光伏并網柜保護監(jiān)測解決方案

安科瑞王璐月

1、 光伏并網柜簡介

分布式并網光伏系統(tǒng)是利用光伏組件將太陽能直接轉變?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電能質量,是一種新型的、環(huán)保型且具有長遠發(fā)展前景的發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)在用戶所在場地或附近建設運行,以用戶側自發(fā)自用為主、多余電量上網且在配電網系統(tǒng)平衡調節(jié)為特征的光伏發(fā)電設施。它能夠就近逐步解決用戶的用電問題,通過并網送去實現供電差額的補償與外送。光伏電源處于用戶側,發(fā)電供給當地政府負荷,可以合理減少對電網供電的依賴,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,可以根據實際要求進行建設,建設區(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。

并網柜主要由刀閘、斷路器及有關的控制元件組成,由于其連接發(fā)電機系統(tǒng)和電網系統(tǒng),安裝有完備的并網保護裝置,起到發(fā)電機并網作用,而被稱為“并網柜"。 光伏并網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的配電裝置,可以保護、計量光伏發(fā)電的總量,方便故障檢修管理,提高發(fā)電系統(tǒng)的安全性和經濟效益。具備檢失壓分閘、檢有壓合閘、過流保護、過電壓保護、孤島保護、防逆流保護、諧波治理、無功補償等多項保護功能,同時具備顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)運行參數和狀態(tài)指示,被廣泛運用于光伏發(fā)電系統(tǒng),與光伏并網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、 光伏并網柜綜合監(jiān)測解決方案

光伏并網柜在運行中,會出現電網側電壓、頻率等方面的波動對本站造成沖擊、負荷過高等現象,不僅會對電網設備造成損壞還會威脅到維護人員的生命安全。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體功率開關的開通和關斷作用,把直流電轉變?yōu)榻涣麟?在此環(huán)節(jié)會產生諧波問題。另外由于光伏項目的不確定性,造成輸出功率的隨機波動,導致電網頻率偏差、電壓波動與閃變等。

針對上述情況,本解決方案利用防孤島保護裝置采集并網電壓、頻率及電網進線電流等信號,當發(fā)生孤島現象時,快速切除并網點,使本站與電網側快速脫離。同時配置電能質量在線監(jiān)測裝置,對電壓諧波、電壓波動與閃變、頻率偏差、電壓不平衡度、電壓暫降/暫升/短時中斷等進行實時監(jiān)測。通過這兩種設備在光伏并網柜中的使用,為電網的可靠運行提供保障。本解決方案設備配置方案如表一。

表一 配置方案

3、 產品簡介

3.1 AM5SE-IS微機保護裝置

AM5SE-IS防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網供電系統(tǒng)。當發(fā)生孤島現象時,可以快速切除并網點,使本站與電網側快速脫離,保證整個電站和相關維護人員的生命安全。

  ?技術參數

   ?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柜的面板。將支架放置于機柜面板的內部(上下各有一個支架),如圖3,旋轉4個固定螺絲,使裝置牢固固定在機柜面板上,然后蓋上4個翻蓋即可。(翻蓋上方有小缺口,拆卸時需用一字螺絲刀插入小缺口將翻蓋取下。)

3.2 APView500電能質量在線監(jiān)測裝置

APView500電能質量在線監(jiān)測裝置集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能為一體。能夠滿足110kV及以下供電系統(tǒng)電能質量監(jiān)測的要求,廣泛適用于化工、鋼鐵、冶金、醫(yī)院、數據中心、交通建筑等行業(yè)的電能質量監(jiān)測。

? 技術參數

? 監(jiān)測精度

? 基本功能

注:√表示標配功能,■表示可選功能。

? 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柜上。

  外形尺寸                                                                                             開孔尺寸

4、 典型方案

4.1 0.4kV光伏發(fā)電項目系統(tǒng)上圖

1、配電室上圖方案

一次系統(tǒng)上圖

2、方案設計

一次方案設計圖 

4.2 10kV光伏發(fā)電項目系統(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、方案設計

一次方案設計圖