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光伏電站電力監(jiān)控裝置及系統(tǒng)解決方案

瀏覽次數(shù):950更新時(shí)間:2021-07-26

劉丹

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰  

一、概述

太陽(yáng)能光伏電站主要由光伏電池陣列、匯流箱、低壓直流柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等組成,最后產(chǎn)生的交流直接并入電網(wǎng)。針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)電力參數(shù)檢測(cè)的需要,安科瑞推出了AGF系列光伏匯流采集裝置、ACR10R系列防逆流監(jiān)控裝置、APQM系列電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、匯流箱及并網(wǎng)柜等產(chǎn)品,分別應(yīng)用于匯流箱、直流防雷柜及交流柜中,并通過(guò)Acrel-2000 V8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后臺(tái)集中監(jiān)控。

二、APV智能光伏匯流箱

在一個(gè)大型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中,需要數(shù)量龐大的光伏電池組件進(jìn)行串并組合達(dá)到需要的電壓電流值,以使發(fā)電效率達(dá)到最高。APV系列智能光伏匯流箱主要作用就是對(duì)光伏電池陣列的輸入進(jìn)行匯流,用于減少光電池陣列接入到逆變器的連線,優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高可靠性和可維護(hù)性,APV系列智能光伏匯流箱在提供匯流防雷功能的同時(shí),還可提供光電池電流 測(cè)量、監(jiān)測(cè)光電池陣列中電池板運(yùn)行狀態(tài)、電池電壓、匯流總功率、支路功率、匯流箱防雷器狀態(tài)采集、直流斷路器狀態(tài)采集、繼電器接點(diǎn)輸出、帶有風(fēng)速、溫度、輻照儀等傳感器接口的功能供客戶選擇,本裝置標(biāo)配有RS485接口,可以把測(cè)量和采集到的電量數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)。

產(chǎn)品特點(diǎn)

?符合《CGC/GF 037: 2014》光伏方陣匯流箱技術(shù)規(guī)范;

?防護(hù)等級(jí)為IP65,滿足室內(nèi)外安裝要求;

?采用霍爾傳感器,隔離測(cè)量,最大16路輸入;

?采用光伏專用熔斷器,耐壓DC1kV,熔斷電流可選擇;

?可選電壓測(cè)量功能,最高測(cè)量電壓DC 1kV;

?可選外部傳感器輸入接口,可監(jiān)測(cè)輻照、溫度、風(fēng)速等;

?具有RS485通訊接口,使用ModBus-RTU通訊協(xié)議;

?多種供電方式(DC24V、AC/DC220V、DC1000V. DC1500V)可選擇,適用于家用屋頂太陽(yáng)能或光伏電站應(yīng)用;

?可根據(jù)客戶需求配用國(guó)內(nèi)外廠家的光伏專用直流斷路器,光伏專用直流熔斷器、防雷保護(hù)器等元件。


三、AGF-MxxT系列直流匯流采集裝置

 AGF-MxxT系列穿孔式光伏匯流采集裝置是專門(mén)應(yīng)用于智能光伏匯流箱,用于監(jiān)測(cè)光電池陣列中電池板運(yùn)行狀態(tài),組串電流測(cè)量,匯流箱中防雷器狀態(tài)采集、直流斷路器狀態(tài)采集、裝置帶有RS485接口可以把測(cè)量和采集到的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)上傳。

 依據(jù)CNCA/CTS 0001-2011A光伏匯流設(shè)備技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì),具有以下特點(diǎn):

1、一次電流采用穿孔方式接入,最大20A,穿孔方式接入,安裝方便,安全性高;

2、帶3 路開(kāi)關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測(cè),可以對(duì)匯流箱內(nèi)的防雷器、斷路器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控;

3、具有內(nèi)部測(cè)溫功能,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)溫度,保證電氣安全;

4、具有最大DC 1500V母線電壓測(cè)量功能;

5、可就地顯示/液晶顯示頭,方便調(diào)試維護(hù);

6、具備RS485接口,Modbus-RTU協(xié)議,將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)系統(tǒng)

四、AGF-AE或ACR10R系列防逆流監(jiān)控裝置

4.1前言

隨著光伏行業(yè)的發(fā)展,部分地區(qū)村級(jí)變壓器及工業(yè)用電變壓器容量與光伏項(xiàng)目的裝機(jī)容量處于飽和。電網(wǎng)公司要求對(duì)后建的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)為不可逆流發(fā)電系統(tǒng),指光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所發(fā)生的電由本地負(fù)載消耗,多余的電不允許通過(guò)低壓配電變壓器向上級(jí)電網(wǎng)逆向送電。

光伏逆變器在將光伏組件產(chǎn)生的直流電變換成交流電時(shí),會(huì)夾雜有直流分量和諧波,三相電流不平衡,輸出功率不確定性等,目前基本沒(méi)有采取的治理手段,因此,當(dāng)有發(fā)電功率送往公用電網(wǎng)時(shí),就會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染,易造成電網(wǎng)電壓波動(dòng),閃變等,如果有許多這樣的發(fā)電源向電網(wǎng)輸電時(shí),會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電能質(zhì)量嚴(yán)重下降。所以這類光伏發(fā)電系統(tǒng)必須配套加裝防逆流設(shè)施,來(lái)防止逆功率的發(fā)生。

4.2防逆流監(jiān)測(cè)裝置原理

   防逆流監(jiān)測(cè)裝置原理:在并網(wǎng)點(diǎn)安裝防逆流電表或者電流傳感器,當(dāng)檢測(cè)到有電流流向電網(wǎng)時(shí),通過(guò)485通訊給逆變器一個(gè)信號(hào),逆變器降低輸出功率,直至反向輸出電流為零,從而實(shí)現(xiàn)防逆流功能。根據(jù)系統(tǒng)電壓等級(jí)不同,光伏系統(tǒng)可分為單相防逆流系統(tǒng)和三相防逆流系統(tǒng)。

安科瑞AGF-AE/ACR10R系列儀表作為防逆流檢測(cè)關(guān)鍵元件,采用高性能MCU及高精度計(jì)量芯片,實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率及電能的實(shí)時(shí)檢測(cè),以上數(shù)據(jù)刷新時(shí)間最快為250ms,可以滿足逆變器防逆流檢測(cè)中的控制實(shí)時(shí)性要求,逆變器通過(guò)實(shí)時(shí)讀取AGF-AE/ACR10R系列儀表的功率大小和方向進(jìn)行實(shí)時(shí)的功率調(diào)整,到達(dá)防逆流檢測(cè)功能。

4.3防逆流裝置選型方案

應(yīng)用系統(tǒng)

型號(hào)

認(rèn)證

圖片

單相系統(tǒng)

AGF-AE-S

ANSI C12

ACR10R-D10TE

CE

兩相系統(tǒng)

AGF-AE-D

ANSI C12

UL 1741

三相系統(tǒng)

ACR10R-D10TE4


五、APQM系列電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置

5.1概述

電能質(zhì)量用于表征電能品質(zhì)的優(yōu)劣程度,包括電壓質(zhì)量與頻率質(zhì)量?jī)刹糠帧F渲校妷嘿|(zhì)量又分為幅值與波形質(zhì)量?jī)煞?/span> 面,通常以電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、負(fù)序電壓系數(shù)(三相電壓不平衡度)等指標(biāo)來(lái)衡量電壓幅值,以電壓正弦波畸變率來(lái) 衡量波形質(zhì)量。頻率質(zhì)量則以頻率偏差來(lái)衡量。電壓質(zhì)量問(wèn)題又可分為穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)兩類:穩(wěn)態(tài)擾動(dòng)包括電壓偏差、三相不平 衡、閃變以及諧波問(wèn)題;暫態(tài)擾動(dòng)包括暫態(tài)過(guò)電壓、電壓驟降、電壓驟升以及供電瞬時(shí)中斷問(wèn)題。從發(fā)生的頻度以及對(duì)用電設(shè) 備的危害程度來(lái)看,現(xiàn)代電能質(zhì)量問(wèn)題主要是電壓驟降、諧波、電壓不平衡以及閃變。

APQM系列電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置,是我公司在研究總結(jié)國(guó)內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置特點(diǎn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,嚴(yán)格按照 頒布的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的新一代嵌入式電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。滿足新頒布的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)量和處理的要求。

5.2技術(shù)特點(diǎn):

■   嵌入式+DSP技術(shù),保證高性能處理運(yùn)算同時(shí)提高了系統(tǒng)可靠性,整機(jī)沒(méi)有任何發(fā)熱及振動(dòng)器件,保證了設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

■   優(yōu)良的采樣電路及信號(hào)同步技術(shù),所有通道*同步采樣,各通道間獨(dú)立運(yùn)行、互不影響,采樣速度快,精度高。

■   為確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性,采用大容量的存儲(chǔ)空間。

■   具有100M工業(yè)以太網(wǎng)及RS485通訊功能,支持常用通訊協(xié)議;就地產(chǎn)生PQDIF數(shù)據(jù)格式文件并上送至FTP服務(wù)器,方便接入電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

■   可根據(jù)用戶需求靈活添加、擴(kuò)充通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)類型、設(shè)置參數(shù)等功能。用戶可以通過(guò)WEB瀏覽器方便的對(duì)電能質(zhì)量情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及設(shè)置。大大提高了維護(hù)效率,降低了維護(hù)成本。

5.3功能描述:

六、Acrel-2000V8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

6.1 概述

Acrel-2000 V8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是安科瑞針對(duì)建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟件平臺(tái),對(duì)裝機(jī)容量在幾十千瓦至兆瓦級(jí)建筑光伏電站里的逆變器及并網(wǎng)設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置,通過(guò)各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握電站的運(yùn)行情況,具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電效率評(píng)估以及氣象條件監(jiān)視、故障報(bào)警等功能,確保建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。

6.2 參照標(biāo)準(zhǔn)

 CGC/GF002-2010            《光伏匯流箱技術(shù)規(guī)范》

 GB/T 2887-2011             《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》

 GB 50797-2012              《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》

 GB/T 31366-2015           《光伏發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》

6.3組網(wǎng)示意圖


6.4光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件功能
6.4.1系統(tǒng)運(yùn)行主畫(huà)面
   監(jiān)控系統(tǒng)提供功能選擇畫(huà)面,并對(duì)光伏陣列現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與顯示,如室外溫度值、濕度百分比、光照度及陣列表面溫度值等;

6.4.2匯流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)畫(huà)面
   監(jiān)控系統(tǒng)可分區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各光伏陣列的充電電壓及電流、蓄電池電壓及溫度等信息,并對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行異常顯示與報(bào)警提示;


6.4.3逆變器監(jiān)測(cè)畫(huà)面
   監(jiān)控系統(tǒng)可繪制顯示逆變器電壓—時(shí)間曲線、功率—時(shí)間曲線等,直流側(cè)輸入電流實(shí)時(shí)曲線、交流側(cè)逆變輸出電流曲線,并采集與顯示日發(fā)電量等電參量;

6.4.4事件記錄監(jiān)測(cè)畫(huà)面
   監(jiān)控系統(tǒng)可針對(duì)光伏發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)的各種事件進(jìn)行記錄,如:通訊采集異常、開(kāi)關(guān)變位、操作記錄等,時(shí)間記錄支持按類型查詢,并可對(duì)越限報(bào)警進(jìn)行更改設(shè)置;

6.4.5曲線、棒圖分析畫(huà)面
   監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)光伏發(fā)電的發(fā)電量可形成月棒圖及年度棒圖顯示,并折算成二氧化碳、二氧化硫減排量值;并可查看太陽(yáng)輻射強(qiáng)度趨勢(shì)曲線、風(fēng)速變化趨勢(shì)曲線顯示;



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