摘要：随着我国社会经济快速发展和城市化进程加快，城市电力配电网络面临更大供电压力。传统发电技术效率低且污染大，不再适应当前需求。分布式光伏发电作为一种可再生能源技术，正被广泛采用。本项目通过应用这一技术，旨在实现自发自用、余电上网，提高能源效率，降低成本，减少对传统能源依赖，推动可持续发展。

关键词：分布式光伏；自发自用；余电上网；可持续发展;

1.概述

我国正积极开发清洁可再生能源，以缓解能源短缺和环境污染问题。尽管如此，可再生能源的利用、技术发展和对环境的正面影响仍需提升。发展太阳能和风能等新能源技术是减少污染的关键。

光伏发电分为集中式和分布式两种，本项目采用分布式方式，在厂区屋顶安装光伏设备。项目将使用高效光伏组件，总容量4.03WM，采用自发自用、余电上网的结算方式，预计2024年6月完成。选用Acrel光伏方案和国产麒麟操作系统下的监控平台，配置逆变器以满足并网要求。此项目将提供清洁电力，减少对传统能源的依赖，降低碳排放。

图1 项目现场图

2.系统结构

现场设备包括就地高压柜、二次保护装置柜和箱变。高压柜内装有高压保护装置，用于电力保护。二次保护装置柜含有多种保护和控制装置，负责一次设备保护、数据采集及调度上传。箱变内设有数采仪，用于采集逆变器数据。

本项目采用modbus、IEC60303-3-103、IEC60870-5-104协议组合采集和传输数据。高压柜保护通过modbus-TCP协议传输数据，二次保护柜结合modbus-485、IEC60303-3-103、modbus-TCP协议传输数据，而箱变数采仪则使用IEC60870-5-104协议采集逆变器数据。

项目采用GPS和北斗卫星对时，确保设备时间准确。对时装置通过以太网和IRIG-B接线分别对监控主机、远动上传装置和就地保护等设备进行同步。监控平台使用Acrel-1000DP光伏监控系统在麒麟操作系统下管理数据，实时监测并传输光伏发电系统参数。远程控制功能允许监控中心操作断路器等。系统能分析数据，如发电量和能耗，提供决策支持。设置报警阈值，异常时发出警报。

图2 监控系统网络结构图

3.解决方案

3.1.方案综述

屋顶分布式光伏项目容量为4.03MW，采用自发自用余电上网模式。光伏系统并入电网，设有多个专用柜和自动化系统，实时监控并网信息上传至调控中心。逆变器输出1000V直流电，经升压至10kV后接入电网。项目使用Acrel-1000DP监控平台，基于国产麒麟系统，实现数据实时观测和事故告警。

图3 光伏电站一次系统图

3.2.功能需求

继电保护及安全自动装置需求

分布式电源的继电保护和安全自动装置配置应遵循相关技术规程，确保与电网保护装置协调，避免误动或拒动，保障安全。10kV分布式电源的保护配置需符合GB/T14285-2006标准。具体要求包括：

1. 线路保护装置：快速响应短路故障，确保故障及时切除。

2. 电容器保护装置：在高压配电室装设，提供多种电压保护和紧急控制功能。

3. 防孤岛保护装置：快速检测孤岛并断开电网连接，动作时间不超过2秒，与电网侧保护装置配合。

4. 直流电源：为10kV保护、测控装置和电能质量监测装置提供电源。

5. 故障报警和保护：光伏电站应具备故障和异常状态的报警和保护功能。

6. 支持"四遥"功能：光伏电站应支持调度机构的遥测、遥信、遥控、遥调功能。

7. 恢复并网：光伏发电系统脱网后，需电网调度机构允许才能重新并网。

调度自动化需求

光伏电站须遵循江苏电力调度控制中心发布的自动化系统接入规定，包括《发电企业自动化系统接入配置指导意见》（电调〔2018〕40号）和《光伏电站接入电网技术规定》（Q/GDW617-2011）、《光伏发电站接入电力系统技术规定》（GB/T19964-2012）。电站投运后，由区级调度中心负责调度，并由区级供电公司管理。因此，需建立光伏电站与区调之间的通信和数据传输通道。10kv光伏电站应配备配电自动化终端监控系统，实现与电网调度机构的双向通信，远程监测和控制功能，执行调度指令，具备群控和远动功能。

监控系统负责信息采集、处理和远传，实时监测并网运行数据，如主断路器状态、并网点开关状态、电压电流、有功无功功率、发电量、频率等，并将数据上传至市供电公司，由市供电公司调度中心下发至县调。监控系统应能执行上级调度的控制命令。

电能质量在线监测需求

太阳能光伏发电系统将太阳能转换为直流电，再并入电网。在转换为交流电的过程中，可能会产生谐波和直流分量。为监控电能质量，光伏电站和宿迁市城区开发投资有限公司10kV配电房需配备符合GB/T19862标准的A类电能质量监测装置，用于监测分布式光伏项目的电能质量指标。监测数据应上传至主管机构。

3.3.配置设备清单

表1我司提供方案设备列表

3.4.现场应用图

图4 光伏电站屏柜布置图

图5 直流屏柜布置图

图6 光伏电站监控主机台布置图

4.系统功能

4.1.电能质量监视

在电能质量监控图中，可以直接查看电能质量装置的运行状态、电流电压总有效值、电压波动、电压总畸变、正反向有功电能、有功、无功功率等电能质量信息。可以根据这些信息监测现场电能的质量，及时的做出应对方案。

图7 电能质量监视界面图

4.2.网络拓扑图

系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

图8 站内设备系统网络拓扑图

4.3.主接线图

在此界面可以查看高压保护柜的电量参数，监视断路器和手车的状态，在远方状态时可以遥控断路器的分合，监视高压柜保护装置的参数，能够及时的发现异常，及时做出相应的处理。

图9 主接线界面图

5.结语

光伏发电是我国战略性新兴产业，对优化能源结构、保障能源安全、改善环境、转变用能方式具有战略意义。分布式光伏发电在多个领域有广泛应用前景，是推动能源革命和促进经济增长的重要措施。项目实施有助于推动可再生能源发展，减少对传统能源依赖，降低能源消耗和污染。通过分布式光伏，我们实现了太阳能的高效利用，提供清洁电力。未来，我们将继续推动可再生能源发展，提高技术和管理水平，确保项目顺利运行，为可持续发展贡献力量。

参考文献

[1]张欣，分布式光伏发电项目综合效益评价研究[D].工程硕士论文，2014.

[2]刘鉴民，太阳能利用原理，技术工程[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3]李明东，李婧雯主编，“双碳”目标下中国分布式光伏发电的发展和展望[J].2023.第五期.

[4]张国辉，分布式光伏发电项目后评价研究.[D].工程硕士论文，2015.