淺聊分布式光伏發電并網方案與產品應用

瀏覽次數：126更新時間：2024-11-11

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：隨著全球對可再生能源的需求不斷增長，分布式光伏發電作為一種清潔、可持續的能源解決方案，受到了廣泛關注。本文深入探討了分布式光伏發電的并網方案以及相關產品的應用。分析了分布式光伏發電系統的組成、并網方式、關鍵技術，并結合實際案例闡述了其在不同領域的應用優勢和面臨的挑戰。通過對分布式光伏發電并網方案與產品應用的研究，為推動可再生能源的發展提供有益的參考。

關鍵詞：分布式光伏發電；并網方案；產品應用；可再生能源

1引言

在全球能源危機和環境問題日益嚴峻的背景下，尋找清潔、可持續的能源成為當務之急。太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，具有廣闊的發展前景。分布式光伏發電是指在用戶場地附近建設，運行方式以用戶側自發自用、多余電量上網，且在配電系統平衡調節為特征的光伏發電設施。它具有投資小、建設快、占地面積小、靈活性高等優點，成為了太陽能利用的重要形式之一。

2分布式光伏發電系統組成

分布式光伏發電系統主要由太陽能電池組件、逆變器、支架、電纜等組成。

2.1太陽能電池組件
太陽能電池組件是分布式光伏發電系統的核心部件，其作用是將太陽能轉化為電能。目前，常用的太陽能電池組件主要有單晶硅、多晶硅和薄膜太陽能電池等。單晶硅太陽能電池轉換效率高，但成本相對較高；多晶硅太陽能電池成本較低，但轉換效率略低于單晶硅；薄膜太陽能電池具有柔性好、重量輕等特點，但轉換效率較低。

2.2逆變器
逆變器是將太陽能電池組件產生的直流電轉換為交流電的設備。它的性能直接影響到分布式光伏發電系統的輸出電能質量和效率。逆變器應具備高效、可靠、穩定等特點，同時還應具備完善的保護功能，如過壓保護、過流保護、短路保護等。

2.3支架
支架是用于安裝太陽能電池組件的結構件。它應具備足夠的強度和穩定性，能夠承受太陽能電池組件的重量和風力等外力作用。支架的類型主要有固定式支架、跟蹤式支架等。固定式支架結構簡單、成本低，但太陽能電池組件的朝向固定，不能隨著太陽位置的變化而調整；跟蹤式支架能夠根據太陽位置的變化自動調整太陽能電池組件的朝向，提高太陽能的接收效率，但成本相對較高。

2.4電纜
電纜用于連接分布式光伏發電系統的各個部件，傳輸電能。電纜應具備良好的絕緣性能、耐熱性能和耐腐蝕性能，以確保系統的安全可靠運行。

3分布式光伏發電并網方案

3.1全額上網模式
全額上網模式是指分布式光伏發電系統所產生的電能全部輸送到電網，由電網企業按照當地的上網電價進行收購。這種模式適用于用戶用電量較小，或者用戶沒有自用需求的情況。全額上網模式的優點是系統簡單、管理方便，用戶不需要考慮電能的自用和余電上網問題。缺點是用戶不能享受自發自用帶來的經濟效益。

3.2自發自用、余電上網模式
自發自用、余電上網模式是指分布式光伏發電系統所產生的電能優先滿足用戶自身的用電需求，多余的電能輸送到電網，由電網企業按照當地的上網電價進行收購。這種模式適用于用戶用電量較大，且有一定的自用需求的情況。自發自用、余電上網模式的優點是用戶可以享受自發自用帶來的經濟效益，同時還可以將多余的電能出售給電網，獲得一定的收益。缺點是系統相對復雜，需要考慮電能的自用和余電上網問題。

3.3離網模式
離網模式是指分布式光伏發電系統獨立運行，不與電網連接。這種模式適用于偏遠地區、無電網覆蓋或者電網不穩定的情況。離網模式的優點是系統獨立性強，不受電網的影響。缺點是需要配備儲能設備，成本相對較高。

4Acrel-2000MG微電網能量管理系統

4.1平臺概述

Acrel-2000MG微電網能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網監控系統與微電網能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產的*進經驗，專門研制出的企業微電網能量管理系統。本系統滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電站的接入，*進行數據采集分析，直接監視光伏、風能、儲能系統、充電站運行狀態及健康狀況，是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標，促進可再生能源應用，提*電網運行穩定性、補償負荷波動；有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提*電力設備運行效率、降低供電成本。為企業微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

微電網能量管理系統應采用分層分布式結構，整個能量管理系統在物理上分為三個層：設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

4.2平臺適用場合

系統可應用于城市、*速公路、工業園區、工商業區、居民區、智能建筑、海島、無電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

4.3系統架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：

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5充電站微電網能量管理系統解決方案

5.1實時監測

微電網能量管理系統人機界面友好，應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態，實時監測光伏、風電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。其中，各子系統回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態參數主要有：開關狀態、斷路器故障脫扣告警等。

系統應可以對分布式電源、儲能系統進行發電管理，使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態及發電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統應可以對儲能系統進行狀態管理，能夠根據儲能系統的荷電狀態進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統信息進行顯示。

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子界面主要包括系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統計列表等。

5.1.1光伏界面

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本界面用來展示對光伏系統信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、并網柜電力監測及發電量統計、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、輻照度/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。

5.1.2儲能界面

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