海墾集團(tuán)養(yǎng)殖場(chǎng)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目中的案例分享

1客戶(hù)需求

海南農(nóng)墾集團(tuán)，原海南省農(nóng)墾總公司，是中央直屬三大墾區(qū)之一。集團(tuán)在海南有多個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)，包括紅華養(yǎng)豬場(chǎng)、紅華肉牛繁育場(chǎng)等，計(jì)劃在這些養(yǎng)殖場(chǎng)的屋頂安裝分布式光伏系統(tǒng)，用于自發(fā)自用和余電上網(wǎng)。紅華養(yǎng)豬場(chǎng)和紅華肉牛繁育場(chǎng)的項(xiàng)目位于臨高縣，裝機(jī)容量分別為5.5MW和1.39MW；白沙縣邦溪鎮(zhèn)的和牛產(chǎn)業(yè)扶貧養(yǎng)殖場(chǎng)裝機(jī)容量為1.45MW。光伏組件安裝在廠(chǎng)房屋頂，通過(guò)逆變器接入10kV系統(tǒng)，并連接到廠(chǎng)區(qū)的10kV母線(xiàn)。

2 項(xiàng)目概況

紅華養(yǎng)豬場(chǎng)在養(yǎng)殖棚的屋頂上建設(shè)了一座分布式光伏電站。該電站采用了平鋪式的組件布局，共安裝了10108片單晶硅單面單玻545Wp的組件。這些組件以每28片為一組串聯(lián)起來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)配置了16臺(tái)250kW的逆變器。太陽(yáng)能電池板根據(jù)屋頂?shù)木唧w情況進(jìn)行了合理布置，所產(chǎn)生的直流電通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換為800V的交流電，然后接入箱式變壓器升壓至10kV，最終并入電網(wǎng)。該并網(wǎng)方式為自發(fā)自用，多余電量則上網(wǎng)銷(xiāo)售。

紅華養(yǎng)豬場(chǎng)光伏接入系統(tǒng)示意圖

紅華肉牛繁育場(chǎng)區(qū)的光伏系統(tǒng)采用了550W的單晶硅組件，并安裝了1臺(tái)50kW、13臺(tái)70kW、3臺(tái)100kW以及1臺(tái)110kW的組串逆變器。該系統(tǒng)的總光伏發(fā)電能力達(dá)到了1.39MW。該項(xiàng)目未采用匯流箱，而是將所有逆變器的出線(xiàn)回路直接接入升壓變壓器。此外，場(chǎng)區(qū)內(nèi)設(shè)置了一座1600kVA的10kV箱式變壓器，以10kV的電壓等級(jí)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

紅華肉牛繁育場(chǎng)光伏接入系統(tǒng)示意圖

紅華肉牛繁育場(chǎng)光伏組件布置圖

3技術(shù)方案

紅華養(yǎng)豬場(chǎng)的分布式光伏項(xiàng)目通過(guò)在屋頂安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自用和多余電量上網(wǎng)。發(fā)電通過(guò)逆變器和箱變升壓至10kV，接入現(xiàn)有電網(wǎng)。為保證系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行并順利并網(wǎng)，項(xiàng)目配備了繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)通訊屏，以及Acrel-1000DP監(jiān)控系統(tǒng)和AcrelCloud-1200云平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控和運(yùn)維。

3.1箱變內(nèi)主要電氣設(shè)備

本項(xiàng)目中的箱式變壓器均配備了干式三相雙繞組低損耗無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，其容量為2500kVA，電壓等級(jí)為10±5%/0.4kV，接線(xiàn)組別為“D，yn11”，交流頻率為50Hz，適用于戶(hù)外環(huán)境，并且其能效等級(jí)符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范。

高壓側(cè)包括進(jìn)線(xiàn)柜、PT柜、計(jì)量柜以及出線(xiàn)柜。高壓配電室的門(mén)必須安裝電磁鎖，以確保在10kV側(cè)帶電時(shí)，高壓室內(nèi)門(mén)無(wú)法被打開(kāi)。低壓側(cè)則與逆變器相連。箱變內(nèi)部安裝了專(zhuān)用的溫濕度監(jiān)控器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)箱變內(nèi)部的環(huán)境溫度，并輸出相應(yīng)的環(huán)境溫度測(cè)控接點(diǎn)，以確保變壓器在合理溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，并滿(mǎn)足故障報(bào)警及跳閘要求，同時(shí)保障箱變內(nèi)部的正常運(yùn)行。

①繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置

并網(wǎng)線(xiàn)路繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置

分布式光伏項(xiàng)目并網(wǎng)時(shí)，若線(xiàn)路短路，保護(hù)機(jī)制應(yīng)迅速響應(yīng)，斷開(kāi)故障并網(wǎng)點(diǎn)斷路器，限制故障影響，確保電網(wǎng)穩(wěn)定。10kV母線(xiàn)需安裝故障解列裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控頻率和電壓，異常時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)連接光伏系統(tǒng)的斷路器，防止問(wèn)題擴(kuò)散，維護(hù)電網(wǎng)和用戶(hù)設(shè)備安全。

②防孤島檢測(cè)

分布式光伏項(xiàng)目必須配備防孤島措施，包括逆變器的孤島檢測(cè)、防孤島保護(hù)和低壓檢測(cè)裝置，以快速自動(dòng)斷開(kāi)電網(wǎng)連接。同時(shí)，這些措施應(yīng)遵循國(guó)家電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，確保安全有效。

2）運(yùn)動(dòng)通訊設(shè)備

光伏電站需配備本地監(jiān)控系統(tǒng)，能自動(dòng)執(zhí)行調(diào)度部門(mén)的功率控制指令。站內(nèi)應(yīng)有智能邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，連接省級(jí)配網(wǎng)自動(dòng)化主站，向臨高縣調(diào)上傳必要信息，如并網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)、電壓、電流、有功和無(wú)功功率、發(fā)電量等，確保調(diào)控實(shí)時(shí)監(jiān)控電站運(yùn)行。

3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目旨在創(chuàng)建一個(gè)智能光伏電站管理系統(tǒng)，融合了Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)和AcrelCloud-1200光伏運(yùn)維云平臺(tái)，以全面控制和優(yōu)化光伏發(fā)電站。系統(tǒng)采用分層、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分為三個(gè)層次：

站控層：在值班室設(shè)置操作員站，使用C/S架構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)和B/S架構(gòu)的云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集抄、界面顯示和遠(yuǎn)程通信。

通信層：通訊管理機(jī)獨(dú)立于逆變器區(qū)域或箱變中，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)整理、分析和上傳，保證即使站控層網(wǎng)絡(luò)失效，也能獨(dú)立監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備。

設(shè)備層：包括微機(jī)保護(hù)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等設(shè)備，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、處理和傳送，以及接收控制命令執(zhí)行設(shè)備操作。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

項(xiàng)目配置設(shè)備清單如下表所示：

方案設(shè)備列表

3.3系統(tǒng)功能

綜合看板

在分布式光伏電站的管理與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，一個(gè)高效且直觀的綜合看板是不可或缺的。該看板融合了發(fā)電功率監(jiān)測(cè)、裝機(jī)容量記錄、發(fā)電量統(tǒng)計(jì)以及光伏收益計(jì)算等關(guān)鍵功能，并且特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)環(huán)保貢獻(xiàn)的量化評(píng)估，涵蓋了二氧化碳減排量的計(jì)算以及節(jié)約的噸標(biāo)煤量。

分布式光伏電站運(yùn)維管理

分布式光伏運(yùn)維平臺(tái)的報(bào)警處理分為事故報(bào)警和預(yù)告報(bào)警。事故報(bào)警涉及非操作導(dǎo)致的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作，而預(yù)告報(bào)警包括設(shè)備變位、狀態(tài)異常、模擬量越限/復(fù)限以及計(jì)算機(jī)站控系統(tǒng)部件和就地單元的狀態(tài)異常。不同等級(jí)的報(bào)警有不同的處理方式，預(yù)告報(bào)警可選擇性地遠(yuǎn)程發(fā)送。平臺(tái)還提供設(shè)備管理模塊，支持遠(yuǎn)程配置、參數(shù)調(diào)整和軟件升級(jí)，這些功能能顯著提升運(yùn)維效率并減少現(xiàn)場(chǎng)操作成本。用戶(hù)可以根據(jù)需求靈活配置和擴(kuò)展平臺(tái)。

設(shè)備管理界面

光伏發(fā)電效率監(jiān)測(cè)

平臺(tái)整合多項(xiàng)關(guān)鍵功能，來(lái)提升電站運(yùn)營(yíng)效率和經(jīng)濟(jì)收益。其數(shù)據(jù)分析能力可評(píng)估電站發(fā)電和使用效率，為運(yùn)維團(tuán)隊(duì)提供改進(jìn)方向。同時(shí)，電站收益統(tǒng)計(jì)功能依據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)和電價(jià)政策，自動(dòng)計(jì)算收益情況，為投資者和管理層提供財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)支持。逆變器狀態(tài)查詢(xún)功能實(shí)時(shí)監(jiān)控逆變器工作狀態(tài)，幫助運(yùn)維團(tuán)隊(duì)及時(shí)解決逆變器問(wèn)題，確保電站發(fā)電效率和穩(wěn)定性。

發(fā)電站監(jiān)測(cè)界面

4結(jié)語(yǔ)

分布式光伏發(fā)電，作為分布式能源的一種形式，在我國(guó)的實(shí)踐中主要涵蓋戶(hù)用光伏和工商業(yè)分布式光伏。在畜牧業(yè)中應(yīng)用分布式光伏發(fā)電，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升，而且有助于推動(dòng)碳減排目標(biāo)的達(dá)成，為打造綠色、智能、可持續(xù)的現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的支持。本文闡述了畜牧業(yè)中分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)與光伏運(yùn)維平臺(tái)相結(jié)合的策略，通過(guò)整合數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理分析以及遠(yuǎn)程監(jiān)控和設(shè)備管理等功能，有效提升了光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性，同時(shí)降低了運(yùn)維成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳琦.分布式光伏發(fā)電:中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑[J].中國(guó)電力教育，2013.DOI:CNKI: SUN:ZGDI.0.2013-36-124..

[2] 周志敏.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)例[M].中國(guó)電力出版社,2014.

[3] 劉躍.分布式光伏電站接入配電網(wǎng)繼電保護(hù)配置研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2015(3):1.DOI:10.3969 /j.issn.1674-098X.2015.03.019.

審核編輯 黃宇