1.概述

針對用戶新能源接入后存在安全隱患、缺少有效監控、發電效率無法保證、收益計算困難、運行維護效率低等通點，提出的Acrel-1000DP分布式光伏監控系統，對整個用戶電站全面監控，為用戶實現降低能源使用成本、減輕變壓器負載、余電上網，提高收益；節能減碳，符合國家政策。

2.設計標準

本次工程的方案設計過程中，我們遵循的基本原則：先進、可靠、實用、安全。本次設計參考如下標準：

1）主要國家技術標準

（1）《20kV及以下變電所設計規范》 GB 50053-2013

（2）《供配電系統設計規范》 GB 50052-2009

（3）《低壓配電設計規范》 GB 50054-2011

4）《建筑物防雷設計規范》 GB 50057-2010

（5）《民用建筑電氣設計標準》 GB51348-2019

（6）《建筑照明設計標準》 GB 50034-2013

（7）《并聯電容器裝置設計規范》 GB 50227-2017

（8）《電力工程電纜設計標準》 GB 50217-2018

（9）《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》 GB/T 50062-2008

（10）《繼電保護和安全自動裝置技術規程》 GB/T 14285-2006

（11）《交流電氣裝置的接地設計規范》 GB 50065-2011

（12）《交流電氣裝置的過壓保護和絕緣配合設計規范》 GB/T 50064-2014

（13）《電力裝置電測量儀表裝置設計規范》GB/T  50063-2017

（14）《光伏發電站無功補償技術規范》GB/T29321-2012

（15）《光伏發電接入配電網設計規范》 GB/T 50865 - 2013

（16）《建筑設計防火規范》（2018版） GB 50016-2014

（17）《通用用電設備配電設計規范》  GB50055-2011

（18）《3~110kV高壓配電裝置設計規范》  GB50060-2008

2）主要行業、地方技術標準

（1）《電力工程直流電源系統設計技術規程》DL/T 5044-2014

（2）《電力工程制圖標準第1部分：一般規則部分》DL/T 5028.1-2015

（3）《導體和電器選擇設計技術規定》  DL/T 5222

（4）《10kV及以下電力用戶業護工程技術規范》DB35/T 1036-2019

（5）《戶用光伏并網發電系統 第2-5部分：設計規范系統接入設計》T/CPIA 0011.205-2019

（6）《戶用光伏發電系統并網技術要求》 T/CEC 333-2020

3）主要企業技術標準及圖集

（1）《電能計量裝置通用設計規范》 Q/GDW 10347-2016

（2）《光伏電站接入電網技術規定》Q/GDW 617-2011

（3）《分布式電源接入配電網設計規范》Q/GDW11147-2017

（4）《光伏電站接入電網技術規定》Q/GDW 1617-2015

（5）《分布式電源接入電網技術規定》Q/GDW 1480-2015

（6）《分布式光伏發電項目接入系統典型設計》

以上引用文件，隨最新版本相應更改為最新版本引用文件。

3.系統結構包含：

1、光伏監控系統平臺

2、光功率預測系統

3、光伏儲能系統

4、繼電保護及安全自動裝置

5、電能質量在線監測裝置

6、箱變測控裝置

7、無線測溫裝置

8、電能量計量系統

9、AGC/AVC 調控系統

10、遠方調度上傳系統

4.主要功能與技術參數

4.1 分布式光伏監控系統主要功能

1、數據采集和處理

監控系統通過通信管理機實時采集光伏逆變器的模擬量、狀態量等信息量；通過公共接口設備接受來自其他通信裝置的數據。

對所采集的實時信息進行數字濾波、有效性檢查，工程值轉換、信號接點抖動消除、刻度計算、人工置入等加工。從而提供電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數、系統總功率、總發電量、溫度等各種實時數據。

1）采集信號的類型。采集信號的類型分為模擬量、狀態量（開關量）。

a）模擬量包括各逆變器電流、電壓、有功功率、無功功率、頻率、功率因數、溫度量、總有功無功、日發電量、總發電量等。

b）狀態量包括斷路器、隔離開關以及接地開關的位置信號、一次設備的告警信號、繼電保護和安全自動裝置的動作及告警信號、運行監視信號等。

2）信號輸入方式。

a）模擬量輸入。間隔層測控裝置電氣量除直流電壓、溫度通過變送器輸入外，其余電氣量采用交流采樣。

b）狀態量（開關量）輸入。通過外部無源接點輸入，斷路器、隔離開關、接地開關（手車位置）等取雙位置接點信號。

c）保護信號的輸入。重要的保護動作、裝置故障信號等通過無源接點輸入；其余保護信號通過以太網接口或串口與監控系統相連，或通過繼電保護及故障信息管理子站獲得各類保護信息。

d）公共接口設備。監控系統的公用接口設備采用數據通信方式收集各類信息，負責直流電源系統、交流不停電系統、火災報警裝置及主要設備在線監測系統等子系統的接入，其容量及接口數量滿足以上所有設備的接入，并留有一定的余度，具備可擴充性以滿足終期要求。

3）數據處理。

a）模擬量處理。實時采集數據并進行相轉換、濾波及數據庫更新等。

b）狀態量處理。實時采集狀態量并進行濾波及數據庫更新等。

2、數據庫的建立與維護

1）數據庫的建立。

a）實時數據庫。存儲監控系統采集的實時數據，其數值根據運行工況的實時變化而不斷更新，記錄被監控設備的當前狀態。

b）歷史數據庫。對于需要長期保存的重要數據將存放在歷史數據庫中。提供通用數據庫，記錄周期為1min、5min、30min、60min任意調節。歷史數據實現在線滾動存儲5年，無需人工干預。所有的歷史數據轉存到光盤或磁帶等大容量存儲設備上作為長期存檔。對于狀態量變位、事件、模擬量越限等信息，按時間順序分類保存在歷史事件庫中，并保存10年，以供查詢。

2）數據庫的維護。

a）數據庫便于擴充和維護，保證數據的一致性、安全性；具備在線修改或離線生成數據庫的功能；用人—機交互方式對數據庫中的各個數據項進行修改和增刪。修改的主要內容有：各數據項的編號，各數據項的文字描述，對狀態量的狀態描述，各輸入量報警處理的定義，模擬量的告警上限、物理上限，告警下限、物理下限，模擬量的采集周期，模擬量越限處理的超越定值，模擬量轉換的計算系數，狀態量狀態正常、異常的定義，電能量計算的各種參數，輸出控制的各種參數，對多個狀態量的邏輯運算定義等；

b）具備交互式查詢和調用的功能。

3、報警處理

監控系統具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號；預告報警包括一般逆變器狀態異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1） 事故報警。事故狀態方式時，事故報警立即發出音響報警（報警音量任意調節），操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設備變位，同時彈窗顯示紅色報警條文，報警分為實時報警和歷史報警，歷史報警條文具備選擇查詢并打印的功能。

事故報警通過手動，每次確認一次報警。報警一旦確認，聲音、閃光即停止。

第一次事故報警發生階段，允許下一個報警信號進入，即第二次報警不覆蓋上一次的報警內容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。

2） 對每一測量值（包括計算量值），由用戶序列設置四種規定的運行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預告報警和事故報警。

3） 開關事故跳閘到次數或開關拉閘到次數，推出報警信息，提示用戶檢修。

4）報警方式。

報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據自己的需要添加或修改報警信息。

a）彈窗告警（內容包括事件發生時間、事件類型、事件位置）；

b）畫面閃爍告警；

c）驅動聲光報警器告警；

d）語言告警；

e）短信告警；

f）電話告警；

4、事件順序記錄

當光伏電站一次設備出現故障時，將引起繼電保護動作、開關跳閘，事件順序記錄功能將事件過程中各設備動作順序，帶時標記錄、存儲、顯示、打印，生成事件記錄報告，供查詢。系統保存1年的事件順序記錄條文。事件分辨率：測控裝置小于或等于1ms，站控層小于或等于2ms。事件順序記錄帶時標及時送往調度主站。

系統具備生成事故追憶表的功能，自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數據，包括開關位置、保護動作狀態、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。

用戶具備自定義事故追憶的啟動事件的功能，當每個事件發生時，存儲事故個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數據。啟動事件和監視的數據點由用戶和隨意修改。

5、畫面生成及顯示

分布式光伏監控系統具有電網網絡拓撲分析功能，實時查看各個設備狀態。所有靜態和動態畫面存儲。具有圖元編輯圖形制作功能，使用戶實現在任一臺主計算機或操作員工作站上均方便直觀的完成實時畫面的在線編輯、修改、定義、生成、刪除、調用和實時數據庫連接等功能。在主控室操作員工作站顯示器上顯示的各種信息以報告、圖形等形式提供給運行人員。

1）畫面顯示內容。

a）所有光伏電站的數量、裝機容量、實時發電功率；累計日、月、年發電量及發電收益；以及所累積社會效益并通過柱狀圖展示月發電量。

b）電站狀態展示當前光伏電站發電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數；統計當前光伏電站的日、月、年發電量及發電收益。攝像頭實時監測現場環境，并且接入輻照度、溫濕度、風速等環境參數。點擊右上角視頻畫面可全屏觀看，點擊最下方逆變器的查看詳情可跳轉至逆變器狀態頁面查看該逆變器運行詳情。

c）全站電氣主接線圖包括實時展示逆變器交、直流側數據，當前逆變器接入組件數量，并展示當前輻照度、溫濕度、風速等環境參數以及逆變器廠商、型號，顯示設備運行狀態、各主要電氣量(電流、電壓、頻率、有功、無功)等的實時值；

d）電壓、功率、輻照度等實時及歷史曲線顯示，棒圖（發電量、電壓和負荷監視）；

e）測控單元及全站報警顯示圖；

f）監控系統配置及運行工況圖；

g）保護配置圖；

h）直流系統圖；

i）站用電系統圖；

j）報告顯示（包括報警、事故和常規運行數據）；

k）表格顯示（如設備運行參數表、各種報表等）；

l）操作票顯示；

m）時間和安全運行天數顯示。

n）常用功能的功能面板顯示。

o）各分頁面導航按鈕顯示。

p）網絡拓撲圖

q）2.5D布局圖

r）界面定制化

2）輸出方式及要求。

a）電氣主接線圖中包括光伏系統電氣量實時值，逆變器與測控設備運行狀態、潮流方向，斷路器、隔離刀閘、地刀位置開關位置等；

b）畫面上顯示的文字為中文；

c）圖形和曲線具備儲存及硬拷貝的功能；

d）用戶具備生成、制作、修改圖形的功能。在一個工作站上制作的圖形送往其他工作站；

e）電壓棒圖及曲線的時標刻度、采樣周期由用戶選擇；

f）每幅圖形均標注有日歷時間；

g）圖形中所缺數據由人工置入。

6.分布式光伏監控系統 典型配置

1.0.4kV并網系統自發自用/余量上網的0.4kV并網光伏電站，以380V一點或多點接入配電箱/線路、箱變或配電室低壓母線（用戶）。單個并網點參考裝機容量20kW～400kW，采用三相接入公共電網配電室、箱變或柱上變壓器低壓母線；裝機容量8kW 及以下，可采用單相接入公共電網配電箱或線路。

常需要在并網點配置防孤島裝置、電能質量在線監測裝置，部分項目在公共電網配線箱或線路并網的項目，僅在并網點安裝表計產品，上傳平臺運維。

2.10kV并網系統

自發自用/余量上網的10kV并網光伏電站，以多點接入用戶10kV母線、用戶箱變或配電室（用戶）。單個并網點參考裝機容量400kW～6MW。

常需要在并網點配置防孤島裝置、電能質量在線監測裝置、故障解列裝置、頻率電壓緊急控制裝置組成安全自動裝置屏，10kV并網點計量關口表，部分項目需要上傳調度中心，增加遠動上傳相關通信設備。

針對單獨建立的10kV光伏配電房需配置常規的繼電保護產品，可配置無線測溫類產品。