引言：在 “雙碳” 目標(biāo)的引領(lǐng)下，分布式光伏作為綠色能源發(fā)展的重要力量，近年來(lái)在我國(guó)取得了迅猛的發(fā)展。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至 2023 年底，中國(guó)分布式光伏電站累計(jì)并網(wǎng)容量約為 2.5 億千瓦，占光伏裝機(jī)總規(guī)模的 42% 。進(jìn)入 2024 年，分布式光伏的發(fā)展勢(shì)頭依舊強(qiáng)勁，2024 年前三季度，全國(guó)新增并網(wǎng)容量總計(jì)達(dá)到 16088 萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng) 24.8%，其中分布式光伏裝機(jī)高達(dá) 8522 萬(wàn)千瓦。然而，隨著分布式光伏規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其監(jiān)測(cè)與管理面臨著諸多痛點(diǎn)，嚴(yán)重制約了行業(yè)的高效發(fā)展。

一、分布式光伏監(jiān)測(cè)痛點(diǎn)剖析

1.監(jiān)管難題
分布式光伏電站分布廣泛，從城市的工商業(yè)屋頂?shù)洁l(xiāng)村的居民住宅，從偏遠(yuǎn)的山區(qū)到遼闊的平原，地域跨度極大。這使得設(shè)備監(jiān)管變得異常困難，傳統(tǒng)的人工巡檢方式猶如大海撈針，效率低下，難以全面覆蓋所有設(shè)備。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，采用人工巡檢的分布式光伏電站，設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間平均延遲 2-3 天，這期間發(fā)電效率大幅降低，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。例如，在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的分布式光伏電站，由于交通不便，人工巡檢周期長(zhǎng)，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，導(dǎo)致發(fā)電量損失，影響了投資收益。
2.火災(zāi)隱患
分布式光伏設(shè)備長(zhǎng)期暴露在陽(yáng)光下，承受著高溫的考驗(yàn)，同時(shí)，電纜老化、設(shè)備故障等因素容易導(dǎo)致漏電現(xiàn)象發(fā)生，這些都為火災(zāi)事故埋下了隱患。一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅會(huì)造成光伏設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，導(dǎo)致發(fā)電中斷，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能對(duì)周邊環(huán)境和人員安全構(gòu)成威脅。近年來(lái)，分布式光伏電站火災(zāi)事故頻發(fā)，引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。
3.系統(tǒng)繁雜不便管理
在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)分布式光伏項(xiàng)目可能會(huì)涉及多個(gè)品牌的逆變器，而不同品牌逆變器的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式各不相同。運(yùn)維人員需要登錄各逆變器廠(chǎng)商各自的平臺(tái)來(lái)監(jiān)管數(shù)據(jù)，操作繁瑣，信息整合與分析難度大，不利于對(duì)整個(gè)光伏系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和監(jiān)控。這種繁雜的系統(tǒng)管理方式，不僅增加了運(yùn)維人員的工作負(fù)擔(dān)，也降低了運(yùn)維效率，影響了光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
4.運(yùn)維保障存風(fēng)險(xiǎn)
分布式光伏電站的正常運(yùn)行離不開(kāi)定期的運(yùn)維保障，但目前運(yùn)維人員的專(zhuān)業(yè)水平參差不齊，部分人員操作不當(dāng)或者消極怠工，導(dǎo)致光伏站的運(yùn)行效率和安全性無(wú)法得到有效保障。一些運(yùn)維人員在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時(shí)，由于缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞，進(jìn)一步影響發(fā)電效率。而消極怠工的情況則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，增加了電站的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
5.工商業(yè)園區(qū)屋頂光伏痛點(diǎn)
在工商業(yè)園區(qū)屋頂光伏領(lǐng)域，還存在著一些特殊的痛點(diǎn)。電費(fèi)成本占比高，工業(yè)園區(qū)的空調(diào)、生產(chǎn)設(shè)備等用電負(fù)荷集中，電費(fèi)占運(yùn)營(yíng)成本約 20%-35%。傳統(tǒng)配電模式依賴(lài)電網(wǎng)供電，峰谷電價(jià)差顯著，尤其在夏季用電高峰時(shí)段，電費(fèi)支出大幅增加。同時(shí)，負(fù)載失衡問(wèn)題突出，部分區(qū)域用電負(fù)荷過(guò)大，而部分區(qū)域用電負(fù)荷過(guò)小，導(dǎo)致能源浪費(fèi)和設(shè)備壽命縮短。余電浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，當(dāng)光伏發(fā)電量超過(guò)園區(qū)自身用電量時(shí)，多余的電量無(wú)法有效存儲(chǔ)和利用，只能白白浪費(fèi)。

二、安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)功能特點(diǎn)詳解（采購(gòu)/詢(xún)價(jià)：安科瑞曹經(jīng)理137/7441/3253）
面對(duì)分布式光伏監(jiān)測(cè)的諸多痛點(diǎn)，安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，為行業(yè)發(fā)展提供了有力的解決方案。該系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，在物理上分為站控層和間隔層，站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及 TCP/IP 通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)等，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定與高效。

該套系統(tǒng)功能主要有幾點(diǎn)：
1.綜合監(jiān)測(cè)界面

展示光伏電站名稱(chēng)、位置、逆變器數(shù)量等基本信息；

統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站日、月、年發(fā)電量；

按匯流數(shù)據(jù)分散分析每組光伏組件發(fā)電功率以及工作狀態(tài)。

2.電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)界面

監(jiān)測(cè)站內(nèi)電能質(zhì)量檢測(cè)儀所采集數(shù)據(jù)，如電壓有效值，偏差率，諧波畸變率，電流有效值，分相功率，總功率等；

通過(guò)柱狀圖展示電能質(zhì)量檢測(cè)儀諧波和間諧波各頻譜；

通過(guò)曲線(xiàn)圖展示三相電流/電壓諧波數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)負(fù)荷曲線(xiàn)、有效值/波動(dòng)/偏差/閃變等參數(shù)；

展示所選站點(diǎn)下全部電能質(zhì)量檢測(cè)儀所有暫態(tài)事件。

3.分布式光伏組件監(jiān)控界面

監(jiān)測(cè)整個(gè)光伏陣列各個(gè)組件的電壓、電流、功率等電參量信息；

監(jiān)測(cè)逆變器當(dāng)前輸入功率、輸出功率、溫度及當(dāng)前狀態(tài)等信息；

監(jiān)測(cè)逆變器交直流側(cè)電參量信息。

4.逆變器曲線(xiàn)分析界面 （陽(yáng)光電源，錦浪，固德威，華為）

展示逆變器交流側(cè)總有功功率曲線(xiàn)；

展示逆變器直流側(cè)電壓曲線(xiàn)；

展示當(dāng)前光伏發(fā)電站所處環(huán)境溫度曲線(xiàn)；

綜合分析環(huán)境對(duì)光伏發(fā)電的影響。

5.光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)

通過(guò)采集數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)環(huán)境氣象數(shù)據(jù)、光伏電站實(shí)時(shí)輸出功率數(shù)據(jù)、光伏組件運(yùn)行狀態(tài)等信息，可按照電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)格式的短期功率預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)光伏電站未來(lái)0h-168h的光伏輸出功率，時(shí)間分辨率為15min）、超短期功率預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)未來(lái)15min-4h的光伏輸出功率，時(shí)間分辨率為15min），以及光伏電站實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)、裝機(jī)容量、投運(yùn)容量、最大出力等信息的上報(bào)。同時(shí)，光伏電站的功率預(yù)測(cè)與主站之間應(yīng)具備定時(shí)自動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)傳輸功能

三、實(shí)際案例見(jiàn)證成效項(xiàng)目概述

晉億實(shí)業(yè)股份有限公司位于浙江省嘉興市嘉善縣惠民街道松海路66號(hào)廠(chǎng)區(qū)，屬于220kV東云變供區(qū)，由東云變35kV晉流683線(xiàn)供電。

晉億實(shí)業(yè)5MW分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“本項(xiàng)目”）是某新能源科技有限公司在晉億實(shí)業(yè)廠(chǎng)區(qū)內(nèi)空地新建的一期規(guī)模為5MW/10MWh的鉛碳電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（已取得備案2401-330421-04-01-898044），接入晉億實(shí)業(yè)股份有限公司配電房10kV母線(xiàn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)平時(shí)用以給晉億實(shí)業(yè)股份有限公司廠(chǎng)區(qū)日常生產(chǎn)負(fù)荷削峰填谷，運(yùn)行模式為每天固定時(shí)間“兩充兩放”，充電時(shí)間為0:00-7:00、11：00-13:00，放電時(shí)間為9:00-11:00、15:00-17:00，正常情況下儲(chǔ)能系統(tǒng)所發(fā)電量“自發(fā)自用，不上網(wǎng)”。

配電房現(xiàn)狀

晉億實(shí)業(yè)股份有限公司廠(chǎng)區(qū)內(nèi)建設(shè)有35kV配電房1座，變壓器2臺(tái)，1#主變?nèi)萘?2500kVA，2#主變?nèi)萘?000kVA，10kV采用單母分段接線(xiàn)模式。

負(fù)荷方面，2023年晉億實(shí)業(yè)股份有限公司年大下送功率約14.4MW，大負(fù)載率約為82.44%，年平均負(fù)載率約68.57%；電源方面，晉億實(shí)業(yè)目前已有5.03MWp光伏接入10kVI段母線(xiàn)上，通過(guò)1#主變上傳至35kV晉流683線(xiàn)。

圖2.1配電房現(xiàn)狀電氣主接線(xiàn)

分布式儲(chǔ)能設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目在嘉善縣惠民街道松海路66號(hào)晉億實(shí)業(yè)廠(chǎng)區(qū)配電房東南側(cè)空地位置建造5MW/10MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目工程，距離晉億實(shí)業(yè)股份有限公司距離約100米。

儲(chǔ)能單元由儲(chǔ)能一體柜、變壓器、匯流站組成。本項(xiàng)目配置儲(chǔ)能容量為186kW/372kWh的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能一體柜27臺(tái)，3000kVA變壓器1臺(tái)，2500kVA變壓器1臺(tái)，并建設(shè)一座10kV開(kāi)關(guān)艙。本次15套186kW/372kWh（即2790kW/5580kWh）的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能一體柜接入1臺(tái)3000kVA升壓變，12套186kW/372kWh（即2232kW/4464kWh）的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能一體柜接入1臺(tái)2500kVA升壓變，將直流電逆變?yōu)?90V交流電，升壓變高壓側(cè)以10kV電壓等級(jí)接入2座10kV開(kāi)關(guān)艙的進(jìn)線(xiàn)柜。

技術(shù)方案

本項(xiàng)目引入Acrel-1000DP分布式儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能站進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，并通過(guò)設(shè)計(jì)控制策略做到削峰填谷，即在電價(jià)處于峰價(jià)時(shí)放電，電價(jià)處于谷價(jià)時(shí)充電，每天固定時(shí)間兩充兩放，通過(guò)峰谷差價(jià)回收投資。

儲(chǔ)能10kV開(kāi)關(guān)艙進(jìn)線(xiàn)柜配置線(xiàn)路保護(hù)裝置，做到階段式方向過(guò)流保護(hù)；并網(wǎng)柜配備防孤島保護(hù)裝置，在非計(jì)劃孤島情況下使儲(chǔ)能系統(tǒng)脫離電網(wǎng)側(cè)；就地箱變配備箱變測(cè)控裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，收集電流、電壓、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，同時(shí)裝置也支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。

儲(chǔ)能電站接入系統(tǒng)后，接入嘉善調(diào)度。本項(xiàng)目采用光纖以太網(wǎng)技術(shù)通信方式，光纜線(xiàn)路為：晉億實(shí)業(yè)儲(chǔ)能電站—光通信—東云變—光通信—嘉善供電公司，儲(chǔ)能站接入光纖須配置光端機(jī)、路由器以及電力縱向加密裝置。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式架構(gòu)，能夠高效、穩(wěn)定地運(yùn)行，滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的需求，為企業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，主要分為站控層、通信層和設(shè)備層三個(gè)核心部分：

站控層作為系統(tǒng)的管理與控制，承擔(dān)著對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理功能。操作員可以通過(guò)該層實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理。

通信層負(fù)責(zé)信息傳遞與數(shù)據(jù)交互，確保各個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)組件之間能夠無(wú)縫連接與協(xié)同工作。此層不僅支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的不同規(guī)模和需求進(jìn)行靈活調(diào)整，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

設(shè)備層包含各種硬件設(shè)備，是系統(tǒng)的基礎(chǔ)執(zhí)行單元。這些設(shè)備不僅負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，還能根據(jù)上級(jí)指令執(zhí)行控制操作，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的核心組成部分。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

方案設(shè)備列表

現(xiàn)場(chǎng)圖片 現(xiàn)場(chǎng)圖片

四、總結(jié)展望
安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)憑借其全面的監(jiān)測(cè)功能、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析、完善的事件管理、便捷的運(yùn)維管理以及靈活的訪(fǎng)問(wèn)方式，成功解決了分布式光伏監(jiān)測(cè)中的諸多痛點(diǎn)，為分布式光伏電站的高效運(yùn)行和管理提供了可靠保障。通過(guò)實(shí)際案例可以看出，該系統(tǒng)在提高發(fā)電效率、降低運(yùn)維成本、保障電站安全等方面發(fā)揮了顯著作用，為用戶(hù)帶來(lái)了可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
隨著 “雙碳” 目標(biāo)的深入推進(jìn)，分布式光伏作為綠色能源發(fā)展的重要方向，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。而分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)作為保障光伏電站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，也將迎來(lái)更大的發(fā)展機(jī)遇。希望更多的企業(yè)和用戶(hù)能夠關(guān)注并應(yīng)用安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，共同推動(dòng)分布式光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)的能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

審核編輯 黃宇