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徐悅
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1.概述
針對(duì)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(wú)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(duì)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(guó)家政策。
2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
本次工程的方案設(shè)計(jì)過(guò)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(guó)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(guò)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(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50063-2017
(14)《光伏發(fā)電站無(wú)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(cè)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(cè)裝置
6、箱變測(cè)控裝置
7、無(wú)線測(cè)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(guò)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(guò)公共接口設(shè)備接受來(lái)自其他通信裝置的數(shù)據(jù)。
對(duì)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(wú)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(kāi)關(guān)量)。
a)模擬量包括各逆變器電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、溫度量、總有功無(wú)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(kāi)關(guān)以及接地開(kāi)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(cè)控裝置電氣量除直流電壓、溫度通過(guò)變送器輸入外,其余電氣量采用交流采樣。
b)狀態(tài)量(開(kāi)關(guān)量)輸入。通過(guò)外部無(wú)源接點(diǎn)輸入,斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)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(guò)無(wú)源接點(diǎn)輸入;其余保護(hù)信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)接口或串口與監(jiān)控系統(tǒng)相連,或通過(guò)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(cè)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(kù)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(kù)更新等。
2、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與維護(hù)
1)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。
a)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。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(kù)。對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)將存放在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。提供通用數(shù)據(jù)庫(kù),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(wú)需人工干預(yù)。所有的歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到光盤(pán)或磁帶等大容量存儲(chǔ)設(shè)備上作為長(zhǎng)期存檔。對(duì)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(kù)中,并保存10年,以供查詢。
2)數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)。
a)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)的功能;用人—機(jī)交互方式對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(duì)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(huà)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(guò)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(duì)每一測(cè)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(kāi)關(guān)事故跳閘到次數(shù)或開(kāi)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(huà)面閃爍、聲光報(bào)警器、語(yǔ)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(huà)面閃爍告警;
c)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器告警;
d)語(yǔ)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(kāi)關(guān)跳閘,事件順序記錄功能將事件過(guò)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(cè)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(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)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(huà)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埽瑢?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(huà)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(huà)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(kù)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(huà)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(guò)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(cè)現(xiàn)場(chǎng)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(huà)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(yè)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(wú)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(cè)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(yè)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(cè)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(kāi)關(guān)位置等;
b)畫(huà)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(cè)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(cè)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(duì)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(wú)線測(cè)溫類產(chǎn)品。
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Acrel-1000智能配電運(yùn)維云系統(tǒng)
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