)量，并展示當(dāng)前輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)以及逆變器廠商、型號(hào)，顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各主要電氣量(電流、電壓、頻率、有功、無功)等的實(shí)時(shí)值；

d）電壓、功率、輻照度等實(shí)時(shí)及歷史曲線顯示，棒圖（發(fā)電量、電壓和負(fù)荷監(jiān)視）；

e）測控單元及全站報(bào)警顯示圖；

f）監(jiān)控系統(tǒng)配置及運(yùn)行工況圖；

g）保護(hù)配置圖；

h）直流系統(tǒng)圖；

i）站用電系統(tǒng)圖；

j）報(bào)告顯示（包括報(bào)警、事故和常規(guī)運(yùn)行數(shù)據(jù)）；

k）表格顯示（如設(shè)備運(yùn)行參數(shù)表、各種報(bào)表等）；

l）操作票顯示；

m）時(shí)間和安全運(yùn)行天數(shù)顯示。

n）常用功能的功能面板顯示。

o）各分頁面導(dǎo)航按鈕顯示。

p）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

q）2.5D布局圖

r）界面定制化

2）輸出方式及要求。

a）電氣主接線圖中包括光伏系統(tǒng)電氣量實(shí)時(shí)值，逆變器與測控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、潮流方向，斷路器、隔離刀閘、地刀位置開關(guān)位置等；

b）畫面上顯示的文字為中文；

c）圖形和曲線具備儲(chǔ)存及硬拷貝的功能；

d）用戶具備生成、制作、修改圖形的功能。在一個(gè)工作站上制作的圖形送往其他工作站；

e）電壓棒圖及曲線的時(shí)標(biāo)刻度、采樣周期由用戶選擇；

f）每幅圖形均標(biāo)注有日歷時(shí)間；

g）圖形中所缺數(shù)據(jù)由人工置入。

6.分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng) 典型配置

1.0.4kV并網(wǎng)系統(tǒng)自發(fā)自用/余量上網(wǎng)的0.4kV并網(wǎng)光伏電站，以380V一點(diǎn)或多點(diǎn)接入配電箱/線路、箱變或配電室低壓母線（用戶）。單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)參考裝機(jī)容量20kW～400kW，采用三相接入公共電網(wǎng)配電室、箱變或柱上變壓器低壓母線；裝機(jī)容量8kW 及以下，可采用單相接入公共電網(wǎng)配電箱或線路。

常需要在并網(wǎng)點(diǎn)配置防孤島裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，部分項(xiàng)目在公共電網(wǎng)配線箱或線路并網(wǎng)的項(xiàng)目，僅在并網(wǎng)點(diǎn)安裝表計(jì)產(chǎn)品，上傳平臺(tái)運(yùn)維。

2.10kV并網(wǎng)系統(tǒng)

自發(fā)自用/余量上網(wǎng)的10kV并網(wǎng)光伏電站，以多點(diǎn)接入用戶10kV母線、用戶箱變或配電室（用戶）。單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)參考裝機(jī)容量400kW～6MW。

常需要在并網(wǎng)點(diǎn)配置防孤島裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、故障解列裝置、頻率電壓緊急控制裝置組成安全自動(dòng)裝置屏，10kV并網(wǎng)點(diǎn)計(jì)量關(guān)口表，部分項(xiàng)目需要上傳調(diào)度中心，增加遠(yuǎn)動(dòng)上傳相關(guān)通信設(shè)備。

針對單獨(dú)建立的10kV光伏配電房需配置常規(guī)的繼電保護(hù)產(chǎn)品，可配置無線測溫類產(chǎn)品。