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技術(shù)文章

Acrel-2000 光伏發(fā)電系統(tǒng)在內(nèi)蒙古光伏發(fā)電中的應(yīng)用

技術(shù)文章

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定
 

摘要:20世紀(jì)70年代后,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,能源危機(jī)和大氣污染問(wèn)題日益突出,傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少,對(duì)環(huán)境造成的危害日益突出,同時(shí)約有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。太陽(yáng)輻射能是重要的能源,是取之不盡、用之不竭的、無(wú)污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。光伏發(fā)電就是講太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為電能的有效方式之一。光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為光伏發(fā)電的重要組成部分,光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏發(fā)電設(shè)備:匯流箱、逆變器、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀以及安裝在重要回路的智能監(jiān)測(cè)儀表,采集、存儲(chǔ)、顯示相關(guān)電力參數(shù),實(shí)現(xiàn)其智能化管理。本文就內(nèi)蒙古明華項(xiàng)目中使用的Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)做一簡(jiǎn)要介紹。
 

關(guān)鍵詞:內(nèi)蒙古明華  光伏發(fā)電  無(wú)人值守  綠色環(huán)保  智能配電系統(tǒng)  配電自動(dòng)化
 

0引言

    太陽(yáng)能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、自然地理狀況和氣候條件有關(guān)。我國(guó)西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總輻射量和日照時(shí)數(shù)均為全國(guó)zui高,屬世界太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)之一。光伏發(fā)電場(chǎng)所須光照條件好,沒(méi)有遮蔽物,鑒于此特性,光伏發(fā)電的場(chǎng)地面積都較大。反應(yīng)光伏系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的電流、電壓等參數(shù)實(shí)時(shí)采集是光伏系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵,若是采用人工巡檢,費(fèi)時(shí),費(fèi)力,所采集的數(shù)據(jù)有一定的時(shí)差性,不能客觀的反應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)在模式時(shí)間點(diǎn)的整體運(yùn)行狀態(tài)。所以一套智能的后臺(tái)電力監(jiān)控設(shè)備就顯得十分重要。

    在重要的光伏發(fā)電設(shè)備和系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)上安裝智能儀表,通過(guò)智能儀表采集設(shè)備的電壓、電流等電參量,后臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備將智能儀表的各項(xiàng)目電參量采集自系統(tǒng)主機(jī)實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)、處理。通過(guò)智能化設(shè)備對(duì)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)的積累,分析,制定和采取合適的運(yùn)行和維護(hù)方案。由上可見(jiàn)光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)用戶可靠、安全、實(shí)時(shí)維護(hù)光伏系統(tǒng)有十分重要的意義。構(gòu)建智能光伏發(fā)電維護(hù)體系,全面使用智能儀表以及智能監(jiān)測(cè)管理終端設(shè)備,以此達(dá)到、科學(xué)、合理的維護(hù)目的。

    Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正是針對(duì)以上趨勢(shì)而研發(fā)的管理方光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古光伏發(fā)電系統(tǒng)的部分重要設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)回路運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集器運(yùn)行時(shí)的電力參數(shù)并進(jìn)行存儲(chǔ)、分析,以表格或圖形的形式來(lái)顯示整個(gè)計(jì)量體系運(yùn)行狀況,找出系統(tǒng)運(yùn)行的故障點(diǎn),為提高維護(hù)效率,用戶實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀況提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

    本文以內(nèi)蒙古明華光伏發(fā)電項(xiàng)目為例,簡(jiǎn)單介紹Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在內(nèi)蒙古明華光伏發(fā)電項(xiàng)目中的應(yīng)用。
 

1項(xiàng)目介紹

    本項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古明華,本項(xiàng)目總計(jì)安裝250Wp多晶硅光伏組件80000片,總裝機(jī)容量20.0MWP。本項(xiàng)目的光伏組件每20片組件串聯(lián)成串,設(shè)計(jì)500KWP光伏逆變器38臺(tái),1000KVa箱式變壓器19臺(tái),匯流箱264臺(tái),其中16進(jìn)1出226臺(tái),12進(jìn)1出38臺(tái)。

    本項(xiàng)目前期現(xiàn)針對(duì)其2MWP設(shè)計(jì)光伏監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過(guò)采集光伏發(fā)電系統(tǒng)中的各種電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、處理,以各種圖文報(bào)表的形式實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控區(qū)域的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。所有的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在系統(tǒng)后臺(tái)主機(jī)內(nèi),通過(guò)對(duì)固定時(shí)間段的數(shù)據(jù)分析,掌握整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)作狀態(tài),針對(duì)當(dāng)下的發(fā)電效率,制定合理的維護(hù)計(jì)劃和日常巡檢。

    本項(xiàng)目主要是針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的匯流箱、逆變器、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

    本項(xiàng)目的光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)須監(jiān)控的匯流箱共計(jì)27臺(tái),逆變器2臺(tái),環(huán)境監(jiān)測(cè)儀1臺(tái)。

    Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)采集光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電力設(shè)備的數(shù)據(jù),將匯流箱的每個(gè)回路的發(fā)電電流,逆變器的逆變兩側(cè)的數(shù)據(jù)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)儀所監(jiān)測(cè)的溫濕度、風(fēng)速、輻照度等數(shù)據(jù),將以上的數(shù)據(jù)通過(guò)界面實(shí)時(shí)顯示,并將發(fā)電量制作分為年、月、日等報(bào)表,為管理者對(duì)整套光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率評(píng)估提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。
 

2用戶需求

●匯流箱、逆變器、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)刷新,并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫(huà)面上顯示,以及此回路名稱等信息。

●制作光伏發(fā)電系統(tǒng)的年、月、日發(fā)電量報(bào)表,報(bào)表可導(dǎo)出,可打印。

●將發(fā)電量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤、減少的二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的排放量。

●匯流箱各發(fā)電回路的越限報(bào)警,針對(duì)客戶的特定回路來(lái)設(shè)置越限報(bào)警

●對(duì)各回路的電能集抄功能,并自動(dòng)生成符合客戶管理需求的用電參量報(bào)表

●報(bào)警事件記錄,便于維護(hù)人員來(lái)根據(jù)事件發(fā)生的時(shí)間性質(zhì)對(duì)電路進(jìn)行維護(hù)。

●用戶權(quán)限管理,不同等級(jí)權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)操作。


3設(shè)計(jì)方案

3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

    系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):

JGJ/T 16-92      《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/J63-90  《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T13730  《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

GB2887  《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

GB/50198-94      《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

DL/T 698.31-2010   《第3.1部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

DL/T 698.35-2010     《第3-5部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

DL/T 698.41-2010    《第4-1部分:通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

DL/T 698.42-2010     《第4-2部分:通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

DL/T/814-2002        《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》


3.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    鑒于內(nèi)蒙古光伏發(fā)電項(xiàng)目的建筑規(guī)模、性質(zhì),以及后續(xù)項(xiàng)目的可連帶發(fā)展的性質(zhì),安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗(yàn),對(duì)該項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)的搭建做以下設(shè)計(jì):通過(guò)檢測(cè),本光伏發(fā)電系統(tǒng)中所采用的設(shè)備且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場(chǎng)安裝的相關(guān)設(shè)備通過(guò)屏蔽雙絞線以手拉手式相連,數(shù)據(jù)總線連接至現(xiàn)場(chǎng)安裝的數(shù)據(jù)采集器,數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)采集后通過(guò)光纖傳輸至值班室內(nèi)的后臺(tái)主機(jī)。系統(tǒng)示意圖1所示。

 

圖1


4 系統(tǒng)功能

    上位機(jī)軟件采用Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等,完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。


4.1功能特點(diǎn)

    Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡(jiǎn)單方便;運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好,顯示數(shù)據(jù)直觀,方便用戶查閱。


4.2軟件功能

4.2.1 初始界面

    軟件的界面可以根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和客戶的要求來(lái)設(shè)計(jì)。界面如圖2所示。

 

圖2登陸界面

4.2.2通訊示意圖

    通訊示意圖為拓?fù)鋱D,顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。通過(guò)界面模塊顏色的變化來(lái)反映整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖3所示。

圖3 通訊示意

4.2.3 監(jiān)測(cè)詳圖

    監(jiān)測(cè)詳圖反應(yīng)了整個(gè)系統(tǒng)配電回路名稱,相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示,直觀反映本項(xiàng)目各個(gè)監(jiān)測(cè)回路的運(yùn)行數(shù)據(jù),便于管理者實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖4所示。

 

圖4 監(jiān)測(cè)詳圖

4.2.4 參數(shù)抄表

    參數(shù)報(bào)表反映了本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)回路的在過(guò)去某時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù),通過(guò)當(dāng)前或者過(guò)去某時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。界面如圖5所示

圖5 參數(shù)抄表

4.2.5 趨勢(shì)曲線

    趨勢(shì)曲線可以查詢各回路電壓,功率負(fù)荷趨勢(shì),查看其歷史趨勢(shì)線;幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶。負(fù)荷曲線圖界面如圖6所示。

圖6趨勢(shì)曲線

4.2.6實(shí)時(shí)報(bào)警

    本系統(tǒng)還針對(duì)主要電參量的遙測(cè)量(包括進(jìn)線回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報(bào)警)。也能點(diǎn)擊打開(kāi)歷史報(bào)警調(diào)出歷史報(bào)警界面。界面如圖7所示。

 

圖7 實(shí)時(shí)報(bào)警


5 結(jié)束語(yǔ)

    本文介紹的Acrel-2000 v8.0光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在內(nèi)蒙古明華項(xiàng)目中的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)蒙古明華光伏發(fā)電系統(tǒng)中的各設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),不僅能顯示設(shè)備運(yùn)行狀況,還具有計(jì)量發(fā)電量,限制報(bào)警等功能。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的同時(shí),也是對(duì)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的詳細(xì)梳理,設(shè)計(jì)符合現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)拓?fù)鋱D,以及相關(guān)的軟件界面,便于管理者快速掌握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)還將光伏發(fā)電量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤,以及相關(guān)的二氧化碳排放量等參數(shù),該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為光伏發(fā)電管理者的管理以及故障追溯等提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。

 

 

參考文獻(xiàn)

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型商業(yè)酒店電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

 

作者簡(jiǎn)介:淮亞利,女,本科。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司
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