簡(jiǎn)婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

引言

   在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，其開發(fā)利用對(duì)于緩解能源危機(jī)、減少環(huán)境污染具有重要意義。分布式光伏發(fā)電以其優(yōu)勢(shì)，如靠近用戶端、減少輸電損耗、可靈活配置等，成為了太陽能利用的重要形式。安科瑞作為能源管理和電力監(jiān)控領(lǐng)域的專業(yè)企業(yè)，憑借其深厚的技術(shù)積累和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，推出了一套完善的分布式光伏解決方案，旨在為用戶提供高效、可靠、智能的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

1、光伏電站管理痛點(diǎn)

1.1數(shù)據(jù)采集與傳輸層面

傳感器精度不足與故障隱患

  傳統(tǒng)傳感器易受環(huán)境干擾（如高溫、粉塵、濕度），導(dǎo)致發(fā)電量、組件溫度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)誤差率高，影響故障診斷準(zhǔn)確性。

傳感器故障（如線路老化、接觸不良）可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失或中斷，形成監(jiān)測(cè)盲區(qū)。

通信穩(wěn)定性差

  偏遠(yuǎn)地區(qū)光伏電站（如山地、荒漠）面臨網(wǎng)絡(luò)覆蓋弱問題，無線傳輸（如 4G/5G）易受天氣、地形影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)延遲或丟包。

  多設(shè)備協(xié)議不統(tǒng)一（如 Modbus、CAN、TCP/IP）引發(fā)通信兼容性問題，需額外開發(fā)適配接口，增加集成成本。

數(shù)據(jù)孤島與處理效率低

  不同廠商設(shè)備（逆變器、匯流箱、氣象站）數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，難以實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)融合分析，形成 “數(shù)據(jù)孤島”。

海量原始數(shù)據(jù)缺乏實(shí)時(shí)清洗與智能分析，運(yùn)維人員需手動(dòng)篩選，決策滯后，無法及時(shí)定位隱性故障（如組件熱斑早期征兆）。

1.2系統(tǒng)集成與兼容性問題

老舊電站改造難度大

  早期建設(shè)的光伏電站缺乏標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)接口，硬件升級(jí)成本高（如更換智能匯流箱、加裝通信模塊），且需停機(jī)改造，影響發(fā)電收益。

  傳統(tǒng) SCADA 系統(tǒng)與新型 IoT 平臺(tái)兼容性差，升級(jí)換代需原有架構(gòu)，導(dǎo)致 “舊系統(tǒng)棄用、新系統(tǒng)難用” 的尷尬局面。

多廠商設(shè)備協(xié)同性不足

  監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依賴逆變器、組件、氣象設(shè)備等多廠商數(shù)據(jù)，若某一環(huán)節(jié)廠商技術(shù)封閉（如不開放 API 接口），易導(dǎo)致整體監(jiān)測(cè)功能受限。

  不同品牌設(shè)備的報(bào)警閾值、故障代碼邏輯差異大，運(yùn)維人員需跨平臺(tái)切換，操作復(fù)雜度高。

1.3運(yùn)維效率與智能化短板

故障診斷依賴人工經(jīng)驗(yàn)

  現(xiàn)有系統(tǒng)多以 “閾值報(bào)警” 為主（如電壓 / 電流越限），缺乏故障根因分析能力（如無法區(qū)分是組件老化、線路接觸不良還是局部陰影導(dǎo)致的功率下降）。

  運(yùn)維人員需現(xiàn)場(chǎng)排查，尤其在集中式電站（面積達(dá)數(shù)十平方公里）中，故障定位耗時(shí)久，可能延誤維修黃金期。

預(yù)測(cè)性維護(hù)能力薄弱

  缺乏基于歷史數(shù)據(jù)的壽命預(yù)測(cè)與健康管理（PHM）功能，無法提前預(yù)警設(shè)備老化（如電纜絕緣下降、逆變器電容衰減），導(dǎo)致計(jì)劃外停機(jī)。

  對(duì)環(huán)境因素（如輻照度、溫度、風(fēng)速）的關(guān)聯(lián)分析不足，難以動(dòng)態(tài)優(yōu)化電站運(yùn)行策略（如調(diào)整逆變器工作點(diǎn)應(yīng)對(duì)高溫衰減）。

人機(jī)交互體驗(yàn)不佳

  監(jiān)測(cè)界面多為專業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)報(bào)表，缺乏可視化動(dòng)態(tài)展示（如三維電站地圖、組件熱成像分布），非技術(shù)人員難以快速理解關(guān)鍵信息。

  移動(dòng)端 APP 功能簡(jiǎn)陋，報(bào)警推送不精準(zhǔn)（如誤報(bào)、重復(fù)報(bào)警），導(dǎo)致運(yùn)維人員對(duì)系統(tǒng)信任度下降。

2并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

分布式電源并網(wǎng)電壓等級(jí)可根據(jù)各并網(wǎng)點(diǎn)裝機(jī)容量進(jìn)行初步選擇，推薦如下：

  8kW 及以下可接入220V；

  8kW~400kW可接入380V；

  400kW~6MW可接入10kV；

  5MW~30MW以上可接入35kV。

  最終并網(wǎng)電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)條件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選論證確定。若高低兩級(jí)電壓均具備接入條件，優(yōu)先采用低電壓等級(jí)接入。

典型上網(wǎng)模式

3什么是四可

  在光伏發(fā)電調(diào)度中，“四可功能”是指為了確保光伏電站高效、穩(wěn)定接入電網(wǎng)并參與電力系統(tǒng)調(diào)度而必須具備的四種核心能力。這四項(xiàng)功能是電網(wǎng)對(duì)新能源電站（包括光伏）的基本要求，具體包括：

  1.可觀：是指實(shí)現(xiàn)低壓分布式光伏統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)、調(diào)節(jié)控制、異常告警的全景可視化展示。構(gòu)建低壓分布式光伏采集通信架構(gòu)，建立采集終端、分布式電源接入單元、智能電能表、光伏專用斷路器、光伏逆變器等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系，形成低壓分布式光伏臺(tái)區(qū)線路拓?fù)鋱D。

  2.可測(cè)：是指實(shí)現(xiàn)低壓分布式光伏用戶數(shù)據(jù)分鐘級(jí)采集，實(shí)現(xiàn)全部低壓分布式光伏用戶15 分鐘級(jí)負(fù)荷數(shù)據(jù)全采集，重要臺(tái)區(qū)光伏用戶及關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)1分鐘級(jí)采集，實(shí)現(xiàn)低壓分布式光伏發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度進(jìn)一步提升。分布式光伏發(fā)電的實(shí)時(shí)感知、運(yùn)行監(jiān)測(cè)和異常分析。

  3.可調(diào)：是指應(yīng)用群調(diào)群控裝置和分布式電源接入單元/智能物聯(lián)電能表等產(chǎn)品方案，建立柔性調(diào)節(jié)能力，實(shí)現(xiàn)低壓分布式光伏功率和電壓柔性可調(diào)。

  4.可控：是指應(yīng)用光伏專用斷路器建立剛性控制能力，實(shí)現(xiàn)全部低壓分布式光伏用戶剛性可控。緊急情況下電網(wǎng)要有能力斷開并網(wǎng)開關(guān)，以保障大電網(wǎng)的電壓與頻率的安全穩(wěn)定。

為什么需要“四可功能”？

  應(yīng)對(duì)間歇性：光伏發(fā)電依賴光照，具有波動(dòng)性和不確定性，“四可”功能幫助電網(wǎng)消納高比例新能源。保障電網(wǎng)安全：避免電壓越限、頻率偏差等問題。

  市場(chǎng)化運(yùn)營：滿足電力市場(chǎng)對(duì)可控資源的要求。

  通過“四可功能”，光伏電站從“被動(dòng)接入”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;主動(dòng)參與”，成為智能電網(wǎng)的重要組成部分。

4系統(tǒng)解決方案

分布式光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)

針對(duì)用戶新能源接入后存在安全隱患、缺少有效監(jiān)控、發(fā)電效率無法保證、收益計(jì)算困難、運(yùn)行維護(hù)效率低等通點(diǎn)，提出的Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)整個(gè)用戶電站全面監(jiān)控，為用戶實(shí)現(xiàn)降低能源使用成本、減輕變壓器負(fù)載、余電上網(wǎng)，提高收益；節(jié)能減碳，符合國家政策。

子系統(tǒng)

1、光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)

2、光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)

3、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)

4、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置

5、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置

6、箱變測(cè)控裝置

7、無線測(cè)溫裝置

8、電能量計(jì)量系統(tǒng)

9、AGC/AVC 調(diào)控系統(tǒng)

10、遠(yuǎn)方調(diào)度上傳系統(tǒng)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

A、戶用光伏

B、中小容量光伏電站

C、大容量分布式光伏電站

系統(tǒng)功能

1、綜合看板

光伏電站位置顯示

光伏電站數(shù)量，峰值發(fā)電功率，實(shí)時(shí)發(fā)電功率顯示

統(tǒng)計(jì)所有光伏電站日、月、年發(fā)電量

計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)煤節(jié)約量以及二氧化碳減排量

柱狀圖展示每月發(fā)電量

2、電站狀態(tài)

展示光伏電站發(fā)電功率，峰值功率等基本參數(shù)

統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站日、月、年發(fā)電量

攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

接入輻照度、環(huán)境溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)

顯示當(dāng)前光伏電站逆變器接入數(shù)量及其基本參數(shù)

3、逆變器狀態(tài)

逆變器基本參數(shù)顯示

日、月、年發(fā)電量顯示

通過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線

直流側(cè)電壓電流查詢

交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢

4、電站發(fā)電統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)列表中所有光伏電站日、月、年發(fā)電量，支持柱狀圖和曲線圖切換展示以及報(bào)表導(dǎo)出功能。

5、逆變器發(fā)電統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站中所有逆變器的日、月、年發(fā)電量，支持柱狀圖和曲線圖切換展示以及報(bào)表導(dǎo)出功能。

6、逆變器曲線分析

展示逆變器直流側(cè)電壓、電流曲線，交流側(cè)功率曲線以及環(huán)境輻照度曲線、溫度曲線。便于用戶進(jìn)行整體分析。

配套產(chǎn)品

4結(jié)束語

  Acrel-1000DP融合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)控制、智能分析與安全防護(hù)，構(gòu)建了從設(shè)備層到云平臺(tái)的全鏈條管理體系。其在宜賓高新區(qū)等項(xiàng)目的成功應(yīng)用表明，該系統(tǒng)不僅提升了光伏電站的運(yùn)維效率與發(fā)電收益，還為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行與能源轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支撐，成為分布式光伏領(lǐng)域智能化升級(jí)