安科瑞-分布式光伏监控-设计方案

1.概述

　　根据光伏系统接入配电网的要求，需要10kV电压等级并网的光伏发电系统配置继电保护及安全自动装置，如线路保护、安全自动装置、防孤岛保护、UPS电源等设备；为满足调度自动化要求，需配置远动系统、对时设备及安全防护装置；为满足系统电量统计，需配置电能计量装置，如关口计量表、并网电能表、自用电计量电能表及采集终端等装置；为满足并网电能质量的要求，需要配置电能质量监测装置；建立整个光伏系统的通信设备，满足系统的互联互通和可管理性。

　　在电气监控室配置一套分布式光伏监控系统，通过通信管理机及网络交换机实时采集微机保护装置、电能质量监测、计量、远动系统等二次设备数据，实现三个区域光伏发电系统全面监控与自动化管理。在监控室配置通信系统、对时系统、远动系统满足系统内部的通信与上级调度需求，配置一套一体化电源系统，为二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源，实现整个光伏系统的安全、稳定运行。

2.设计标准

　　本次工程的方案设计过程中，我们遵循的基本原则：先进、可靠、实用、安全。本次设计参考如下标准：

　　1）主要国家技术标准

　　（1）《20kV及以下变电所设计规范》 GB 50053-2013

　　（2）《供配电系统设计规范》 GB 50052-2009

　　（3）《低压配电设计规范》 GB 50054-2011

　　（4）《建筑物防雷设计规范》 GB 50057-2010

　　（5）《民用建筑电气设计标准》 GB51348-2019

　　（6）《建筑照明设计标准》 GB 50034-2013

　　（7）《并联电容器装置设计规范》 GB 50227-2017

　　（8）《电力工程电缆设计标准》 GB 50217-2018

　　（9）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 GB/T 50062-2008

　　（10）《继电保护和安全自动装置技术规程》 GB/T 14285-2006

　　（11）《交流电气装置的接地设计规范》 GB 50065-2011

　　（12）《交流电气装置的过压保护和绝缘配合设计规范》 GB/T 50064-2014

　　（13）《电力装置电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063-2017

　　（14）《光伏发电站无功补偿技术规范》GB/T29321-2012

　　（15）《光伏发电接入配电网设计规范》 GB/T 50865 - 2013

　　（16）《建筑设计防火规范》（2018版） GB 50016-2014

　　（17）《通用用电设备配电设计规范》 GB50055-2011

　　（18）《3~110kV高压配电装置设计规范》 GB50060-2008

　　2）主要行业、地方技术标准

　　（1）《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL/T 5044-2014

　　（2）《电力工程制图标准第1部分：一般规则部分》DL/T 5028.1-2015

　　（3）《导体和电器选择设计技术规定》 DL/T 5222

　　（4）《10kV及以下电力用户业护工程技术规范》DB35/T 1036-2019

　　（5）《户用光伏并网发电系统 第2-5部分：设计规范系统接入设计》T/CPIA 0011.205-2019

　　（6）《户用光伏发电系统并网技术要求》 T/CEC 333-2020

　　3）主要企业技术标准及图集

　　（1）《电能计量装置通用设计规范》 Q/GDW 10347-2016

　　（2）《光伏电站接入电网技术规定》Q/GDW 617-2011

　　（3）《分布式电源接入配电网设计规范》Q/GDW11147-2017

　　（4）《光伏电站接入电网技术规定》Q/GDW 1617-2015

　　（5）《分布式电源接入电网技术规定》Q/GDW 1480-2015

　　（6）《分布式光伏发电项目接入系统典型设计》

　　以上引用文件，随版本相应更改为版本引用文件。

　　3.设计方案

　　【可根据实际项目配置调整】

　　3.1 系统一次图

　　本光伏电站共分为三个光伏配电室，分别1#光伏配电室、2#光伏配电室、3#光伏配电室，均设置有通讯屏、站控屏、直流屏，并在3#光伏配电室设置1台远动屏、1台监控主机屏。

　　各光伏配电室一次图如下：

　　在三个光伏配电室分别配置站控屏、通讯屏、直流屏，并且在3#光伏配电室外加远动屏及监控屏，分区域通过485通讯总线将逆变器数据采集到每个站控屏，再由光纤组网方式将三个配电室通讯屏接入同一局域网，通过监控屏监控三个配电房高压设备及逆变器，由远动屏上传至调度中心。

　　在三个光伏配电室各配置一面站控屏，配置电能质量监测装置，实现对10kV光伏并网总进线电能质量实时监测与分析；配置防孤岛保护装置，实现快速监测孤岛且立即断开与电网的连接；配置公共测控装置和频率电压紧急控制装置，实现线路异常、频率电压异常的紧急控制断路器、隔离开关等设备的功能。实现并网点电压、光伏发电系统有功功率和无功功率、频率等数据的遥测；微机保护装置异常信号、通信设备异常信号等状态量遥信；断路器、并网点开关等设备的等功能。

　　在三个光伏配电室各配置一面通讯屏，并配置时钟同步装置，实现光伏电站内所有监控与保护装置的时钟同步，配置智能网关、交换机，用于采集逆变器、测控装置及仪表数据与信息。

　　在三个光伏配电室各配置一面直流屏，并提供一套一体化电源系统，为光伏配电室的断路器、二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源。

　　在3#光伏配电室配置一面远动屏，配置通讯管理机、网络交换机、无线路由器、正向隔离装置、纵向加密装置，通过专用通道点对点方式以及站内的数据网接入设备向各级调度以DL/T634.5104协议传送远动信息。配置群调qunkong装置，实现调频、调压及区域分布式光伏群调qunkong。

　　在3#光伏配电室配置一面监控屏，配置一套分布式光伏监控系统，通过通讯管理机组网实现光伏电站综合监控与管理。

　　3.3 站控屏方案

　　10kV光伏并网柜配置一台电能质量监测装置APView500，监测电能质量如电压谐波与不平衡/电压偏差/频率偏差/电压波动与闪变等稳态数据、电压暂升/暂降/短时中断暂态数据，当检测到电能质量异常时，触发故障录波与数据记录，为后续的电能质量分析提供数据支撑。

　　10kV光伏并网柜配置一台AM5SE-IS防孤岛保护装置，实现快速监测孤岛且立即断开与电网的连接，并与配电网侧线路重合闸和安全自动装置动作时间配合。

　　10kV光伏并网柜配置一台IPC200频率电压紧急控制装置，装置主要用于分布式光伏系统实现低周低压减载控制；也可以用于联络线低频低压解列控制。

　　10kV光伏并网柜配置一台AM5SE-K公共测控装置，用于监测10kV侧测量电压、测量电流。

　　可以配置电气节点测温装置，实现母排、断路器上下触头、电缆出线处的温度监测。

　　3.4 计量方案

　　10kV光伏计量柜内配置三相三线制、有功0.2S、无功2.0电度表用于进线处计量，1台电能量采集终端，通过电能量采集终端将电度表数据上传至调度平台和监控系统。

　　3.5 通讯屏方案

　　通讯屏内配置智能网管及其扩展模块、交换机实现用于采集逆变器、测控装置及仪表数据与信息，上传至调度平台和监控系统。

　　配置时钟同步装置ATS1000E一台，时钟源支持GPS和北斗。监控系统、通讯管理机和微机保护装置均从该装置获得授时（对时）信号，保证I/O数据采集单元的时间同步达到1ms精度要求。当时钟失去同步时，自动告警并记录事件，当时钟失去电源时，自动生成告警信号。监控系统设备采用NTP对时方式，微机保护装置对时接口采用IRIG-B对时方式。

　　3.6 一体化电源方案

　　本项目光伏配电室内监控设备的提供一体化电源，具体配置方案如下：

　　直流蓄电池屏为100Ah后备电源，内含12V×18只蓄电池组1组；

　　直流充电屏内含3+1组10A模块，直流接地监测仪(具备64路直流监测接口)，斩波降压装置，硅链降压装置30A，双路交流进线自动切换装置；

　　直流馈电屏支持36路直流馈线，3kVA逆变电源，8路馈线；

　　站用电源屏配置进线开关2只，ATS切换模块1个，进线电度表2只，24路馈线。

　　3.7 远动通信方案

　　在3#光伏配电室配置一面远动通讯屏，配置通讯管理机、网络交换机、正向隔离装置、纵向加密装置等，通过专用通道点对点方式以及站内的数据网接入设备向各级调度以DL/T634.5104协议传送远动信息。

　　在远动屏内配置一套群调qunkong装置，实现与电网调度机构进行双向通信的能力，能够实现远程监测与控制功能，具备接收、执行调度端远方控制解/并列、启停和发电功率指令。

　　3.8 监控系统方案

　　在3#光伏配电室内配置通讯管理机1台和1套Acrel-1000DP分布式光伏监控系统，实现微机保护装置、测控装置、直流屏、保护装置、电能质量监测装置以及其它智能设备的数据采集。监控系统按照双机冗余热备，单网组网方式，实现光伏电站内数据采集与实时监控。系统组网拓扑图如下：

　　主要功能与技术参数

　　4 分布式光伏监控系统主要功能

　　数据采集和处理

　　监控系统通过通信管理机实时采集光伏逆变器的模拟量、状态量等信息量；通过公共接口设备接受来自其他通信装置的数据。

　　对所采集的实时信息进行数字滤波、有效性检查，工程值转换、信号接点抖动消除、刻度计算、人工置入等加工。从而提供电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、系统总功率、总发电量、温度等各种实时数据。