安科瑞光伏并網(wǎng)柜保護(hù)監(jiān)測(cè)解決方案

安科瑞 陳聰

1、光伏并網(wǎng)柜簡(jiǎn)介

分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是利用光伏組件將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式，并且能一定程度保證發(fā)電的穩(wěn)定性、可靠性及供給配電網(wǎng)電能質(zhì)量，是一種新型的、環(huán)保型且具有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展前景的發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)在用戶所在場(chǎng)地或附近建設(shè)運(yùn)行，以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。它能夠就近逐步解決用戶的用電問題，通過并網(wǎng)送去實(shí)現(xiàn)供電差額的補(bǔ)償與外送。光伏電源處于用戶側(cè)，發(fā)電供給當(dāng)?shù)卣?fù)荷，可以合理減少對(duì)電網(wǎng)供電的依賴，減少線路損耗。通過借助建筑物表面，將光伏蓄電池作為建筑材料，從而合理地增加光伏電站的占地面積。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模較小，可以根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行建設(shè)，建設(shè)區(qū)域選擇性較大，在未來能源綜合利用發(fā)展中有很大的發(fā)展空間。

并網(wǎng)柜主要由刀閘、斷路器及有關(guān)的控制元件組成，由于其連接發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和電網(wǎng)系統(tǒng)，安裝有完備的并網(wǎng)保護(hù)裝置，起到發(fā)電機(jī)并網(wǎng)作用，而被稱為“并網(wǎng)柜"。 光伏并網(wǎng)柜作為光伏電站的總出口存在于光伏系統(tǒng)中，是連接光伏電站和電網(wǎng)的配電裝置，可以保護(hù)、計(jì)量光伏發(fā)電的總量，方便故障檢修管理，提高發(fā)電系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。具備檢失壓分閘、檢有壓合閘、過流保護(hù)、過電壓保護(hù)、孤島保護(hù)、防逆流保護(hù)、諧波治理、無功補(bǔ)償?shù)热矫娑囗?xiàng)保護(hù)功能，同時(shí)具備顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)指示，被廣泛運(yùn)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，與光伏并網(wǎng)逆變器配套使用可組成一套完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)解決方案。

2、光伏并網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)解決方案

光伏并網(wǎng)柜在運(yùn)行中，會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)電壓、頻率等方面的波動(dòng)對(duì)本站造成沖擊、負(fù)荷過高等現(xiàn)象，不僅會(huì)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備造成損壞還會(huì)威脅到維護(hù)人員的生命安全。諧波問題是光伏發(fā)電的主要問題，光伏發(fā)電使用交、直流逆變器，由于逆變器是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷作用，把直流電轉(zhuǎn)變交流電，在此環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生諧波問題。另外由于光伏項(xiàng)目的不確定性，造成輸出功率的隨機(jī)波動(dòng)，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率偏差、電壓波動(dòng)與閃變等。

針對(duì)上述情況，本解決方案利用防孤島保護(hù)裝置采集并網(wǎng)電壓、頻率及電網(wǎng)進(jìn)線電流等信號(hào)，當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時(shí)，快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離。同時(shí)配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)電壓諧波、電壓波動(dòng)與閃變、頻率偏差、電壓不平衡度、電壓暫降/暫升/短時(shí)中斷等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過這兩種設(shè)備在光伏并網(wǎng)柜中的使用，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供保障。本解決方案設(shè)備配置方案如表一。

表一 配置方案

3、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
3.1 AM5SE-IS微機(jī)保護(hù)裝置 

AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時(shí)，可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離，保證整個(gè)電站和相關(guān)維護(hù)人員的生命安全。

? 技術(shù)參數(shù)

? 主要功能

? 外形及開孔尺寸

? 安裝方法

裝置采用面板嵌入式安裝，首先在屏體面板上按開孔尺寸開孔，如圖1。再將裝置按圖2所示放入開孔中，直到裝置面板靠住機(jī)柜的面板。將支架放置于機(jī)柜面板的內(nèi)部（上下各有一個(gè)支架），如圖3，旋轉(zhuǎn)4個(gè)固定螺絲，使裝置牢固固定在機(jī)柜面板上，然后蓋上4個(gè)翻蓋即可。（翻蓋上方有小缺口，拆卸時(shí)需用一字螺絲刀插入小缺口將翻蓋取下。）

3.2 APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置

APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測(cè)、電壓不平衡度監(jiān)測(cè)、事件記錄、測(cè)量控制等功能為一體，能夠滿足通過0.4-35kV電壓等級(jí)并網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)要求，廣泛適用于工業(yè)廠房、商業(yè)屋頂、物流基地、機(jī)場(chǎng)交通、高速服務(wù)區(qū)等行業(yè)的分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

? 技術(shù)參數(shù)

? 監(jiān)測(cè)精度? 

? 基本功能

? 外形及開孔尺寸

本裝置為嵌入式安裝方式，可以集中安裝于控制室的屏或柜上，也可分散安裝于開關(guān)柜上。

4、典型方案
4.1 0.4kV光伏發(fā)電項(xiàng)目系統(tǒng)上圖

1、配電室上圖方案

一次系統(tǒng)上圖

2、方案設(shè)計(jì)

一次方案設(shè)計(jì)圖

4.2 10kV光伏發(fā)電項(xiàng)目系統(tǒng)上圖

1、配電室上圖方案

10kV市電一次系統(tǒng)圖

一次系統(tǒng)上圖

2、方案設(shè)計(jì)

一次方案設(shè)計(jì)圖