摘要：分布式光伏發電系統，主要安裝于屋頂、建筑立面或空閑土地，靠近用電負荷中心。預計到2025年，該系統將在全球及中國顯著增長，成為能源轉型和可持續發展的重要力量。國家能源局于2025年1月發布《分布式光伏發電開發建設管理辦法》，明確了分布式光伏的分類、上網模式、備案管理、電網接入等規定。分布式光伏未來將朝規范化、差異化、市場化方向發展，助力實現“雙碳"目標和新型電力系統構建。為滿足政策要求，分布式光伏發電站需部署監控系統，以優化運維成本、提升能源效率、降低碳排放，支持清潔能源轉型。本文以嘉興亨泰新能源有限公司2996.37KWP分布式光伏項目為例，探討安科瑞Acrel-1000DP監控系統的應用。

關鍵詞：分布式光伏；清潔能源；監控系統

1. 項目概述

位于浙江省嘉興市秀洲區王江涇鎮新橋社區南虹路工業區的嘉興亨泰新能源有限公司2996.37KWP分布式光伏項目（簡稱“本項目"），在嘉興市鳴竣紡織有限公司的屋頂上建設了光伏電站。該項目采用用戶側接入方式，通過電纜與廠區原有的配電房10kV母線并網，電網接入電壓等級為10kV，設有并網點1個。此外，本項目采用自發自用、余電上網的分布式發電消納方式。

2. 用電現狀

嘉興市鳴竣紡織有限公司目前的電力供應系統由1臺630kVA變壓器和2臺1600kVA變壓器組成，還包括1臺1470kVA的電動機。主要的電力來源是來自110kV王江涇變電站的10kV鳴竣142線路。下面展示了用戶電力供應系統的簡圖：

圖2.1 一次主接線圖（現狀）

3. 分布式光伏設計

嘉興市鳴竣紡織有限公司屋頂將建設一座光伏電站，該項目總容量達到2996.37kWp。電站的建設將利用5122塊585Wp的單晶硅太陽能光伏組件。在逆變器的選擇上，項目采用了4臺196kW、2臺250kW以及5臺300kW的組串式逆變器，逆變后的電力將匯總并接入一臺3150kVA的升壓變壓器，實現現場逆變與升壓的結合。最終，通過一條10kV的線路將電力并入廠區現有的配電房10kV母線。

圖3.1 光伏接入系統示意圖

4. 技術方案概述

本項目采納Acrel-1000DP分布式光伏監控系統，實現對光伏電站的集中管理，涵蓋設備狀態監測、故障報警、運行參數設定等，并通過遠動網關將信息上傳至調度中心。

嘉興市鳴竣紡織有限公司廠區內將新建1臺升壓變壓器，同時配套建設并網點光伏開關站，站內將配置4臺高壓柜、1面交直流電源屏、1面綜合自動化保護屏及1面遠動通信屏。箱式升壓變處將配置箱變測控裝置，并網點開關處將裝設方向過流保護裝置（故障時聯動跳開本側斷路器），光伏電站側將配置故障解列裝置（異常時執行光伏并網點跳閘），并網點同步配置電能質量在線監測裝置及防孤島保護裝置，形成完整的電氣保護及監測體系。

4.1. 二次電氣設備

1）線路保護裝置

線路保護裝置確保電氣設備安全運行。實時監測電流、電壓等電氣參數，一旦檢測到異常，如過載、短路或接地故障，裝置會迅速切斷電源，防止設備損壞和火災風險。

2）防孤島裝置

防孤島裝置防止電網失電時分布式電源未及時斷開連接形成孤島狀態，可能造成分布式電源不可控、電網恢復時電壓和頻率不匹配等問題。裝置實時監測電網狀態，一旦檢測到電網斷電，能在規定時間內迅速切斷分布式電源與電網的連接，并具備高頻、低頻、過電壓、低電壓保護等多種保護功能，保障電力系統穩定運行。

3）故障解列裝置

故障解列裝置監測電網實時狀態，一旦檢測到異常或故障信號，如短路、過載等，立即啟動，將故障儲能單元或設備與電網斷開，防止故障設備對電網造成進一步損害，確保其他正常運行的儲能單元繼續供電，保障用戶電力需求。

4.2. 電能質量在線監測裝置

電能質量在線監測裝置實時監測儲能站接入電網后的電能質量，包括電壓偏差、頻率偏差、諧波含量、三相不平衡度等關鍵指標。通過高精度測量與分析，及時發現電能質量問題，如電壓波動、諧波污染等，為運維人員提供告警信息，數據記錄功能支持后續故障排查和電能質量治理。

4.3. 遠動信息傳輸

本項目信息傳輸采用光纖通信方式。根據光伏電站接入原則，嘉興市鳴竣紡織有限公司相關業務通過光電一體化設備傳送至110kV王江涇變，經王江涇變SDH傳輸設備接入嘉興供電公司光纖環網A平面，建設嘉興市鳴竣紡織有限公司至嘉興調度的通信通道。

5. 系統結構描述

本項目使用基于國產操作系統的分布式光伏監控系統Acrel-1000DP，系統結構分層分布式，包括站控層、通信層和設備層。

站控層負責集中管理和控制整個系統。操作員可實時監控系統狀態，進行數據分析與處理，實現生產過程的智能調度與優化。

通信層負責信息傳遞與數據交互，確保設備和系統組件間無縫連接和協同工作，支持多種網絡拓撲結構，適應不同規模和需求的應用場景，保證系統靈活性和可擴展性。

設備層包括各種傳感器、執行器和控制器等硬件設備。這些設備負責采集現場數據并執行控制指令，是實現自動化操作的核心。

圖5.1系統拓撲圖

6.       現場圖片展示

圖6.1 預制艙（高壓室、低壓室、二次設備室）

圖6.2 高壓柜圖

 6.3 二次設備組屏

7. 系統功能詳述

7.1 實時監測功能

系統能直觀展示新建光伏電站一次系統圖，實時顯示采集數據，包括電站內開關柜和故障解列、防孤島裝置等二次設備的電壓、電流、功率等關鍵參數，以及開關柜內斷路器、手車的分合狀態等。

圖7.1 實時監測

7.2逆變器監測功能

逆變器數據監測是光伏發電監控系統關鍵部分，負責收集、分析和處理逆變器運行數據，包括電壓、電流、功率和溫度等參數，確保光伏發電系統穩定運行和zui 優性能。通過數據監測，用戶可及時發現系統異常，進行故障診斷與維護，提高系統整體效率與可靠性。

圖7.2 逆變器監測

7.3電能質量在線監測功能

系統持續監測整個供電系統電能質量，包括穩態和暫態狀態，使管理人員實時掌握供電系統電能質量情況，及時發現和消除供電不穩定因素。供電系統主界面上應實時顯示各電能質量監測點的通信狀態、各監測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分比和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百分比和正序/負序/零序電流值。

圖7.3 電能質量數據監測

7.4調度上傳功能

系統采用專網方式配置獨立遠動裝置，將光伏電站信息安全上傳至嘉興調度。在系統側配置1套光電一體化設備，相關業務通過以太網方式傳送至王江經變，再經110kV王江涇變轉接至SDH傳輸設備，經過嘉興供電公司光纖環網A平面傳送至嘉興調度，組織光伏站至配調和嘉興區域分布式電源調控系統的通信通道。

8. 結語

分布式屋頂光伏作為清潔能源領域的關鍵應用形式，近年來在全球范圍內實現規模化應用，通過在建筑頂部空間鋪設光伏組件實現光電轉換，構建了自發自用、余電上網等多種上網模式。Acrel-1000DP分布式光伏監控系統的應用顯著提升了發電站的管理效能，用戶可通過實時采集、分析和處理光伏發電站的數據，對整個發電過程進行精準監控和管理，確保發電系統的安全、穩定、高效運行。同時，該系統具備強大的數據分析能力，為運營維護提供科學依據，優化光伏發電的整體性能，不僅提升了經濟效益，也為可再生能源的廣泛應用奠定了堅實基礎。

參考文獻

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