摘要

隨著新能源產業的迅猛發展，用戶側新能源接入規模不斷擴大。然而，隨之而來的安全隱患、監控缺失、發電效率及收益管理難題，以及運行維護效率低下等問題，嚴重制約了新能源的有效利用和可持續發展。本文深入探討了安科瑞Acrel - 1000DP分布式光伏監控系統平臺，詳細闡述該系統在保障全站安全穩定運行、提升發電效益與收益、實現標準規范并網，以及優化全站電力監控與運維等方面的功能和應用效果，旨在為新能源接入和光伏電站管理提供有效解決方案。

關鍵詞

新能源接入；Acrel - 1000DP；光伏監控系統；安全穩定運行；電力監控與運維

一、引言

在全球能源轉型的大背景下，以太陽能為代表的新能源憑借清潔、可再生等顯著優勢，在能源結構中的占比持續攀升。用戶側分布式光伏作為太陽能利用的重要形式，近年來實現了快速發展，不僅有助于緩解能源危機，還能推動節能減排目標的實現。但在實際應用中，用戶新能源接入后暴露出諸多問題，如部分分布式光伏電站因缺乏有效的安全防護措施，頻繁發生火災、觸電等安全事故；多數小型光伏電站依靠人工定期巡檢，無法實時掌握設備運行狀態，導致故障難以及時發現和處理，嚴重影響發電效率；不同地區、不同類型的光伏電站并網標準存在差異，部分電站因不符合標準，面臨并網難或并網后不穩定的問題。

安科瑞Acrel - 1000DP分布式光伏監控系統平臺的出現，為解決這些問題提供了有效途徑。該平臺融合了先進的物聯網、大數據和云計算技術，實現對用戶電站的全面、實時監控，有效提升了電站的安全性、可靠性和運營效率，在推動新能源產業健康發展方面具有重要的研究價值和實踐意義。

二、新能源接入面臨的主要問題

2.1 安全隱患突出

新能源設備在運行過程中，由于電氣設備老化、安裝不規范、環境因素影響等原因，存在較大的安全風險。例如，光伏組件長期暴露在戶外，易受紫外線、雨水等侵蝕，導致絕緣性能下降，引發漏電事故；逆變器在高溫、高濕環境下運行，可能出現過熱保護失效，甚至引發火災。此外，部分用戶對新能源設備的操作和維護缺乏專業知識，違規操作也增加了安全事故的發生概率。

2.2 監控手段匱乏

目前，許多用戶新能源電站缺乏有效的監控系統，無法實時獲取設備的運行參數和狀態信息。部分電站雖安裝了簡單的監控設備，但功能單一，數據傳輸不穩定，無法實現對電站的全面監控。這使得運維人員難以及時發現設備故障和異常情況，導致故障處理不及時，影響電站的正常運行，降低發電效率。

2.3 發電效率難以保障

發電效率受多種因素影響，如光照強度、溫度、光伏組件的性能和清潔程度等。在實際運行中，由于缺乏對這些因素的實時監測和分析，無法及時采取有效的優化措施，導致發電效率低下。此外，部分光伏電站的設備選型不合理，系統配置不科學，也進一步降低了發電效率。

2.4 收益計算困難

新能源電站的收益計算涉及多個環節，包括發電量、上網電量、補貼政策、電價等。由于數據來源分散，計算過程復雜，且不同地區的補貼政策和電價標準存在差異，導致收益計算困難，準確性難以保證。這給電站投資者和運營者的決策帶來了較大困擾。

2.5 運行維護效率低

傳統的光伏電站運行維護主要依靠人工巡檢，這種方式不僅耗費大量的人力、物力和時間，而且容易出現漏檢、誤檢等問題。同時，由于缺乏有效的故障預警和診斷機制，故障處理響應速度慢，維修周期長，進一步降低了運行維護效率，增加了運維成本。

三、Acrel - 1000DP分布式光伏監控系統平臺架構與功能

3.1 系統架構

Acrel - 1000DP分布式光伏監控系統平臺采用分層分布式架構，主要包括設備層、通訊層和平臺層。設備層由光伏組件、逆變器、箱式變壓器、電能質量監測裝置等設備組成，負責采集和傳輸電站的各種運行數據；通訊層通過有線或無線通信方式，將設備層的數據傳輸到平臺層，實現數據的實時交互；平臺層是整個系統的核心，由服務器、監控軟件等組成，負責對采集到的數據進行存儲、分析和處理，并提供可視化的監控界面和管理功能。

架構圖

3.2 功能模塊

3.2.1 實時監控功能

系統能夠實時采集光伏電站的各項運行參數，包括光伏組件的電壓、電流、功率，逆變器的輸入輸出參數、運行狀態，箱式變壓器的溫度、負載等，并以直觀的圖表形式展示在監控界面上。運維人員可以通過電腦、手機等終端設備，隨時隨地查看電站的實時運行情況，及時掌握設備的工作狀態。

3.2.2 安全預警功能

平臺內置了多種安全預警模型，通過對采集到的數據進行實時分析，能夠及時發現設備的異常情況和安全隱患，并發出預警信號。例如，當光伏組件的溫度過高、逆變器的輸出功率異常或電網電壓波動超出允許范圍時，系統會立即向運維人員發送報警信息，提醒其采取相應的措施進行處理，有效避免安全事故的發生。

3.2.3 發電效率分析功能

系統對光伏電站的發電數據進行長期的統計和分析，結合光照強度、溫度等環境參數，評估電站的發電效率。通過對比不同時間段、不同設備的發電效率，找出影響發電效率的因素，并提出針對性的優化建議。例如，根據光照強度的變化，調整逆變器的工作參數，以提高發電效率；定期對光伏組件進行清洗，減少灰塵對發電效率的影響。

3.2.4 收益計算功能

平臺根據電站的發電量、上網電量、補貼政策和電價標準，自動計算電站的收益。運維人員可以隨時查看電站的收益報表，了解收益的構成和變化情況，為決策提供準確的數據支持。同時，系統還能對不同的運營方案進行模擬分析，幫助投資者和運營者選擇最優的運營策略，提高電站的經濟效益。

3.2.5 遠程運維功能

借助物聯網技術，運維人員可以通過平臺對電站設備進行遠程操作和維護，如遠程啟停逆變器、調整設備參數、進行軟件升級等。這大大減少了現場運維的工作量，提高了運維效率。此外，系統還具備故障診斷功能，當設備發生故障時，能夠快速定位故障點，并提供相應的故障處理方案，縮短故障維修時間。

四、案例分析

4.1 某重工企業18MW分布式光伏監控系統

（1）光伏配電房對A#車間,1#車間,2#車間新建屋頂分布式光伏進行并網。

（2）光伏配電房對新長誠3#車間,4#車間,6#車間,10#車間新建屋頂分布式光伏發電進行并網。

（3）光伏配電房擬在新長誠5#車間,7#車間與7#車間擴建擴建部分,8#車間,9#車間,11#車間新建屋頂分布式光伏進行并網。

光伏并網平面布置圖

4.2本項目整體采用XGF10-Z-1國網典型設計方案，10kV并網。

（1）光伏配電房擬在新長誠A#,1#,2#車間新建屋頂分布式光伏發電項目。

（2）光伏配電房擬在新長誠3#車間,4#車間,6#車間,10#車間新建屋頂分布式光伏發電項目。

（3）光伏配電房擬在新長誠5#車間,7#車間與7#車間擴建部分,8#車間,9#車間,11#車間新建屋頂分布式光伏發電項目。

每個光伏配電房廠區安裝550Wp單晶單面組件10909塊，裝機容量5999.95kWp，共計總裝機容量18MW。

光伏組件選用550Wp單晶硅光伏組件;逆變器選用組串式逆變器，1500V系統，容量為225kW，1#光伏配電房30臺、2#光伏配電房28臺、3#光伏配電房27臺，共計85臺。更多資料請聯系安科瑞陳芳芳136/119655/14

一次設計

計量方式：本光伏項目發電量采用“自發自用，余電上網”的方式，向系統上送功率。在光伏10kV并網柜內配置一套并網計量電能表，作為光伏發電量統計。

微機保護部分：10kV光伏并網柜應配置方向電流速斷、過流保護，防孤島，故障解列裝置；逆變器應配置防孤島保護，輸出過流保護，輸入反接保護.。

二次設計

本項目共三個光伏配電房，每個配電房分別提供通訊屏、站控屏（1防孤島保護*1、電能質量監測裝置*1、公共測控裝置*1、故障解列*1）、直流屏。

每面通訊屏配置通信采集裝置、光網交換機以及時鐘同步裝置，3#通訊屏內部署時鐘同步主模塊，1#、2#部署從模塊，確保全站光伏配電房數據時間統一。

3#光伏配電房為集中監控室，單獨部署遠動屏與監控主機屏，進行集中監控查看，并于調度端建立聯接，將數據上傳調度，同時接受調度調節指令，合理規劃分布式光伏發電。

其他14臺分散保護和3臺電度表分散安裝于就地開關柜實現各自功能。

項目清單分解

光伏監控系統按三層式（站控層、通信層、設備層）架構，通過通信管理機或協議轉換器對光伏發電系統的各種設備（逆變器、防孤島保護、故障解列裝置、電能質量監測裝置、直流屏等設備）信息進行存儲和處理。將處理好的數據上傳至SCADA系統和遠動裝置，遠動裝置經調度數據網（無線通信網）將數據上傳至漳州供電公司配調，計量系統經用采終端直采直傳至漳州供電公司配調主站用采系統光伏發電管理部門。

群調群控裝置接收調度指令，按要求調整光伏場站的出力，將調度指令發電量分解到各個并網點，緩沖分布式光伏對主電網的沖擊，同時利用分布式光伏協控裝置調節逆變器的無功輸出實現配電網的電壓協調優化控制，緩解甚至是解決分布式光伏并網點電壓過高等諸多風險.

拓撲圖

系統界面

五、結論與展望

本文對用戶新能源接入后存在的問題進行了深入分析，并詳細介紹了安科瑞Acrel - 1000DP分布式光伏監控系統平臺的架構、功能以及在解決新能源接入問題中的應用實踐。實踐證明，該系統平臺能夠有效解決新能源接入后存在的安全隱患、監控缺失、發電效率及收益管理難題，以及運行維護效率低下等問題，為用戶實現降低能源使用成本、提高收益、節能減碳的目標提供了有力支持。

隨著新能源技術的不斷發展和應用，未來分布式光伏電站將朝著智能化、規模化方向發展。Acrel - 1000DP分布式光伏監控系統平臺也將不斷升級和完善，進一步融合人工智能、區塊鏈等新技術，提升系統的智能化水平和安全性。同時，加強與其他能源管理系統的互聯互通，實現能源的綜合優化管理，為推動新能源產業的高質量發展做出更大貢獻。

審核編輯 黃宇