安科瑞 李雨轩
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摘 要：分布式光伏发电是缓解环境压力、优化能源结构、促进可持续发展的重要手段。相较于传统发电，其具有污染小、噪声低等显著优势，并能实现电网削峰填谷。然而，海量光伏终端对传统配电网通信架构构成挑战，影响电网安全稳定运行。本研究以湖北荆门一马光彩大市场 3280kW 屋顶光伏项目为依托，探讨了并网接入方案优化、自动化系统构建及通信管理系统配置等关键技术难点，介绍了安科瑞 Acrel-1000 分布式光伏电力监控系统在解决商业屋顶光伏运维难题中的实战应用。
关键词： 分布式光伏发电；通信管理；智能监控；安科瑞 Acrel-1000；商业屋顶光伏
1. 项目概述本项目位于湖北荆门一马光彩大市场，利用厂房屋顶建设分布式光伏电站，总装机容量3280kW（交流侧），采用“全额上网”模式。光伏组件位于荆门市东宝区东宝路1号，通过用户配电站接入公共电网。研究聚焦于并网系统接入可行性、自动化系统方案及通信系统架构设计，旨在实现安全、有效、智能的电站运行。
2. 电网接入条件分析接入点（220kV变电站10kV 630二回线）线路容量允许接入分布式电源9.24MW。当前已接入和在途容量仅0.009MW，剩余容量9.23MW，远大于本期项目需求（3280kW），满足接入条件。
3. 分布式光伏预制舱设计预制舱尺寸为15000mm4400mm3500mm，采用钢框架结构，外板为瓦楞波纹板+防火岩棉+镀锌板复合板。舱体具备良好排水、防水措施，基础要求水平，确保现场设备拼装精度。
4. 系统整体技术方案项目直流侧装机容量4017kWp，由2个发电单元构成。直流电经组串式逆变器转换后，就地升压至10kV，经开关柜接入用户10kV母线并入电网。变电站容量分析表明，剩余可接入容量（64.33MW）完全满足本期需求。
核心解决方案： 采用安科瑞 Acrel-1000 分布式光伏电力监控系统作为电站综合自动化平台，集成保护、控制、通信、测量功能，实现对光伏系统及开关站的智能化管控。
4.1 关键设备配置
升压变压器： 2台2000kVA干式变压器（10.5±2×2.5%/0.38kV，Dy11），满足户外使用及能效要求。
继电保护与安全装置：
线路保护： 总出线开关配置方向过流（三段，复压/方向闭锁）、零序过流（三段）、过负荷及低周减载保护。
孤岛防护： 依赖逆变器内置的快速防孤岛保护能力（与继电保护、频率电压异常控制配合）。
频率电压异常： 通过逆变器低压/频率保护实现解列，不设独立装置。
电能质量监测： 在并网点配置A类在线监测装置，实时监测电压、频率、谐波、功率因数等，数据保存≥1年。
调度自动化：
配置AGC装置接收并执行有功功率控制指令，具备一次调频能力。
上报中期、短/超短期功率预测数据。
通过通信管理机/协议转换器采集逆变器、保护装置、电能质量仪、直流屏等数据，经SCADA和远动装置处理。
远动数据经纵向加密后，通过4G/5G无线网传输至荆门地调。
计量：
关口点（光伏出线处）配置双向计量三相三线电能表及GPRS用电现场管理系统，用于结算。
并网点配置C级电能表及GPRS系统，用于发电量信息采集及远传。
5. Acrel-1000 监控系统架构与功能 (核心亮点)系统采用开放式分层、分布式结构，分为站控层和就地层，确保在网络中断时就地层仍能独立运行。
站控层： 服务器、操作员站、远动站等组成监控管理系统，提供人机界面及远方通信接口。
就地层： 分散部署于逆变器区/箱变内，包括：
智能测控单元、网络通讯单元、数据采集单元。
关键设备：微机保护、防孤岛装置、电能质量仪、解列装置、多功能仪表、逆变器、箱变测控等。
功能：直接采集处理现场数据上传站控层；接收并执行站控层控制命令（经有效性、闭锁、同步检测）。
数据采集： 各发电单元配备无线数据采集装置，收集组件、逆变器、测控、计量表数据，通过无线网络传输至监控系统。
核心功能实现：
双屏显示，无级缩放，平滑漫游，导游图，网络拓扑动态着色。
关键监控画面： 运行监视图（设备状态、电气量、环境数据）、网络状态图、实时/历史发电量对比（柱状图、曲线）、发电单元详控图（手动控制调节）、保护信息、二次配置图、操作记录、事故追忆（报告/曲线/顺序记录）、趋势曲线/棒图、统计报表等。
采用 Modbus TCP 协议，实现遥测、遥信、遥控、遥设功能。
提供报文监视与诊断功能，支持按类型筛选、错误报警及报文导出，有效解决海量终端通信管理难题。
智能通信管理 (核心突破)：
人机交互界面 (HMI)：
6. 项目成效与结论荆门一马光彩大市场屋顶光伏项目成功应用安科瑞 Acrel-1000 监控系统，有效解决了商业屋顶光伏电站面临的关键运维挑战：
通信管理难题： 通过 Modbus TCP 协议、分层分布式架构及智能报文诊断，管理了海量逆变器及终端设备通信，保障了数据实时性与可靠性。
系统可靠性： 就地层自治设计确保了在网络故障时关键监控功能不中断。
智能化运维： 强大的 HMI 提供了全景监控、精细控制、深度分析能力，显著提升电站运行效率与故障处理速度。
调度合规性： 满足AGC、一次调频、功率预测、数据远传等调度自动化要求。
安全防护： 完备的继电保护、孤岛防护、电能质量监测配置保障了电站及电网安全。
结论： 本项目的实战应用充分验证了安科瑞 Acrel-1000 系统在商业屋顶光伏场景下的性能。其创新的通信管理架构、分层分布式设计及智能化运维功能，为破解分布式光伏，特别是商业屋顶项目的监控与运维难题提供了有效、可靠的解决方案，对推动分布式光伏的规模化、智能化发展具有重要的示范和推广价值。
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