安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司
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張繼冬
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隨著全球?qū)稍偕茉吹男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，分布式光伏發(fā)電作為一種清潔、可持續(xù)的能源解決方案，受到了廣泛關(guān)注。本文深入探討了分布式光伏發(fā)電的并網(wǎng)方案以及相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用。分析了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成、并網(wǎng)方式、關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際案例闡述了其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)方案與產(chǎn)品應(yīng)用的研究，為推動(dòng)可再生能源的發(fā)展提供有益的參考。
太陽(yáng)能電池組件是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。目前，常用的太陽(yáng)能電池組件主要有單晶硅、多晶硅和薄膜太陽(yáng)能電池等。單晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率高，但成本相對(duì)較高；多晶硅太陽(yáng)能電池成本較低，但轉(zhuǎn)換效率略低于單晶硅；薄膜太陽(yáng)能電池具有柔性好、重量輕等特點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換效率較低。
逆變器是將太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備。它的性能直接影響到分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電能質(zhì)量和效率。逆變器應(yīng)具備高效、可靠、穩(wěn)定等特點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)具備完善的保護(hù)功能，如過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)等。
支架是用于安裝太陽(yáng)能電池組件的結(jié)構(gòu)件。它應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠承受太陽(yáng)能電池組件的重量和風(fēng)力等外力作用。支架的類(lèi)型主要有固定式支架、跟蹤式支架等。固定式支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但太陽(yáng)能電池組件的朝向固定，不能隨著太陽(yáng)位置的變化而調(diào)整；跟蹤式支架能夠根據(jù)太陽(yáng)位置的變化自動(dòng)調(diào)整太陽(yáng)能電池組件的朝向，提高太陽(yáng)能的接收效率，但成本相對(duì)較高。
電纜用于連接分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的各個(gè)部件，傳輸電能。電纜應(yīng)具備良好的絕緣性能、耐熱性能和耐腐蝕性能，以確保系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
全額上網(wǎng)模式是指分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能全部輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)企業(yè)按照當(dāng)?shù)氐纳暇W(wǎng)電價(jià)進(jìn)行收購(gòu)。這種模式適用于用戶(hù)用電量較小，或者用戶(hù)沒(méi)有自用需求的情況。全額上網(wǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、管理方便，用戶(hù)不需要考慮電能的自用和余電上網(wǎng)問(wèn)題。缺點(diǎn)是用戶(hù)不能享受自發(fā)自用帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。
自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式是指分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能優(yōu)先滿(mǎn)足用戶(hù)自身的用電需求，多余的電能輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)企業(yè)按照當(dāng)?shù)氐纳暇W(wǎng)電價(jià)進(jìn)行收購(gòu)。這種模式適用于用戶(hù)用電量較大，且有一定的自用需求的情況。自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)可以享受自發(fā)自用帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以將多余的電能出售給電網(wǎng)，獲得一定的收益。缺點(diǎn)是系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，需要考慮電能的自用和余電上網(wǎng)問(wèn)題。
離網(wǎng)模式是指分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，不與電網(wǎng)連接。這種模式適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、無(wú)電網(wǎng)覆蓋或者電網(wǎng)不穩(wěn)定的情況。離網(wǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)獨(dú)立性強(qiáng)，不受電網(wǎng)的影響。缺點(diǎn)是需要配備儲(chǔ)能設(shè)備，成本相對(duì)較高。
4Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
4.1平臺(tái)概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)門(mén)研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿(mǎn)足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電站運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提*電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶(hù)側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提*電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
4.2平臺(tái)適用場(chǎng)合
系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、*速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。
4.3系統(tǒng)架構(gòu)
本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：
5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案
5.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀(guān)顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線(xiàn)電壓、三相電流、有功/無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無(wú)功電度、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電站及總體負(fù)荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。
子界面主要包括系統(tǒng)主接線(xiàn)圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。
5.1.1光伏界面
本界面用來(lái)展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
5.1.2儲(chǔ)能界面
5.1.3風(fēng)電界面
本界面用來(lái)展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
5.1.4充電站界面
本界面用來(lái)展示對(duì)充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費(fèi)用，變化曲線(xiàn)、各個(gè)充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。
5.1.5視頻監(jiān)控界面
5.2硬件及其配套產(chǎn)品
【參考文獻(xiàn)】
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作者簡(jiǎn)介
張繼冬，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。
