摘 要：2024年(nián)期間，國(guó)家(jiā)能源局有關負(fù)責(zé)人表(biǎo)示(shì)，在能源領域，發展新(xīn)質生(shēng)產力的(dí)新動(dòng)能(néng)關(guān)鍵(jiàn)在(zài)於(yú)持(chí)續推動(dòng)新(xīn)能(néng)源和可再生能(néng)源高質量躍升發展，其中以積(jī)極發(fā)展分布(bù)式新(xīn)能源(yuán)就是工作之(zhī)一。分布(bù)式光(guāng)伏(fú)以其(qí)靈(líng)活且環(huán)保的發電(diàn)特性(xìng)，正(zhèng)逐步(bù)成為推(tuī)動(dòng)能(néng)源轉(zhuǎn)型的(dí)重(zhòng)要力量。在(zài)現代畜牧(mù)業(yè)中(zhōng)，利(lì)用養(yǎng)殖場屋頂及空地(dì)部署(shǔ)光(guāng)伏板，能夠有效(xiào)利用閒置空間，直接為養殖(zhí)場(cháng)提(tí)供(gōng)清(qīng)潔，可(kě)持續的電力供(gōng)應，顯(xiǎn)著降低運營(yíng)成(chéng)本。本文探(tàn)討(tǎo)了分布式(shì)光(guāng)伏(fú)監控係(xì)統具(jù)備(bèi)的(dí)功能(néng)，以(yǐ)及(jí)為確保養(yǎng)殖(zhí)場分布式(shì)光(guāng)伏(fú)發電(diàn)站穩(wěn)定(dìng)運(yùn)行的電(diàn)氣(qì)二(èr)次配置。

關鍵詞：分布(bù)式光伏；養殖(zhí)場；電氣(qì)二(èr)次(cì)配置(zhì)

1. 概述

海(hǎi)南(nán)農(nóng)墾(kěn)集團(tuán)其(qí)前(qián)身(shēn)是與海(hǎi)南省農墾(kěn)總局(jú)實行政企合一(yī)的海南省(shěng)農(nóng)墾總公司，屬中央直(zhí)屬三大墾區之(zhī)一。該(gāi)集團在(zài)海(hǎi)南(nán)有(yǒu)多個養殖場，本次工程涉及到紅(hóng)華養(yǎng)豬(zhū)場(cháng)，紅(hóng)華肉(ròu)牛繁育(yù)場，白沙(shā)縣邦溪鎮和(hé)牛產業扶(fú)貧(pín)養(yǎng)殖場等多(duō)個項目，通過(guò)在廠房屋頂(dǐng)鋪(pū)設分布(bù)式光伏，實(shí)現光(guāng)伏(fú)發電(diàn)自發(fā)自(zì)用(yòng)，餘電(diàn)上(shàng)網。

紅(hóng)華養豬場(cháng)，紅(hóng)華(huá)肉(ròu)牛繁(fán)育(yù)場分(fēn)布(bù)式光伏發電(diàn)項目均(jūn)處於海南(nán)省臨高(gāo)縣(xiàn)，實際(jì)裝(zhuāng)機(jī)容(róng)量(liáng)分(fēn)別為5.5MW和1.39MW；白沙(shā)縣邦溪(xī)鎮和(hé)牛產(chǎn)業扶貧養殖場位於海南(nán)省(shěng)白(bái)沙黎(lí)族自(zì)治縣，總(zǒng)建(jiàn)設規(guī)模為1.45MW。養(yǎng)殖場(cháng)內光伏(fú)組(zǔ)件安裝在(zài)廠(chǎng)房屋(wū)頂，經逆(nì)變(biàn)後(hòu)接入(rù)箱變升壓(yā)至10kV，再(zài)接入廠區內原有(yǒu)用戶10kV母(mǔ)綫；

本文(wén)主要(yào)針(zhēn)對(duì)紅華(huá)養(yǎng)豬場(cháng)和紅華肉(ròu)牛(niú)繁(fán)育場(cháng)分(fēn)布(bù)式光伏發電項目介(jiè)紹光(guāng)伏電站的電(diàn)氣二次配置(zhì)方案，包(bāo)括(kuò)保護站內發電(diàn)運(yùn)行(háng)安(ān)全的安(ān)全(quán)自(zì)動裝置屏，完成調度上傳的(dí)遠動通訊屏，以(yǐ)及(jí)就地部署的Acrel-1000DP分(fēn)布(bù)式光伏係(xì)統。

2. 分(fēn)布式(shì)光伏設計(jì)

紅(hóng)華(huá)養豬場在養殖棚屋麵建設(shè)分(fēn)布(bù)式光(guāng)伏(fú)電站，組(zǔ)件采用平鋪(pū)設計，共使用(yòng)單(dān)晶矽(guī)單(dān)麵單玻(bō)545Wp組件10108片(piàn)，每(měi)28片組件(jiàn)為一串(chuàn)，采用16台250kW逆(nì)變器，根(gēn)據屋頂情況(kuàng)布置(zhì)太陽(yáng)能電池板，所(suǒ)發(fā)直(zhí)流(liú)電由(yóu)逆(nì)變器逆變流800V，接(jiē)入(rù)箱變升壓至10kV並(bìng)入電網，並(bìng)網形式(shì)為自發自用(yòng)，餘(yú)電上網。

圖2.1 紅華(huá)養豬場(cháng)光(guāng)伏接(jiē)入係(xì)統示意圖

紅(hóng)華(huá)肉牛(niú)繁(fán)育場區采(cǎi)用550W單晶(jīng)矽組件(jiàn)，安裝(zhuāng)50kW組串(chuàn)逆(nì)變器1台,70kW組(zǔ)串(chuàn)逆(nì)變(biàn)器13台，100kW組(zǔ)串(chuàn)逆(nì)變器(qì)3台(tái)，110kW組串(chuàn)逆(nì)變器1台(tái),整(zhěng)體(tǐ)光伏(fú)發電(diàn)量1.39MW。項目不(bù)設置匯(huì)流(liú)箱，所有(yǒu)逆變器出綫回(huí)路均接(jiē)入升(shēng)壓(yā)變，設置1座10kV箱(xiāng)式變壓器1600kVA，采(cǎi)用10kV電(diàn)壓等(děng)級並網(wǎng)。

圖2.3 紅華肉牛(niú)繁育場(cháng)光伏(fú)接(jiē)入係(xì)統(tǒng)示意(yì)圖

圖(tú)2.4 紅(hóng)華(huá)肉(ròu)牛(niú)繁育(yù)場光伏組件(jiàn)布置(zhì)圖

3. 技(jì)術方案

以紅(hóng)華(huá)養(yǎng)豬場分(fēn)布(bù)式光伏項(xiàng)目為例(lì)（以下簡(jiǎn)稱“本(běn)項目"），本項(xiàng)目(mù)利用(yòng)屋頂建設(shè)光伏發電(diàn)係(xì)統(tǒng)，所發電量采用(yòng)就(jiù)地消(xiāo)納(nà)，自(zì)發自用，餘電上網的(dí)模(mó)式，光伏發電經(jīng)逆(nì)變器，箱變升(shēng)壓至10kV，並(bìng)網接入(rù)10kV電網原有綫(xiàn)路。

為確(què)保(bǎo)光(guāng)伏(fú)發電係(xì)統(tǒng)實現高效，穩定(dìng)，安全地運(yùn)行，並順利(lì)並入(rù)電(diàn)網，我們(mén)配(pèi)置了(liǎo)繼電保護(hù)及(jí)安全(quán)自動裝(zhuāng)置，遠動(dòng)通訊(xùn)屏和就地部(bù)署的(dí)Acrel-1000DP分(fēn)布(bù)式光伏監控(kòng)係統與AcrelCloud-1200光(guāng)伏(fú)運維雲(yún)平(píng)台。

3.1.1. 箱變(biàn)內(nèi)主(zhǔ)要(yào)電氣設(shè)備(bèi)

本(běn)項目箱變(biàn)均配備幹(gān)式(shì)三(sān)相雙繞組低(dī)損耗無(wú)勵磁(cí)調壓(yā)變壓器，容量(liáng)為2500kVA，電(diàn)壓等級為10±5%/0.4kV，接綫組別為“D，yn11"，交(jiāo)流頻(pín)率為50Hz，可以(yǐ)戶(hù)外使用(yòng)，能(néng)效等級滿(mǎn)足國家規範(fàn)要(yào)求(qiú)。

高壓(yā)側包(bāo)含進綫(xiàn)櫃(guì)，PT櫃(guì)，計(jì)量(liáng)櫃，出(chū)綫(xiàn)櫃，高壓(yā)配(pèi)電室要求門加(jiā)裝電(diàn)磁鎖，當10kV側帶(dài)電時高(gāo)壓室內門(mén)不能打開(kāi)；低壓(yā)側(cè)與逆變(biàn)器連接。箱變(biàn)內采用(yòng)專用溫(wēn)濕度(dù)監控器(qì)，能(néng)測(cè)量箱變內(nèi)部環境(jìng)溫度(dù)，輸出(chū)環(huán)境(jìng)溫度(dù)測(cè)控接(jiē)點(diǎn)，以滿足(zú)變(biàn)壓(yā)器溫(wēn)度合(hé)理(lǐ)運(yùn)行故(gù)障報警(jǐng)跳(tiào)閘要(yào)求(qiú)及箱變內部正(zhèng)常運(yùn)行(háng)要(yào)求(qiú)。

3.1.2. 繼(jì)電保護(hù)及(jí)安(ān)全自動裝置

1）並(bìng)網(wǎng)綫(xiàn)路(lù)繼(jì)電保護及安(ān)全(quán)自(zì)動(dòng)裝置(zhì)

當(dāng)分(fēn)布式(shì)光伏項(xiàng)目(mù)的並(bìng)網綫(xiàn)路發生(shēng)短路故障時(shí)，綫(xiàn)路(lù)保(bǎo)護(hù)應立即(jí)啟動(dòng)，判斷故障(zhàng)並觸發(fā)動作，瞬(shùn)時斷(duàn)開與故障(zhàng)點相(xiāng)連(lián)的並網(wǎng)點斷路器，故障對(duì)電(diàn)網的影響(xiǎng)範(fàn)圍，確保(bǎo)故(gù)障(zhàng)能(néng)夠(gòu)被(bèi)快速(sù)且(qiě)可(kě)靠(kào)地(dì)切除，從而保護(hù)其(qí)他非故障部(bù)分(fēn)的(dí)正常運行(háng)。

10kV母綫作為關(guān)鍵(jiàn)節點，應當配(pèi)備先(xiān)進的故(gù)障(zhàng)解列裝置，裝置(zhì)可(kě)以實(shí)時(shí)監測(cè)母綫頻率和電(diàn)壓的功能，一(yī)旦(dàn)檢(jiǎn)測到異常（如(rú)頻率偏離正常(cháng)範圍，電壓波(bō)動(dòng)過(guò)大等），將立(lì)即執行(háng)緊急控(kòng)製(zhì)措施(shī)，自動跳開(kāi)的斷路器（通常是連接(jiē)光伏係統(tǒng)與(yǔ)電(diàn)網的專用(yòng)開關），通過(guò)這(zhè)樣的方(fāng)式，可以有(yǒu)效防(fáng)止故障(zhàng)或異常狀況(kuàng)的進一步擴(kuò)大，保障(zhàng)電網和用戶(hù)設(shè)備的(dí)安全。

2）防(fáng)孤島(dǎo)檢測(cè)

在(zài)分布式光(guāng)伏項目中，為防止孤島(dǎo)現(xiàn)象對電(diàn)網和人員安全造(zào)成(chéng)威脅，需要配有*的防孤島方案(àn)，需(xū)要逆變器(qì)的孤島檢測(cè)機(jī)製，防孤島保護裝置，低(dī)壓檢測裝置(zhì)共(gòng)同(tóng)配(pèi)合，一旦監測到孤島狀態，能夠(gòu)迅速並自(zì)動(dòng)地(dì)與電網(wǎng)斷開(kāi)連接，此(cǐ)外，該(gāi)方案還需嚴格(gé)遵守國(guó)家(jiā)電(diàn)網(wǎng)所(suǒ)製(zhì)定(dìng)的相關標(biāo)準和規定，以(yǐ)確(què)保其有(yǒu)效性(xìng)和(hé)合(hé)規性(xìng)。

3.1.3. 運動(dòng)通(tōng)訊(xùn)設(shè)備(bèi)

光(guāng)伏(fú)電站(zhàn)內采(cǎi)用(yòng)本地監(jiān)控係(xì)統，應(yīng)具備自動(dòng)接收並執行調度部門(mén)發送的有功功(gōng)率(shuài)及(jí)無功(gōng)功率變化的(dí)控(kòng)製指令(líng)的能力(lì)。同時站(zhàn)內配置(zhì)智(zhì)能(néng)邊(biān)緣計(jì)算(suàn)網(wǎng)關(guān)，接(jiē)入省(shěng)級配(pèi)網(wǎng)自動化(huà)主(zhǔ)站(zhàn)，上(shàng)傳臨高縣調，采集(jí)上傳的信息(xī)量應(yīng)滿足調度(dù)機構(gòu)的運(yùn)行需求，包括(kuò)並網設備狀態，並(bìng)網(wǎng)點電(diàn)壓，電流(liú)，有功(gōng)功(gōng)率，無功(gōng)功率和發電量等，調(tiáo)控應實(shí)時監視運行情況。

4. 係(xì)統結(jié)構

本項目致力(lì)於(yú)構(gòu)建一個(gè)智能(néng)的光伏電站管理體係，集成(chéng)了(liǎo)一套先進的分布(bù)式光伏(fú)監(jiān)控(kòng)係統(tǒng)Acrel-1000DP與(yǔ)光(guāng)伏(fú)運(yùn)維雲平(píng)台(tái)AcrelCloud-1200，來實(shí)現對(duì)整(zhěng)個(gè)光伏發(fā)電(diàn)站的掌控(kòng)與(yǔ)優(yōu)化(huà)，係(xì)統網絡結構為分層，分布(bù)式，整體(tǐ)可分為三(sān)層：

第一層：站(zhàn)控(kòng)層(céng)。在值班室設置操作員站(zhàn)，采(cǎi)用C/S架(jià)構分布式(shì)光伏監控係統(tǒng)，配置工(gōng)控機(jī)和(hé)管(guǎn)理軟件，工控機(jī)主(zhǔ)要完成對(duì)光伏(fú)電(diàn)站的數據集(jí)抄和界(jiè)麵顯示(shì)功(gōng)能；同時(shí)配(pèi)置(zhì)光伏運維雲平台，采(cǎi)用B/S架構(gòu)，支(zhī)持(chí)多(duō)平台，多終(zhōng)端網絡訪問(wèn)，形成了(liǎo)全站(zhàn)監(jiān)控，管理(lǐ)，並(bìng)具(jù)備與遠方控製(zhì)中心通信的(dí)接口(kǒu)。

第二層：通信層(céng)。通訊管理機(jī)以相對獨(dú)立的方(fāng)式(shì)分散在逆變(biàn)器區域(yù)或(huò)箱變中，將整(zhěng)理分析采集到的數據，並(bìng)通過(guò)網(wǎng)絡或(huò)者4G上傳至(zhì)光(guāng)伏服務器和係(xì)統(tǒng)，確保在站控(kòng)層網絡失(shī)效(xiào)的(dí)情況下(xià)，仍能(néng)獨(dú)立(lì)完(wán)成(chéng)就(jiù)地各電氣(qì)設備(bèi)的(dí)監測。

第三(sān)層(céng)：設(shè)備層。主要包括(kuò)微機(jī)保護，防孤(gū)島(dǎo)保護，電能質量在(zài)綫(xiàn)監測(cè)裝(zhuāng)置(zhì)，故(gù)障(zhàng)解列裝置(zhì)，多功(gōng)能儀(yí)表(biǎo)，逆(nì)變器(qì)，箱變測(cè)控等(děng)設備(bèi)。可(kě)以直(zhí)接采集處理現(xiàn)場的原始(shǐ)數據，通過(guò)通信層(céng)傳(chuán)送(sòng)給站(zhàn)控(kòng)層(céng)，同時接收站(zhàn)控層(céng)發來的控(kòng)製(zhì)操(cāo)作(zuò)命(mìng)令，經過(guò)有(yǒu)效性判(pàn)斷，閉鎖檢測，同步檢(jiǎn)測等，對(duì)設(shè)備進(jìn)行(háng)操(cāo)作控製(zhì)。

圖(tú)4.1係統(tǒng)網(wǎng)絡示(shì)意(yì)圖

項目配(pèi)置(zhì)設(shè)備清(qīng)單(dān)如(rú)下表所(suǒ)示：

表(biǎo)4.1 方案設備列(liè)表

5. 係(xì)統(tǒng)功能

5.1.1. 綜(zōng)合看板(bǎn)

在分布式(shì)光伏電(diàn)站的管(guǎn)理(lǐ)與(yǔ)運(yùn)營中，需要(yào)一(yī)個(gè)高效(xiào)，直觀的綜合看板，該看(kàn)板集(jí)成(chéng)了發電(diàn)功(gōng)率監(jiān)測(cè)，裝機(jī)容(róng)量記錄，發(fā)電量統計(jì)以(yǐ)及光(guāng)伏收益(yì)計算等核心(xīn)功(gōng)能(néng)，同時(shí)特(tè)別(bié)突(tū)出(chū)了對(duì)環保貢(gòng)獻(xiàn)的(dí)量化評估(gū)，包(bāo)括計算二氧化(huà)碳減(jiǎn)排量和節約的噸標煤量(liáng)。

5.1.2. 分布(bù)式(shì)光伏電站運維管(guǎn)理

分布式光伏運維(wéi)平台的報警處(chǔ)理分事故報(bào)警和(hé)預告報警。前(qián)者(zhě)包(bāo)括非操作(zuò)引起(qǐ)的(dí)斷(duàn)路器(qì)跳閘(zhá)和保(bǎo)護裝置動(dòng)作信號(hào)，後(hòu)者包括一(yī)般設備變位，狀(zhuàng)態(tài)異(yì)常(cháng)信息(xī)，模(mó)擬量(liáng)越限/復限，計(jì)算機(jī)站(zhàn)控(kòng)係(xì)統的各個部件，就地(dì)單元(yuán)的狀(zhuàng)態異常等，針(zhēn)對(duì)不(bù)同等級(jí)的報(bào)警，處理方(fāng)式有(yǒu)所區(qū)別，預告報警(jǐng)會有選(xuǎn)擇地向遠(yuǎn)方發(fā)送(sòng)。

平(píng)台(tái)提(tí)供設備(bèi)管(guǎn)理模(mó)塊，允許運(yùn)維人(rén)員對(duì)設備進(jìn)行遠程(chéng)配置(zhì)，參數調整，軟件(jiàn)升級(jí)等(děng)操作(zuò)，這些功(gōng)能可以大幅提(tí)高運(yùn)維(wéi)效率，降低(dī)現場(cháng)操作(zuò)成(chéng)本。平台靈活的配置選項(xiàng)，允許(xǔ)用(yòng)戶(hù)根據(jù)自己的(dí)需求對(duì)平台(tái)進行定製和擴(kuò)展。

圖(tú)5.2 設備(bèi)管理界(jiè)麵

5.1.3. 光(guāng)伏發電(diàn)效(xiào)率監測(cè)

平台集(jí)成了多項(xiàng)關鍵(jiàn)功能，來保(bǎo)障和(hé)提升(shēng)電(diàn)站的運(yùn)營效能(néng)與經(jīng)濟效(xiào)益(yì)。基於(yú)其*的(dí)數據分(fēn)析與統(tǒng)計(jì)能力(lì)，可以計算(suàn)電(diàn)站的(dí)年利(lì)用(yòng)小(xiǎo)時數，能夠(gòu)客(kè)觀(guān)評估(gū)電(diàn)站的(dí)發電(diàn)效率和(hé)使(shǐ)用效率，為(wéi)運(yùn)維團隊提供改進(jìn)方向(xiàng)。同時，電(diàn)站收益統計(jì)功能則根據(jù)發電數(shù)據和電價(jià)政(zhèng)策等因素(sù)，自動(dòng)計(jì)算(suàn)出(chū)電站(zhàn)的(dí)年度(dù)，季(jì)度或月(yuè)度收益情況，為(wéi)投資者和管(guǎn)理(lǐ)層(céng)提供(gōng)直(zhí)觀，準(zhǔn)確(què)的(dí)財務數據(jù)支持(chí)，助(zhù)力決策(cè)製定與(yǔ)優(yōu)化。

逆(nì)變器(qì)負責(zé)將(jiāng)光伏(fú)電池產生的直流(liú)電轉換(huàn)為交(jiāo)流電(diàn)並送(sòng)入(rù)電(diàn)網(wǎng)，其工作狀(zhuàng)態直接影響到(dào)電(diàn)站的(dí)發電(diàn)效(xiào)率和(hé)穩定性。所(suǒ)以(yǐ)平台(tái)提供逆變(biàn)器(qì)狀態(tài)查詢(xún)功能(néng)，通(tōng)過實時(shí)查詢逆變器的工(gōng)作狀態，轉換效率(shuài)及故(gù)障信息，運維(wéi)團(tuán)隊(duì)可(kě)以及(jí)時發現(xiàn)並解(jiě)決(jué)逆(nì)變(biàn)器(qì)的問(wèn)題(tí)，確(què)保(bǎo)電站(zhàn)的發電效率(shuài)和(hé)穩定性得到(dào)保障。

圖5.3 發電(diàn)站監(jiān)測(cè)界(jiè)麵(miàn)

6. 結語(yǔ)

分(fēn)布(bù)式光(guāng)伏發電作(zuò)為分布(bù)式(shì)能源(yuán)之(zhī)一，在我國實踐(jiàn)中(zhōng)通常(cháng)包(bāo)括戶用(yòng)光伏，工商業(yè)分布(bù)式(shì)光伏，而(ér)在畜牧(mù)業(yè)中應用分布式光伏發電，可以做(zuò)到生態效益和經(jīng)濟效益“雙豐收"，同(tóng)時(shí)也可(kě)以促進(jìn)碳減排目標(biāo)的實現，為(wéi)構建綠色(sè)，智能(néng)，可持續(xù)的現代養殖業提(tí)供了強有力的(dí)支(zhī)持。本(běn)文介(jiè)紹了畜牧(mù)業中(zhōng)分布(bù)式光(guāng)伏監控係(xì)統與光(guāng)伏運(yùn)維(wéi)平台相(xiāng)結合的(dí)方案，通(tōng)過集(jí)成數(shù)據采(cǎi)集，數據(jù)傳輸，數(shù)據存儲，數據處理(lǐ)分(fēn)析以(yǐ)及(jí)遠(yuǎn)程(chéng)監(jiān)控(kòng)，設備管理(lǐ)等(děng)功(gōng)能，顯著(zhù)提(tí)高了光(guāng)伏發(fā)電係統的運行效率和可(kě)靠性，降低了運維成(chéng)本。